ЦИЛІНДРИЧНА ІНДУКТОРНА СИСТЕМА З ВНУТРІШНІМ БІФІЛЯРНИМ СОЛЕНОЇДОМ. АНАЛІЗ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

  • Ю. В. Батигін Харківський національний автомобільно-дорожній університет
  • Є. О. Чаплигін Харківський національний автомобільно-дорожній університет
  • С. О. Шиндерук Харківський національний автомобільно-дорожній університет
  • Т. В. Гаврилова Харківський національний автомобільно-дорожній університет
  • Д. А. Коваленко Харківський національний автомобільно-дорожній університет
Ключові слова: коаксіальний соленоїд, індукторна система, магнітний потік, обладнання для магнітно-імпульсної обробки металів

Анотація

Розглянуто циліндричну індукторну систему з внутрішнім коаксіальним соленоїдом, обмотка якого виконана у вигляді біфіляра. Фізико-математична модель запропонованої системи передбачає такі умови роботи, коли зовнішній індуктор вимкнений, його витки виконані з металу з високою електропровідністю досить щільно прилягають один до одного, так що їхню внутрішню поверхню можна вважати суцільною й ідеально провідною. У витках біфілярної обмотки з металевої стрічки протікає гармонічний струм.

На підставі розрахункових співвідношень для напруженостей збуджених полів отримані числові оцінки характеристик електромагнітних процесів. Проведено аналіз випадку, коли струми в кожній з гілок-жил біфіляра спрямовані в протилежні сторони. Розглянуто різновиди поперечних і поздовжніх розмірів системи, а також варіанти підключення однієї або двох обмоток біфіляра. Показано, що інтегральний магнітний потік у внутрішній порожнині цієї системи, незалежно від її конструктивних особливостей, дорівнює нулю і, відповідно, індуктивність усієї системи в цілому рівна нулю. Магнітний потік в системі з біфіляром сконцентрований в порожнині між обмотками, що пояснюється позитивною суперпозицією односпрямованих векторів індукції збуджених полів. Зміни геометрії й кількості компонентів дозволяють варіювати характеристики радіальних розподілів електромагнітних полів в розглянутій індукторній системі.

Отримані числові оцінки для характеристик збуджених магнітних полів в реальній і вперше запропонованій в роботі конструкції індукторної системи будуть корисні для вибору робочих конструкторських рішень нових схем обладнання магнітно-імпульсної обробки металів. Запропонована методика аналізу дозволить провести відповідні експериментальні дослідження, а також розрахунок і аналіз електромагнітних процесів в індукторних системах, де біфілярні котушки розміщують над циліндричними соленоїдами, що є вельми цікавим під час формування нових схем обладнання для магнітно-імпульсної обробки металів.

Біографії авторів

Ю. В. Батигін, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри фізики

Є. О. Чаплигін, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

канд. техн. наук, доцент кафедри фізики

С. О. Шиндерук, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

канд. техн. наук, доцент кафедри фізики

Т. В. Гаврилова, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

канд. ф.-мат. наук, доцент кафедри фізики

Д. А. Коваленко, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

студент механічного факультету

Посилання

В. Г. Герасимов, Э. В. Кузнецов, О. В. Николаева, Электротехника и электроника. Электрические и магнитные цепи, Москва: Энергоатомиздат, 1996, 288 с.

Г. И. Атабеков, Основы теории цепей, С-Пб, Россия: Энергия, 2006, 220 с.

А. Д. Подольцев, И. Н. Кучерявая, Элементы теории и численного расчёта электромагнитных процессов в ферромагнитных средах, Киев, Украина: изд. Ин-та электродинамики НАНУ, 1999, 362 с.

G. A. Shneerson, M. I. Dolotenko, and S. I. Krivosheev, Strong and Superstrong Pulsed Magnetic Field Generation. Berlin: Walter de Gruyter, 2014.

Y. Batygin, M. Barbashova, O. Sabokar, Electromagnetic Metal Forming for Advanced Processing Technologies. Cham, Switzerland: Springer International Publishing AG, 2018, 93 p.

Ю. В. Батыгин, А. Ю. Бондаренко, С. А. Шиндерук, Г. С. Сериков. «Расчётные соотношения для цилиндрической индукторной системы с внутренним бифилярным соленоидом,» Вісник НТУ ХПІ, Серия: Техніка та електрофізика високих напруг, № 18 (1343), с. 8-12, 2019.

Г. Корн, Т. Корн, Справочник по математике, Москва: Наука, 1973, 831 с.

Б. М. Яворский, А. А. Детлаф, А. К. Лебедев, Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗов. 8-е изд., перераб. и испр., Москва, Россия: ООО «Издательство Оникс», ООО «Издательство «Мир и Образование», 2006, 1056 с.

Переглядів анотації: 20 Завантажень PDF: 5
Опубліковано
2019-12-23
Як цитувати
Номер
Розділ
Енергетика, електротехніка та електромеханіка

Завантаження

Данные скачивания пока не доступны.