Компьютерное моделирование нестационарных режимов в электромагнитных механизмах

• Автор: Павленко, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 370 с. : ил.

СОСТОЯНИЕ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ, ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЭММ. Анализ современных методов моделирования нестационарных режимов. Концепции общего подхода к моделированию динамики ЭММ. Цель работы. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ В ЭММ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ КАТУШКАМИ, СПЛОШНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ МАГНИТОПРОВОДОВ. Выбор и обоснование метода численной реализации обобщенной математической модели для расчета нестационарных магнитных полей электромагнитных устройств. Формирование дискретной модели. Аналитическая оценка влияния вихревых токов на динамические характеристики и параметры ЭММ. Математическое моделирование переходных режимов в быстродействующих электромагнитах тяговых автоматических выключателей. Математическое моделирование переходных режимов в нейтральном электромагните притягивающего действия с немагнитной вставкой в якоре. Исследование динамики срабатывания нейтрального электромагнита притягивающего действия.


Уравнения магнитного поля формируются для всех элементов структуры ЭММ, включая ферромагнитные проводящие области, катушки тока и напряжения, немагнитные проводящие участки, перемещающиеся ферромагнитные и немагнитные проводящие элементы, и решаются совместно с уравнениями движения. При моделировании ЭММ с использованием методов теории цепей в качестве фазовых переменных используются токи в катушках, магнитные потоки, магнитные напряжения, скорости и координаты перемещения подвижных элементов. В общем случае, цепной математической моделью ЭММ является система нелинейных дифференциальных уравнений, формируемая на основе компонентных уравнений элементов и топологического описания схемы замещения электрических и магнитных цепей. Ф векторстолбец магнитных потоков М, ТУ матрицы коэффициентов С векторстолбец, определяемый параметрами источников питания. Основные этапы формирования дискретной модели можно представить в виде структурной схемы рис 1. Системы уравнений 1. ЭММ на полевом и цепном уровнях, имеют подобную структуру, обеспечивают одноэтапность решения задачи анализа нестационарных режимов ЭММ произвольной конфигурации независимо от типа и назначения. Одинаковая структура уравнений предполагает использование общих методов численного решения. Для решения систем 1. ЭММ на разных уровнях. При проектировании ЭММ могут решаться задачи одновариантного и многовариантного анализа . Одновариантный анализ предполагает определение выходных характеристик ЭММ при заданной конфигурации и внутренних параметрах геометрических размерах, магнитных и электрических характеристиках материалов, параметрах источников питания. При этом осуществляется однократное решение системы уравнений, представляющей модель.