Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока
В статье рассматривается вопрос влияния формы приложенного напряжения на динамические характеристики электромагнита постоянного тока. У статі розглянуто питання впливу форми прикладеної до котушки напруги на динамічні характеристики електромагнітного механізму постійного струму. The paper considers...
Saved in:
| Published in: | Електротехніка і електромеханіка |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143382 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока / Е.И. Байда // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 5. — С. 3-4. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859958130507513856 |
|---|---|
| author | Байда, Е.И. |
| author_facet | Байда, Е.И. |
| citation_txt | Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока / Е.И. Байда // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 5. — С. 3-4. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Електротехніка і електромеханіка |
| description | В статье рассматривается вопрос влияния формы приложенного напряжения на динамические характеристики электромагнита постоянного тока.
У статі розглянуто питання впливу форми прикладеної до котушки напруги на динамічні характеристики електромагнітного механізму постійного струму.
The paper considers a problem of applied voltage waveform action on dynamic characteristics of a DC electromagnet.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:20:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
Електричні машини та апарати
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №5 3
УДК 621.318
Е.И. Байда
ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ НАПРЯЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
НА ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТА
ПОСТОЯННОГО ТОКА
У статі розглянуто питання впливу форми прикладеної до котушки напруги на динамічні характеристики електро-
магнітного механізму постійного струму.
В статье рассматривается вопрос влияния формы приложенного напряжения на динамические характеристики
электромагнита постоянного тока.
Достаточно часто при проектировании электро-
магнитного механизма возникает вопрос о влиянии
формы напряжения, приложенного к катушке, на ди-
намические характеристики проектируемого меха-
низма. Данная проблема достаточно актуальна, так
как при разработке таких устройств, проектировщики
используют некоторые усреднённые значения напря-
жения, в случае если его форма определяется источ-
ником питания (одно – и двухполупериодное выпрям-
ление, импульсное напряжение и т.д.).
Исследуемый в работе электромагнит представ-
ляет собой электромагнит броневого типа с относи-
тельно большим конечным воздушным зазором рав-
ным 0,5 мм. Данный электромагнит предполагается
использовать в качестве "шагового" двигателя, время
срабатывания которого является задаваемой величи-
ной. Поэтому, исследование зависимости времени
срабатывания электромагнита от формы напряжения
представляет достаточный интерес.
Цель статьи – исследование влияния формы пи-
тающего напряжения на динамические характеристи-
ки электромагнитного механизма. Форма напряжения
источника питания выбиралась следующей: постоян-
ное напряжение – Uc; выпрямленное напряжение с
амплитудой – Uv = Uc⋅ 2 ; импульсное прямоуголь-
ное напряжение (меандр), получаемое от преобразо-
вателя, с максимальным значением Ui = Uc⋅ 2 . Фор-
ма напряжения источника показана на рис. 1.
Рис. 1. Форма напряжения источника питания катушки
Задачей данной статьи является получение вре-
менных зависимостей хода якоря, тока и электромаг-
нитной силы, а так же тепловых потерь в магните.
Расчеты проводились методом конечных элемен-
тов на деформируемой сетке. Результаты расчета по-
казаны на (рис. 2-4).
Как следует из рис. 2, пульсации тока в цепи ка-
тушки существенны уже при двухполупериодном вы-
прямлении переменного тока.
Рис. 2. Временные зависимости тока катушки от формы
приложенного напряжения
Рис. 3. Временные зависимости электромагнитной силы
от формы приложенного напряжения
Из рис. 3 следует, что при выпрямленном и им-
пульсном напряжениях, приложенных к катушке,
пульсации электромагнитной силы достаточно велики.
Рис. 4. Временные зависимости хода якоря от формы
приложенного напряжения
Как следует из рис. 4, форма напряжения суще-
ственно влияет на быстродействие электромагнита,
увеличивая время срабатывания на 30 %.
Практический интерес представляют резистив-
ные потери в электромагните, особенно, при питании
катушки изменяющимся напряжением.
Эти потери в осесимметричной задаче определя-
лись по формуле:
4 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №5
∫ ⋅⋅= ϕϕ
V
dVEJN ,
где N – мощность тепловых потерь, Вт; Jϕ – плотность
тока, А/м; Eϕ – напряженность электрического поля в
корпусе магнита, В/м; V – объём магнита, м3.
На рис. 5 показана временная зависимость сум-
марных тепловых потерь в электромагните при вклю-
чении его на постоянное напряжение, рассчитанных
по приведенной выше формуле. Очевидно, что дан-
ные потери существуют только в переходном режиме.
Рис. 5. Временная зависимость суммарных тепловых потерь
в электромагните, включаемого на постоянное напряжение
На рис. 6 приведен график тепловых потерь для
электромагнита включаемого на выпрямленное на-
пряжение.
Рис. 6. Временная зависимость суммарных тепловых потерь в
электромагните, включаемого на выпрямленное напряжение
На рис. 7 показан график потерь в электромагни-
те, включённый на импульсное напряжение.
При этом значение вихревых токов в корпусе
магнита достигают значительных величин (рис. 8).
Рис. 7. Временная зависимость суммарных тепловых потерь
в электромагните, включаемого на импульсное напряжение
Рис. 8. Временная зависимость вихревого тока в корпусе
электромагнита, включаемого на импульсное напряжение
ВЫВОДЫ
1. Наиболее благоприятным, с точки зрения бы-
стродействия и уменьшения тепловых потерь в элек-
тромагните является его включение на постоянное
напряжение.
2. Пульсация напряжения приводит к сущест-
венному снижению электромагнитной силы, особенно
в начальном положении якоря.
3. Предлагаемые схемы форсировки электромаг-
нитов постоянного тока, использующие импульсное
управление должны разрабатываться с учетом кон-
кретного электромагнита и условий его работы (по-
стоянная времени, начальный и конечный воздушные
зазоры, противодействующая сила).
Поступила 15.07.2010
Байда Евгений Иванович, к.т.н., доц.
Национальный технический университет
"Харьковский политехнический институт"
кафедра "Электрические аппараты"
Украина, 61002, Харьков, ул. Фрунзе 21
тел. (057) 707-69-76, e-mail: baida@kpi.kharkov.ua
E.I. Bayda
Supply voltage waveform action on dynamic
characteristics of a DC electromagnet.
The paper considers a problem of applied voltage waveform
action on dynamic characteristics of a DC electromagnet.
Key words - supply voltage waveform, dynamic characteris-
tics, DC electromagnet.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-143382 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2074-272X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:20:45Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Байда, Е.И. 2018-10-31T17:40:52Z 2018-10-31T17:40:52Z 2010 Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока / Е.И. Байда // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 5. — С. 3-4. — рос. 2074-272X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143382 621.318 В статье рассматривается вопрос влияния формы приложенного напряжения на динамические характеристики электромагнита постоянного тока. У статі розглянуто питання впливу форми прикладеної до котушки напруги на динамічні характеристики електромагнітного механізму постійного струму. The paper considers a problem of applied voltage waveform action on dynamic characteristics of a DC electromagnet. ru Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричні машини та апарати Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока Supply voltage waveform action on dynamic characteristics of a DC electromagnet Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока Байда, Е.И. Електричні машини та апарати |
| title | Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока |
| title_alt | Supply voltage waveform action on dynamic characteristics of a DC electromagnet |
| title_full | Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока |
| title_fullStr | Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока |
| title_full_unstemmed | Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока |
| title_short | Влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока |
| title_sort | влияние формы напряжения источника питания на динамические характеристики электромагнита постоянного тока |
| topic | Електричні машини та апарати |
| topic_facet | Електричні машини та апарати |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143382 |
| work_keys_str_mv | AT baidaei vliânieformynaprâženiâistočnikapitaniânadinamičeskieharakteristikiélektromagnitapostoânnogotoka AT baidaei supplyvoltagewaveformactionondynamiccharacteristicsofadcelectromagnet |