ВИЗНАЧЕННЯ ЕКВІВАЛЕНТНИХ ПАРАМЕТРІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЛІНІЙНОЇ МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНОЇ МАШИНИ ВІБРАЦІЙНОЇ ДІЇ

Анотація

Розглянуто магнітоелектричну лінійну машину циліндричної топології, що використовується як навантажувальна машина під час експериментальних досліджень електромеханічних характеристик лінійних двигунів вібраційної дії. Конструкція машини містить постійний магніт, розміщений на статорі, і намагнічений в аксіальному напрямку. Якір машини виконаний масивним, з конструкційної низьковуглецевої сталі, що спричиняє вихрові струми в осерді машини та відповідні втрати. Для їх врахування, а також для визначення параметрів навантажувальної машини, розроблено числову польову модель, яка ґрунтується на розв’язанні рівнянь електромагнітного поля в часовій області. Внаслідок осьової симетрії машини, задачу розв’язано в вісесиметричній постановці, в циліндричній системі координат. Розрахунок проведено з використанням методу скінченних елементів. Характеристику намагнічування матеріалу магнітопроводу моделі задано у вигляді основної кривої намагнічування. Значення електромагнітної сили машини визначено за формулою Максвела. Задача розв’язується за умови рухомої сітки в області якоря. Синусоїдна аналітична функція застосована до рухомої частини сітки для моделювання коливання якоря із заданою амплітудою та частотою. Для повнішого врахування ефекту вихрових струмів на зовнішніх границях області якоря застосовано спеціальний тип сітки з граничними шарами. Товщину шарів задано відповідно до частоти індукованих струмів. Силову характеристику навантажувальної машини подано сумою пружної складової, пропорційної до переміщення якоря, та сили в’язкого тертя, пропорційної до швидкості. Для розрахунку коефіцієнтів навантаження машини, використано метод динамічної петлі гістерезису. Проведено експериментальні дослідження параметрів навантаження за допомогою дослідного зразка навантажувальної машини. Експериментальні значення коефіцієнтів жорсткості та в’язкого тертя наван тажувальної машини отримані за допомогою методу згасальних коливань.