Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 23.01.2008
Последнее обновление: Улучшена: 03.08.2008

Часть 2  Электромагниты
 с наборным якорем

 

 

Аннотация.    Показаны варианты тяговых характеристик для электромагнитов прямоугольного сечения с якорем, набранным из пластин постоянного или переменного сечения.

 

 

Особенностью рассматриваемого технического решения является якорь, собранный из набора параллельных пластин, уложенных с возможностью свободного движения друг по другу вдоль оси электромагнита прямоугольного сечения.

В начальный момент работы электромагнита пластины расположены таким образом, что их торцы, направленные к стопу, линейно отдалены от последнего. Например, нижняя пластина якоря расположена близко к стопу (с малым начальным зазором), а самая верхняя пластина имеет со стопом самый большой начальный зазор.

По мере притягивания якоря к стопу, пластины (в данном случае, начиная с нижней) контактируют со стопом и прекращают движение. Пластины верхних уровней продолжают движение.

Применением переменной толщины пластин можно получить разную форму характеристики тяговой силы электромагнита.

Выигрыш в начальной тяговой силе происходит благодаря тому, что в исходном положении якоря (максимальный ход) некоторые (нижние по схеме) пластины уже почти контактируют со стопом. И хотя сечение этих пластин существенно меньше площади всего сечения якоря, тем не менее, уменьшение зазора увеличивает тяговую силу квадратично уменьшению зазора!

1. Толщина пластин постоянна.

Расчётная схема приведена на рисунке 1.

Рис. 1 Расчётная схема прямоугольного электромагнита

со сборным якорем. Пластины имеют постоянную толщину

l – общий ход якоря

d - текущий максимальный зазор

di - текущий зазор в расчётном слое

dп - суммарный паразитный зазор

h – высота до середины расчётного слоя

th – толщина расчётного слоя

Н – толщина сердечника в сечении

hi – текущий размер сердечника, характеризующий суммарную высоту наборных элементов, находящихся в контакте с якорем

k – часть пути, пройденная якорем

Fi – тяговая сила расчётного слоя

F – суммарная тяговая сила якоря

Пусть

тогда

откуда

Для определённости принимается:

dп = 0.05 мм

l = 10 мм

kмакс = 0.95

k

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.92

0.95

F

1.99

1.99

1.99

1.99

1.98

1.98

1.98

1.97

1.95

1.90

1.88

1.82

Тяговая характеристика рассчитанного электромагнита представлена на рисунке 2.

Рис. 2 Тяговая характеристика электромагнита со сборным якорем прямоугольного сечения. Пластины имеют постоянную толщину

Выигрыш в начальном усилии по сравнению с плоскоторцевыми полюсами:

2. Толщина наборных элементов уменьшается в геометрической прогрессии с коэффициентом «а» по мере увеличения начального зазора.

Расчётная схема представлена на рисунке 3.

Рис. 3 Расчётная схема прямоугольного электромагнита

со сборным якорем. Пластины имеют переменную толщину

hi – толщина i-того элемента

n – число наборных элементов

Н – суммарная высота сердечника

здесь приняты обозначения по варианту 1.

Данный интеграл не решается в элементарных функциях. Поэтому ниже приведён оценочный расчёт через сумму тяговых сил конечного числа наборных элементов.

Для определённости принимается:

dп = 0.05 мм

l = 10 мм

n = 50

a = 1.02

где

iмин = 50 ´ k

Σa50-I = 83.58

k

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

F

3.00

2.73

2.53

2.23

2.02

1.82

1.62

1.48

1.32

1.11

Выигрыш в начальной тяговой силе:

Результаты расчёта сведены в график на рисунке 4 (красный цвет).

Кривая 1 – тяговая сила электромагнита с плоскоторцевыми якорем и стопом

Кривая 2 – тяговая сила электромагнита с наборным якорем из элементов равного сечения

Кривая 3 – тяговая сила электромагнита с наборным полюсом, составленным так, что сечения элементов по мере увеличения исходного зазора уменьшаются с постоянным коэффициентом а = 1.02.

Рис. 4 Тяговые характеристики электромагнитов

Таким образом, рассмотренные схемы наборных якорей электромагнита позволяют значительно повысить начальную тяговую силу и обеспечить желаемую форму (коэффициент изменения сечения элементов может быть и не постоянным) характеристики тяговой силы по мере продвижения якоря.


Просмотров: 3763

Комментарии к статье:

№ 541   Васильев Денис Исаевич   2011-09-05 15:41:58
Владимир Максимович, посмотрите это: http://vlat.my1.ru/forum/9-9-1 По-моему на одном из видео работают постоянные магниты таким же образом....
№ 542   Владимир Максимович   2011-09-05 18:37:08
На №541. Денис Исаевич, мне очень приятно получать от Вас весточки о том, что Ваши поиски не прекращаются.
Я посмотрел предложенную Вами ссылку.
Увидел там несколько видеороликов о работающих магнитных моторах.
1. Увиденные мною видеоролики не имеют отношения к принципам формирования тяговой характеристики электромагнита.
2. Увиденные мною ролики не имеют практического смысла, так как НЕ объясняют принципа работы моторов. Без понимания принципа действия Читатель едва ли сможет повторить опыт. А создать фокус при помощи видеокамеры - сегодня достаточно просто!
3. Денис, я допускаю, что произошла накладка, и Вы хотели показать мне что-то другое.
№ 543   Васильев Денис Исаевич   2011-09-05 19:05:30
1. На втором видеоролике магниты ступенькой размещены, думал та же аналогия, что описана у Вас здесь. Поэтому я и обратился к Вам.
2. А объяснить принцип пока никто не может. Ну, наверное, кроме авторов... Если во втором и третьем видеоролике еще можно допустить фокус, но первый очень достоверен, по характеру движения на запусках, например.
3. Если я в своем предположении на счет второго ролика ошибся, прошу извинить.
№ 544   Владимир Максимович   2011-09-05 22:06:47
На №543.
1. К сожалению, размещение МАГНИТОВ в виде ступенек и формирование специальной тяговой характеристики электромагнита при помощи его ЯКОРЯ, составленного из специально подбираемых ПЛАСТИН (не магнитов), имеет общее только в упоминании магнитов.
2. Первый ролик очень похож на обман, так как создать ПРАКТИЧЕСКОЕ вращение магнитов, расположенных по окружности диска, при помощи единственного магнита, находящегося на ПОСТОЯННОМ расстоянии от этого диска, можно только методами фокуса. К тому же Автор упоминает об изменении магнитного поля "специальным образом". А это - явный обман.
3. Денис, в извинениях нет необходимости. Вы ИМЕЕТЕ ПРАВО высказать свои мысли, а я всегда готов обменяться собственным мнением.
№ 545   Васильев Денис Исаевич   2011-09-05 22:57:54
На второй пункт: а что Вы скажете об остальных видеороликах, Ваше мнение. Может быть есть какие то предположения? Можете сделать анализ?
№ 546   Владимир Максимович   2011-10-05 01:14:46
На №545.
Все ролики комментировать бесполезно, поскольку смонтировать мультфильм при сегодняшнем программном обеспечении стало плёвым делом.
Анализировать можно только кинематическую схему и принцип работы мотора. Но ни того, ни другого в роликах не предоставлено.

Ваще сообщение:
 

 

Добавить комментарий

[B] [I] [u] [S] [2] [2]       [TAB] [∑] [∓] [≈] [≠] [≤] [≥] [π] [×] [√]       [RED] [GRE] [BLU]

[α] [β] [Γ] [γ] [Σ] [σ] [Δ] [δ] [Ω] [ω] [μ] [Λ] [λ]