ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Magn2: Плунжерный электромагнит

моделирование катушки плунжерного электромагнита, магнитное поле в обмотке, ферромагнитный сердечник, расчет тягового усилия электромагнита, расчет тягового усилия

Исполнительный орган в виде соленоидального плунжерного электромагнита состоит из обмотки, окруженной ферромагнитным сердечником и якоря в виде плунжера. Задача состоит в расчете магнитного поля в устройстве и тягового усилия, приложенного к якорю.

Тип задачи:

Нелинейная осесимметричная задача магнитостатики.

Геометрия:

Модель плунжера

Все размеры заданы в миллиметрах.

Дано:
Относительная магнитная проницаемость воздуха и катушки μ = 1;
Плотность тока в обмотке j = 1 МА/м²;
Кривая намагничивания магнитопровода и якоря:

Задание:
Рассчитать магнитное поле в соленоиде и определить тяговое усилие, приложенное к якорю.

Решение:
Магнитная система соленоида полностью замкнута, поэтому внешнюю границу модели можно поместить относительно близко к сердечнику соленоида. Более протяженный слой воздуха включен в модель со стороны якоря, поскольку в этой зоне нельзя пренебречь выпучиванием поля.
Плотность сетки выбрана по умолчанию, однако, для улучшения распределения сетки в модель включены три дополнительных вершины. Мы поместили одну из них на внутреннюю поверхность катушки вблизи угла якоря, и две другие - против углов сердечника на обеих сторонах якоря.
Замкнутый контур для вычисления силы должен окружать якорь. Поместим его в середину воздушного зазора между якорем и сердечником. Определяя контур интегрирования, используйте сильное увеличение масштаба, чтобы избежать прилипания линий контура к сторонам модели.

Сравнение результатов
Сила, действующая на якорь, составила F = 374.1 Н.

Наибольшее значение Z-составляющей магнитной индукции в якоре:

  Bz, Tл
Источник 0.933
ELCUT 1.0183

Z-составляющая индукции в плунжере:

Распределение индукции в плунжерном электромагните

Источник:
D. F. Ostergaard, "Magnetics for static fields", ANSYS revision 4.3, Tutorials, 1987.

  • Скачать файлы задачи

    Обзор программы ELCUT