ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Моделирование работы реле с помощью Perl и ELCUT

автоматизация Perl, движение якоря

Реле состоит из катушки с движущимся якорем, который замыкает/размыкает электрические контакты. Пружина удерживает якорь в положении, когда контакты соединены. Когда ток включён, магнитное поле действует на ферромагнитный сердечник якоря, преодолевает сопротивление пружины и втягивает сердечник внутрь катушки. Чтобы уменьшить удар, в реле предусмотрен резиновый демпфер.
Требуется рассчитать время срабатывания реле и динамику движения якоря.

Чтобы рассчитать электромагнитное поле и движение якоря используются ELCUT и Perl. Взаимодействие между ELCUT и Perl происходит через программный интерфейс.

Тип задачи:
Осесимметричная задача магнитостатики.

Геометрия:

Дано
Число витков N = 2000;
Ток I = 0.2 A;
Начальное положение якоря xout = 10 мм.
Конечное положение якоря xin = 6 мм.
Вес якоря m = 4.5 г;
Жесткость пружины k = 4 Н/м
Длина пружины xпружины = 15 мм.

Задача:
Электромагнитная сила и сила пружины действуют на якорь. Обе силы зависят от положения якоря. Рассчитать функцию движения якоря x(t).

Решение:
Многовитковая обмотка заменена эквивалентным постоянным током.

Функция движения определяется из дифференциального уравнения второго порядка
m · d²x/dt² = f(x),
где m - вес якоря (кг),
x - положение якоря (м)
f(x) - сила, действующая на якорь (Н).
Сила, действующая на якорь, равна сумме силы пружины fпружины(x) = k·(xпружины - x) и электромагнитной силы.

Уравнения решаются в скрипте Perl. Динамическая связь используется, чтобы вызывать ELCUT и вычислять электромагнитную силу на каждом шаге. Вычисления заканчиваются, когда якорь полностью втянут x=xin.
Моделирование работы реле с помощью Perl и ELCUT Уравнения решаются в скрипте Perl. Динамическая связь используется, чтобы вызывать ELCUT и вычислять электромагнитную силу на каждом шаге Perl ELCUT Начальные условия x0 = xout, v0 = 0 м/с Вызов ELCUT для рассчета силы f(xi) vi+1 = vi + f/m*Δt xi+1 = xi + vi+1* Δt x>xin ? да нет Выход

Результат:
Контакты полностью размыкаются и якорь втягивается на 0.075 с.
Plunger position in meters vs time in seconds.

  • Загрузить Скачать файлы задачи.

    ELCUT 6.5. Обзор возможностей 3D анализа


    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