2016.07.09. Глава Курчатовского института определил перспективу направления развития электротехнологий привода космических аппаратов

n 0216 1

В рамках «Времени эксперта» 30 сентября 2015 года на заседании Совета Федерации РФ директор Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук определил наиболее перспективной технологией «Электродвижение». По всей видимости, речь идет о создании электроракетных двигателей космических аппаратов.

n 0216 2

 

По материалам: https://www.youtube.com/watch?v=PgBq7oOI8Hk

 

2016.06.30. Компания H2W Technologies представила две новых конструкции миниатюрных линейных электрических двигателей

n 0215 1

 

 

 

Компанией H2W Technologies представила образцы миниатюрных двигателей соленоидального типа (с подвижной катушкой и с подвижным магнитом). Заказчикам предлагаются индивидуальные дизайнерские решения, представленные двигатели могут восприниматься в качестве примеров.

n 0215 2

 

В двигателе с подвижным магнитом (NCM01-04-001-2IB) в качестве направляющих используется закаленный вал с подшипниками скольжения (пластик). Отсутствуют подвижные кабели. Основные технические параметры двигателя представлены в таблице.

 

 

n 0215 3

В двигателе с подвижной обмоткой, соленоидом (NCC01-04-001-1X) якорь создан из пластика. Основные технические параметры двигателя представлены в таблице.

 n 0215 4

Тип двигателя

NCM01-04-001-2IB

NCC01-04-001-1X

Рабочий ход, мм

2,5

3,2

Подвижная масса, гр

1

1,2

Полная масса двигателя, гр

5,6

5,7

Активное сопротивление при 20 оС, Ом

2,8+-0,3

1,5

Индуктивность обмотки при 20 оС, мГн

0,1+-0,02

0,063

Электрическая постоянная времени, мс

0,04

0,042

Двигательная константа, Н/(Вт^0,2)

0,34

0,36

Силовая константа, Н/А

0,56

0,45

Константа противо-ЭДС, В/(м/с)

0,56

0,45

Продолжительное усилие, Н

0,45

0,27

Продолжительная мощность, Вт

2

0,6

Продолжительный ток, А

0,8

0,6

Пиковое усилие (ПВ=10%), Н

1,34

0,8

Пиковая мощность (ПВ=10%), Вт

16

5,1

Пиковый ток (ПВ=10%), А

2,4

1,8

Диаметр двигателя, мм

10,2

11,1

Длинна двигателя, мм

18,8

9

Радиальный зазор, мм

 

0,25

 

По материалам:

http://www.h2wtech.com/article/miniature-voice-coil-actuators

http://www.h2wtech.com/product/voice-coil-actuators/NCM01-04-001-2IB

http://www.h2wtech.com/product/voice-coil-actuators/NCC01-04-001-1X

 

2016.06.21. Московская монорельсовая дорога испытывает трудности с ремонтом подвижного состава

n 0214 1

По словам председателя профсоюза работников метро Николая Гостева: «Монорельс — это наша боль. Многое там начало разваливаться и отказывать из-за недостаточного ухода,  нет там и оборудования, не на чем ездить. Институт теплотехники не поставляет запчасти. Словом, не справляемся»

— На монорельсе десять поездов, из них на ходу только три, а остальные стоят разобранные или идут на запчасти, — пояснил источник в метро.

 По материалам: https://life.ru/t/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8/422627/rabotniki_moskovskogho_mietro_razbiraiut_poiezda_monorielsa_na_zapchasti#comments

В 2015 году администрация г. Москвы выставила на конкурс разработку предпроектных решений развития Московской монорельсовой транспортной системы.

 

2016.06.14. Применение теории подобия к моделированию тепловых, магнитных полей в разномасштабных по времени и по размерам системах

n 0213 1

10 июня 2016 года прошел онлайн семинар в рамках которого Чемерис В.Т., к.т.н., доцент кафедры теоретической и прикладной физики Национального авиационного университета Украины рассказал основы использования теории подобия для моделирования распределения тепловых и магнитных полей в разномасштабных по времени и пространству системах. Благодаря применению теории подобия, можно облегчить задачу моделирования, сводя ее к удобным для пользователя пространственным и временным рамкам. Теория подобия позволяет от реальных размеров объекта и реальной длительности процесса перейти к иным размерам и иной длительности, сохраняя при этом картину протекания процесса во времени и пространстве подобной той, какая может иметь место в реальном объекте.

Практическая реализация была показана на примере использования математической программы ELCUT.

 

Слайды доклада: http://elcut.ru/seminar/chemerys_1_r.pdf 
По материалам: http://elcut.ru/seminar/seminar_chemerys1_r.htm

 

 

2016.06.08. Специалистами компании Comsol представлен пример моделирования линейного электромагнитного привода

n 0212 1

7 июня 2016 года в блоге компании Comsol представлено описание порядка моделирования электромагнитного двигателя, состоящего из статора, обмотки возбуждения магнитного поля и подвижного якоря закрепленного на возвратной пружине. В примере моделируется воздействие прямоугольного импульса напряжения на обмотку двигателя.

n 0212 2 n 0212 3

Задача моделируется на полуплоскости в осе-симметричной постановке. Модель формируется из блоков описывающих расчет магнитных полей, расчет уравнений в полных производных записанный в слабой форме, а также применяется блок определяющий возможность изменения геометрии модели. Глобальными параметрами модели являются геометрические характеристики конструкции, временные значения переходного процесса, количество витков обмотки и жесткость возвратной пружины

 n 0212 4

Геометрия определяется как состоящая из неподвижных и подвижных областей.

n 0212 5

 

Масса подвижного поршня определяется с помощью блока выполняющего интеграцию по объему от величины плотности материала. Величина электромагнитного усилия определяется согласно расчету тензора натяжений Максвелла.

 n 0212 6

При расчете распределения магнитного поля учитывается нелинейность магнитных свойств материалов, задаваемая в параметрах используемых материалов как нелинейная зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля. Зависимости отдельно задаются для подвижного материалов статора и якоря в зависимости от различия их магнитных свойств.

 n 0212 7

Присутствие в рассматриваемой конструкции катушки моделируется отдельным специальным блоком, в параметрах которого указывается количество витков, диаметр провода, электропроводность материала витков обмотки. Ток через обмотку задается в виде прямоугольного импульса.

n 0212 8

 

Применяемый метод определения электромагнитного усилия с помощью натяжений Максвелла требователен к качеству конечно-элементной сетки, так как определяет усилия исходя из производной от величин характеризующих магнитное поле вблизи поверхности раздела сред с различными магнитными проницаемостями.

Расчет динамики движения якоря осуществляется решением известного уравнения Ньютона, разделенных на два уравнения: относительно скорости и отнсительно координаты якоря.

n 0212 9

 

На рисунках представлены результаты расчетов для двух вариантов жесткости пружины: динамические зависимости координаты якоря, электромагнитной силы, скорости якоря, тока в обмотке.

n 0212 10

n 0212 11

n 0212 12

n 0212 13

По материалам: https://www.comsol.com/blogs/part-1-how-to-model-a-linear-electromagnetic-plunger

В материале не отражен порядок расчета переходного процесса изменения тока в обмотке, задаваемого, по словам авторов, в виде прямоугольного импульса. При этом на графиках видно что функция тока имеет некоторый наклон в начале и в конце импульса.

 

В продолжении новости.

2016.06.14.

Продолжение примера моделирования линейного электромагнитного привода. В конструкцию добавлен стоп – блокирующий движения якоря на некоторой координате.

 

n 0212 14 n 0212 15

 

 

Электромагнитная сила тянет якорь вверх, преодолевая силу тяжести и упругости возвратной пружины. При прекращении тока, под действием силы тяжести и пружины – якорь возвращается в начальное положение.

Моделирование области в которой происходит движения якоря производится на основе формирования области с подвижной сеткой конечных элементов «Moving Mesh».

 n 0212 16

При этом, значение деформации/перемещения определяется переменными величина которых вычисляется из решения отдельного блока уравнений в частных производных.

n 0212 17

Это позволяет увеличивать частоту сетки конечных элементов при движении границ областей геометрии.

n 0212 18 

Условия касания якоря стопа определяется значением логической переменной, которая может принимать значение либо 1 (якорь касается стопа), 0 (якорь не касается стопа).

 n 0212 19 n 0212 20

 

В дальнейшем данная переменная изменяет вид решаемого уравнения рассчитывающего движения якоря, что позволит адекватно моделировать динамическую зависимость координаты якоря.

n 0212 21 

Расчет динамики движения якоря производится с помощью решателя дифференциальных уравнений в полных производных.

n 0212 22

Ниже представлены полученные динамические зависимости тока, электромагнитного усилия, координаты якоря и его скорости.

n 0212 23

n 0212 24

n 0212 25

n 0212 26

 

По материалам: https://www.comsol.com/blogs/part-2-model-a-linear-electromagnetic-plunger-with-a-blocker/ 

Таким образом, были продемонстрированы возможности моделирования динамических процессов работы электромагнитного клапана, путем решения взаимосвязанных уравнений описывающих распределение магнитного поля, вычисления электромагнитного усилия и решения второго уравнения Ньютона (описывающего движение якоря). Входными данными расчета являлась функция тока, задаваемая изначально. К сожалению, в данной статье не указывается пример ее расчета (для случая заданного изначально напряжения – подаваемого она обмотку электромагнита).

Рейтинг@Mail.ru