Построение схемы замещения магнитных систем электротехнических устройств с использованием сопряженных потенциалов поля
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2020-5-5-16Ключевые слова:
магнитное поле, краевые задачи, комбинированный метод, сопряженные потенциалы, схема замещенияАннотация
Рассматривается и решается задача разработки алгоритма формализованного построения схем замещения электромеханических устройств, содержащих несколько магнитных систем, взаимное положение которых в пространстве может меняться. Предполагается, что магнитные системы изготовлены из анизотропной электротехнической стали с нелинейными характеристиками. Приводятся обобщенные формулировки краевых задач, описывающих распределение магнитного поля в рассматриваемых электротехнических системах, и их вариационные формулировки. Описан комбинированный метод конечных элементов и комплексных граничных элементов, позволяющий выполнить расчет поля в магнитных системах и в области, не заполненной сталью. Описана формализованная процедура построения магнитных схем замещения электротехнических устройств с использованием сопряженных потенциалов, имеющих смысл скалярного потенциала и функции потока магнитного поля. Показано, что применение сопряженных потенциалов позволяет напрямую находить используемые для построения схем замещения магнитные потоки и магнитные напряжения без численного дифференцирования и интегрирования. Описан пошаговый алгоритм нахождения топологии схем замещения и компонентных уравнений ветвей. Приводится пример построения цепной модели электромагнита. Выполнена оценка погрешности расчета его характеристик с использованием магнитной схемы замещения.Библиографические ссылки
Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов: Магнитные цепи, поля и программа FEMM. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 336 c.
Носов Г.В., Лусс А.А. Расчет внешнего магнитного поля // Фундаментальные исследования. 2013. № 10. С. 3363 - 3367.
Булыжев Е.М., Меньшов Е. Н., Джавахия Г.А. Оптимизация магнитного сепаратора // Известия Самарского центра РАН. Т. 13. № 4. 2015. С. 111 - 116.
Miller T.J.E. Brushless Permonent-Magnet and Relactance Motor Drives. Oxford: Clarendon Press, 1989. pp. 207.
Wolfram Witt, Marcus Loffler. The Electro-magnetic Gun - Closer to Weapon-System Status, Military Technology, 1998, No 5, p. 80 - 86.
Моделирование магнитного поля в нелинейных ферромагнитных средах с использованием блочных элементов и их схем замещения / А.Н. Ткачев, А.В. Пашковский, Д.Н. Черноиван, Р.В. Дмитриенко // Изв. вузов. Электромеханика. 2020. Т. 63. № 2-3. С. 44 - 54.
Ткачев А.Н., Кондратенко А.И. Моделирование распределения поля в магнитных системах электротехнических устройств с использованием нелинейных многополюсников // Инженерный вестник Дона. 2017. № 1.
Ткачев А.Н., Шкуропадский И.В., Тихонов Д.Ю. Комбинированные методы расчета электрических и магнитных полей в кусочно-однородных средах: монография. Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова. Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2016. 176 с.
Ткачев А.Н. Численно-экспериментальные методы моделирования пространственного перемагничивания анизотропных ферромагнетиков: монография. Южно-Рос-сийский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова. Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2015. 207 с.
Бинс К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей; пер. с англ. И. И. Талалова. М.: Энергия, 1970. 376 с.
Ткачев А.Н., Клименко В.В. Метод сопряженных потенциалов для расчета двухмерных электрических и магнитных полей: монография. Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2012. 172 c.
Громадка Т., Лей Ч. Комплексный метод граничных элементов. М.: Мир, 1990. 303 с
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
