Анализ силовых характеристик электромагнитных прессов цилиндрической конструкции и способы их улучшения

• Автор: Смирнова, Юлия Борисовна
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР РАЗРАБОТОК И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ,
ИСПОЛЬЗУЕМОГО В ЦЕЛЯХ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
1.1. Современный уровень развития и анализ прессового
оборудования малой мощности
1.1.1. Современная ситуация и основные показатели прессов,
реализованных на базе электродвигателей вращательного движения
1.1.2. Современная ситуация и основные показатели прессов,
реализованных на базе линейных двигателей
1.2. Сравнение показателей существующего прессового
оборудования и обоснование выбора типа привода
1.2.1. Согласование тяговой характеристики привода с силовой
характеристикой обрабатываемого материала
1.2.2. Сравнение показателей существующего прессового
оборудования по системе объективных критериев
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. ВЫБОР БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ЛЭМД. ВОПРОСЫ
РАСЧЕТА СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЭМД, МЕТОДЫ РЕЛИЗАЦИИ
2.1. Выбор базовой конструкции ЛЭМД для привода пресса
2.2. Пути улучшения удельных силовых показателей ЭМД
2.3. Основные подходы к получению силовых характеристик ЛЭМД

2.3.1 Расчет статических тяговых характеристик
2.3.2 Расчет динамических тяговых характеристик
2.4. Методы реализации
2.4.1. Применение пакетов вычислительных программ при расчете силовых характеристик ЛЭМД
2.4.2. Универсальный программный продукт для расчета ЛЭМД
базовой конструкции
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ОСНОВАНИИ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАТИЧЕСКИХ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
3.1. Постановка задачи
3.1.1 Вопросы расчета рациональных соотношений размеров ЭМД
3.1.2 Определение объемов (масс) ЛЭМД
3.1.3. Выбор метода и алгоритма оптимального поиска
3.2. Выбор рациональных соотношений объемов активных
материалов ЛЭМД
3.3. Исследование влияния геометрии пресса на формирование
статической тяговой характеристики пресса при заданном соотношении меди и стали
3.3.1. Выбор радиуса якоря
3.3.2. Выбор значения высоты стопа
3.3.3. Выбор рациональных значений высоты дисковой части якоря, высоты полюса и внешнего радиуса магнитопровода
3.4. Исследования влияния марки материала пресса на силовые и
энергетические параметры
ВЫВОДЫ

ГЛАВА 4. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЛЭМД ПРЕССА С
УЛУЧШЕННЫМИ СИЛОВЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ
4Л. Исследование влияния величины и формы питающего
напряжения на силовые характеристики ЛЭМД
4.2. Создание графоаналитической методики расчета тяговой характеристики ЛЭМД
4.3. Инженерная методика расчета рациональных параметров ЛЭМД пресса базовой конструкции с малым ходом якоря
4.4. Результаты расчетов ЛЭМД пресса с улучшенными силовыми и энергетическими показателями
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Геометрические параметры, обмоточные и
массогабаритные данные ЛЭМД прессов
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты численного моделирования характеристик
ЛЭМД
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Документы о внедрении результатов работы

2.4. 2. Универсальный программный продукт для расчета ЛЭМД
базовой конструкции
В НГТУ кафедрой теоретических основ электротехники совместно с кафедрой прикладной математики создана компьютерная программа для расчета статических и динамических тяговых характеристик электромагнитного пресса на основании разработанной математической модели ЛЭМД [95, 102]. В разработке программного комплекса непосредственное участие принимали: заведующий кафедрой теоретических основ электротехники НГТУ, д.т.н., профессор Нейман В. Ю.; заведующий кафедрой прикладной математики НГТУ, д.т.н., профессор Соловейчик Ю. Г. и ассистент кафедры прикладной математики НГТУ, к.т.н. Персова М. Г.
Математическая модель базируется на расчете электромагнитного поля в объеме ЛЭМД. Для описания электромагнитного поля в рассматриваемой конструкции используются известные уравнения Максвелла [107,108]:
rot Н
J — уЕ + JCT
Ё дБ , (2-1.)
rotE

B = l(B)H
где J - вектор плотности тока, Я - вектор напряженности магнитного поля; у - удельная электрическая проводимость; Ё - вектор напряженности электрического поля; JCT - вектор сторонней плотности тока; В - вектор индукции магнитного поля; p(S) — магнитная проницаемость, в общем случае зависящая от модуля вектора магнитной индукции. При этом для данной конструкции плотностями токов смещения и переноса пренебрегают.
Воспользовавшись понятием векторного магнитного потенциала А такого, что В = rot А, из системы уравнений (2.1) приходим к уравнению: