ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Поляризованный электромагнит с прецизионными магнитомягкими сплавами

моделирование катушки плунжерного электромагнита, постоянный магнит, расчет тягового усилия электромагнита

Пример подготовил Чижов Андрей, ЗАО ЦеСИС-НИКИРЭТ.

В поляризованных электромагнитах присутствуют два независимых магнитных потока — рабочий и поляризующий. Первый создается рабочей (или управляющей) обмоткой. Поляризующий поток чаще всего создается постоянными магнитами, иногда дополнительными электромагнитами, и используется для обеспечения наличия притягивающей силы при выключенной рабочей обмотке. В целом действие такого магнита зависит как от величины, так и от направления электрического тока в рабочей обмотке.

Тип задачи
Осесимметричная задача магнитостатического поля.

Геометрия
Все размеры заданы в миллиметрах.
Геометрия поляризованного электромагнита

Дано
Магнит: NdFeB марки N35;
Напряжение питания: 15.. 20 В;
Воздушный зазор в электромагните 3.1±0.15 мм;
Материал магнитопровода:
Cплав 27КХ ГОСТ (10160-75)

Cплав 49КФ ГОСТ (10160-75)

Электротехническая сталь 10880 (ГОСТ 11036-75)

Задание
Определить целесообразность применения в поляризованном электромагните прецизионных магнитомягких сплавов 27КХ и 49КФ и электротехнической стали 10880.

Определить минимальный ток, обеспечивающий тяговое усилие электромагнита 10Н и силу удержания якоря при толщине немагнитной вставки между магнитом и магнитопроводом 0,5мм.

Решение
Для определения тяговых усилий электромагнита, необходимо обвести якорь контуром и создать дополнительную метку «Контур», в которой задать относительную магнитную проницаемость воздуха µ =1.
Поскольку силовые линии магнитного поля замкнуты в электромагните, то внешнюю линию А0 можно начертить на незначительном расстоянии от корпуса, обеспечив при этом свободное перемещение якоря на величину его хода (зазора). Для получения результата в интегральном калькуляторе, предварительно необходимо выделить все детали якоря и контур.
Для определения усилий удержания якоря необходимо выключить ток в катушках, задав значение полное число ампер-витков = 0 в обеих катушках.
Так как магнитные параметры магнитов одной марки могут существенно отличаться друг от друга или нет возможности установить магнит с меньшей энергией, то для этого можно ввести в конструкцию между магнитом и магнитопроводом немагнитный материал, увеличением толщины которого, компенсируется «лишняя» энергия магнита.
Кривую тягового усилия определяем с помощью инструмента LabelMover, задав перемещения якоря.

Результаты:
Тяговые усилия электромагнита с магнитопроводом из рассматриваемых материалов при толщине немагнитной вставки между магнитом и магнитопроводом 0,5мм

Материал 27КХ 49КФ 10880 Сталь 3
Сила удержания ярма, Н при I = 0 А -37.64 -38.01 -38.05 -36.88
Тяговая сила электромагнита, Н при I = 3.0 А 40.40 40.37 40.33 40.18

Тяговое усилие электромагнита для магнитопровода из стали 3 и толщине немагнитной вставки между магнитом и магнитопроводом 0.5мм.

Ток в обмотках электромагнита, А 1 1.5 1.85 2 2.5 3
Тяговая сила электромагнита в нулевой точке, Н -11.35
(электромагнит не работает)
1.47
(электромагнит способен тянуть только свой якорь)
10.47 14.33 27.23 40.19

Настройки параметров материалов электромагнита и расчёт тяговых усилий
расчёт тяговых усилий

Тяговое усилие электромагнита для магнитопровода из стали 3 и толщине немагнитной вставки между магнитом и магнитопроводом 0.5мм.
Тяговое усилие электромагнита

ELCUT включён в Государственный реестр Российского программного обеспечения


Продукт
Заказ
Запросить пробную версию
Модификации
Функциональность, Состав
Программирование
Спецкурсы

Применение
Промышленность
Образование
Наука
Типовые примеры
Отзывы
Пользователи

Поддержка
Онлайн семинары
Виртуальный класс
Вход для клиентов
Словарь
Тестирование

Загрузить
ELCUT Студенческий
Руководство пользователя
Библиотеки материалов
Видео
Бесплатные утилиты

Новости
Новые версии
События
Статьи
Подписка

Контакты
О компании
Как нас найти
Консультации
Поддержка онлайн
Партнеры