Математические модели и методы расчета магнитных силовых систем

• Автор: Кивокурцев, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 122 с.

Введение

Глава 1. Основные типы МСС и современное состояние методов их расчета.

1.1. Типовые конструкции МСС.

1.2. Методы расчета МСС.

1.3. Основные выводы к главе.

Глава 2. Расчет сил взаимодействия 1 I с использованием токовых моделей.

2.1. Расчет сил взаимодействия ПМ.

2. 2 Взаимосвязь между индуктивностью токовой модели и коэффициентом размагничивания II.

2. 3 Решение частных задач.

2. 4 Основные выводы к главе.

Глава 3. Расчет силовых взаимодействий ПМ с токовыми обмотками.

3.1. Методика расчта электродинамического привода.
3.2. Основные выводы к главе
I лава 4. Расчет силового воздействия магнитного поля ПМ и МСС на магнитомягкие частицы и предметы
4.1. Силовое воздействие на магнитомягкую частицу в магнитном поле ПМ.
4.2. Методика расчта магнитных ловушек и фильтров.
4.3. Основные выводы к главе.
Глава 5. Экспериментальные исследования МСС различного типа. Многокоэрцитивная модель в оценке применимости высококоэрцитивных МТМ в изделиях со сложным распределением намагниченности и технологии их намагничивания.
Стр. Стр. С гр. Стр.
Стр.
Стр. Стр. 5 7 Стр.
Стр. Стр. Стр. Стр.
Стр. Стр. Стр. Стр.
5.1. Экспериментальные исследования МСС. Стр.
5.2. Многокоэрцитивная модель в оценке применимости высококоэрцитивных МТМ в изделиях со сложным
распределением намагниченности и технологии их. Стр.
5.3. Основные выводы к главе. Стр.
Заключение Стр.
Библиографический список Стр.
ВВЕДЕНИЕ


МП позволила существенно расширить возможности изготовления ПМ сложных форм, обеспечила получение высоких магнитных свойств и для изотропных магнитов, а также позволила получать ПМ с повышенной устойчивостью к внешним химическим воздействиям. Несмотря на широкое применение магнитных силовых взаимодействий, расчет силовых характеристик МСС является непростой задачей даже для сравнительно несложных конструкций. Точные математические соотношения имеются лишь для ограниченного числа частных случаев. При математическом моделировании магнитных систем реализуют обычно следующие основные способы их представления 1 в виде эквивалентной электрической цепи схемные модели, 2 в виде совокупности заряженных поверхностей зарядовые модели, 3 в виде совокупности токовых контуров токовые модели. Разработки первого способа моделирования начались еще в начале прошлого века работы Грэмпа В. Кальдервуда II. Пику Р, а усовершенствования продолжаются и в настоящее время. Бинса К. Лауренсона П. Широко применяются и методы токового моделирования магнитов и магнитных систем, описанные, например, КогенДалиным В. В., Комаровым Е. В. и Пятиным Ю. М. Их широкое применение в расчетах также стало возможным лишь с широким внедрением ЭВМ. Однако все эти способы моделирования и основанные на них методы расчета отработаны, как правило, лишь для расчетов распределений магнитного поля магнитных систем, но не для решения задач по расчету механических усилий. В технологии изготовления не всегда учитываются особенности современных магнитотвердых материалов, главным образом по структурнофазовому составу. Все это затрудняет расчет и оптимизацию конструкций и технологий изготовления силовых магнитных систем, поэтому совершенствование методов их моделирования, расчета и технологий изготовления является важной и актуальной задачей. По расчетам МСС сравнительно мало публикаций и практически отсутствует специальная монографическая литература. Не отработаны принципы моделирования и экспериментальной отработки сложных МСС. Цель настоящей работы создание математического обеспечения разработок и оптимизации конструкций и технологий изготовления МСС. Все расчеты и исследования в настоящей работе основывались на использовании фундаментальных уравнений электротехники, теории электромагнитного поля и современных средств вычислений с ЭВМ. Научная новизна работы заключается в том, что в
1С помощью комбинированного применения зарядовых и токовых математических моделей получены соотношения, позволяющие с большей точностью рассчитывать силовые взаимодействия магнитных систем, постоянных магнитов с полем токовых контуров и магнитомягкими поверхностями, выявить функциональные связи сил взаимодействия с геометрическими размерами МСС, параметрами электрических моделей и коэффициентами размагничивания магнитов, предложить эффективные критерии оценки качества магнитных ловушек, сепараторов и фильтров. Обеспечено улучшение технических и массогабаритных характеристик таких магнитных систем. Техническая новизна устройств подтверждена патентами РФ. МСС. Разработано несколько оригинальных конструкций таких систем с улучшенными техническими и массогабаритными характеристиками. Предложен двухэтапный технологический процесс намагничивания магнитов из высококоэрцитивных материалов, обеспечивающий улучшение магнитных параметров магнитов со сложными распределениями намагниченности и расширяющий возможностей применения в них современных магнитотвердых материалов. Разработан комплекс программ для расчета силовых взаимодействий в наиболее распространенных типах МСС. Комбинированное применение зарядовой и токовой математических моделей позволяет рассчитывать механические усилия при взаимодействии магнитных систем и постоянных магнитов разных форм между собой и с магнитомягкими элементами, выявить функциональные связи сил взаимодействия с коэффициентами размагничивания магнитов и параметрами токовых моделей и функциональные связи баллистического и магнитометрического коэффициентов размагничивания, вывести принципы масштабирования и оптимального моделирования магнитных силовых систем.