Численное моделирование динамического режима работы линейного электромагнитного двигателя лабораторного шеикера
Ключевые слова:
линейный электромагнитный двигатель, лабораторный шейкер, тяговое усилие, моделирование, динамические характеристики, метод конечных элементов
Аннотация
В статье предложена конструкция механической части линейного электропривода лабораторного шейкера, приведена ее математическая модель и показан алгоритм расчета динамических характеристик линейного электромагнитного двигателя (ЛЭМД). Выполнено его компьютерное моделирование с использованием программы конечно-элементного моделирования COMSOL Multiphysics. Исследован динамический режим работы двигателя возвратно-поступательного действия, приведены динамические характеристики (механическая и скоростная характеристики). Исследования показали, что привод лабораторного шейкера на основе линейного электромагнитного двигателя обладает сопоставимыми свойствами с приводом серийных шейкеров. Причем по некоторым показателям, таким как максимальная частота колебаний и пиковая потребляемая мощность, спроектированный привод обладает лучшими характеристиками.
Литература
1. Мошкин В.И., Нейман В.Ю, Угаров Г.Г. Импульсные линейные электромагнитные двигатели. Курган: Курганский государственный университет, 2010, 220 с.
2. Патент на изобретение US6579002. Broad-range large-load fast-oscillating high-performance reciprocating programmable laboratory shaker/ D.Bartick, B.Bartick, 2003, 22 p.
3. Патент на изобретение US5593228. Rotary shaker with flexible strap suspension/M. Tannenbaum, 1997, p. 10.
4. Ряшенцев Н.П, Тимошенко Е.М, Фролов А.В. Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного действия. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1970, 260 с.
5. Горизонтальные шейкеры фирмы «Экрос аналитика» [Электрон. ресурс] http://eco-analytika.com/produkciya-ekros/ shejker-laboratornyj (дата обращения 18.10.2019).
6. Старостин А.Г. Методы проектирования электромагнитных механизмов постоянного тока с заданными динамическими параметрами: Автореф. дис.... канд. техн. наук. — Новочеркасск: Южно-Российский государственный технический университет, 2006, 234 с.
7. Фисенко В.Г. Численные расчеты электромагнитных полей в электрических машинах на основе метода конечных элементов. М.: Изд-во МЭИ, 2002, 44 с.
8. Любчик М.А. Силовые электромагниты аппаратов и устройств автоматики постоянного тока (расчет и элементы проектирования). М.: Энергия, 1968, 152 с.
9. Сливинская А.Г. Электромагниты и постоянные магниты: Учебное пос. для студентов вузов. М.: Энергия, 1972, 248 с.
10. Могилевский Г.В. К расчету тяговых сил в электромагнитах. — Вестник Электропромышленности, 1960, № 4, с. 67—70.
#
1. Moshkin V.I., Neyman V.Yu, Ugarov G.G. Impul’snyye lineynyye elektromagnitnyye dvigateli (Pulsed linear electromagnetic motors). Kurgan: Kurganskiy gosudarstvennyy universitet, 2010, 220 p.
2. Patent na izobreteniye US6579002. Broad-range large-load fast-oscillating high-performance reciprocating programmable laboratory shaker/D.Bartick, B. Bartick (Patent for invention US6579002. Broad-range large-load fast-oscillating high-performance reciprocating programmable laboratory shaker/Bartick D., Bartick B.), 2003, 22 p.
3. Patent na izobreteniye US5593228. Rotary shaker with flexible strap suspension/M. Tannenbaum (Patent for invention US5593228. Rotary shaker with flexible strap suspension/M. Tannenbaum). 1997, p. 10.
4. Ryashentsev N.P, Timoshenko Ye.M, Frolov A.V. Teoriya, raschet i konstruirovaniye elektromagnitnykh mashin udarnogo deystviya (Theory, calculation and design of electromagnetic shock machines). Novosibirsk, Nauka. Sib. otdeleniye, 1970, 260 p.
5. Gorizontal’nyye sheykery firmy «Ekros analitika» (Horizontal shakers from Ecros Analytics) [Electron. resource] http://eco-analytika.com/produkciya-ekros/shejker-laboratornyj (data of apple 18.10.2019).
6. Starostin A.G. Metody proyektirovaniya elektromagnitnykh mekhanizmov postoyannogo toka s zadannymi dinamicheskimi parametrami. Avtoref. dis.... kand. tekhn. nauk (Design methods for electromagnetic DC mechanisms with specified dynamic parameters. Abstract. dis .... Cand. tech. sciences). Novocherkassk, Yuzhno- Rossiyskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet, 2006, 234 p.
7. Fisenko V.G. Chislennyye raschety elektromagnitnykh poley v elektricheskikh mashinakh na osnove metoda konechnykh elementov (Numerical calculations of electromagnetic fields in electric machines based on the finite element method). Moscow, Publ.of MEI, 2002, 44 p.
8. Lyubchik M.A. Silovyye elektromagnity apparatov i ustroystv avtomatiki postoyannogo toka (raschet i elementy proyektirovaniya) (Power electromagnets of apparatuses and devices for DC automation (calculation and design elements). Moscow, Energiya, 1968, 152 p.
9. Slivinskaya A.G. Elektromagnity i postoyannyye magnity. Uchebnoye posobiye dlya studentov vuzov (Electromagnets and permanent magnets. Textbook for university students). M.: Energiya, 1972, 248 p.
10. Mogilevsky G.V. Vestnik Elektropromyshlennosti — in Russ. (Bulletin of the Electric Industry), 1960, No. 4, pp. 67—70.
2. Патент на изобретение US6579002. Broad-range large-load fast-oscillating high-performance reciprocating programmable laboratory shaker/ D.Bartick, B.Bartick, 2003, 22 p.
3. Патент на изобретение US5593228. Rotary shaker with flexible strap suspension/M. Tannenbaum, 1997, p. 10.
4. Ряшенцев Н.П, Тимошенко Е.М, Фролов А.В. Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного действия. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1970, 260 с.
5. Горизонтальные шейкеры фирмы «Экрос аналитика» [Электрон. ресурс] http://eco-analytika.com/produkciya-ekros/ shejker-laboratornyj (дата обращения 18.10.2019).
6. Старостин А.Г. Методы проектирования электромагнитных механизмов постоянного тока с заданными динамическими параметрами: Автореф. дис.... канд. техн. наук. — Новочеркасск: Южно-Российский государственный технический университет, 2006, 234 с.
7. Фисенко В.Г. Численные расчеты электромагнитных полей в электрических машинах на основе метода конечных элементов. М.: Изд-во МЭИ, 2002, 44 с.
8. Любчик М.А. Силовые электромагниты аппаратов и устройств автоматики постоянного тока (расчет и элементы проектирования). М.: Энергия, 1968, 152 с.
9. Сливинская А.Г. Электромагниты и постоянные магниты: Учебное пос. для студентов вузов. М.: Энергия, 1972, 248 с.
10. Могилевский Г.В. К расчету тяговых сил в электромагнитах. — Вестник Электропромышленности, 1960, № 4, с. 67—70.
#
1. Moshkin V.I., Neyman V.Yu, Ugarov G.G. Impul’snyye lineynyye elektromagnitnyye dvigateli (Pulsed linear electromagnetic motors). Kurgan: Kurganskiy gosudarstvennyy universitet, 2010, 220 p.
2. Patent na izobreteniye US6579002. Broad-range large-load fast-oscillating high-performance reciprocating programmable laboratory shaker/D.Bartick, B. Bartick (Patent for invention US6579002. Broad-range large-load fast-oscillating high-performance reciprocating programmable laboratory shaker/Bartick D., Bartick B.), 2003, 22 p.
3. Patent na izobreteniye US5593228. Rotary shaker with flexible strap suspension/M. Tannenbaum (Patent for invention US5593228. Rotary shaker with flexible strap suspension/M. Tannenbaum). 1997, p. 10.
4. Ryashentsev N.P, Timoshenko Ye.M, Frolov A.V. Teoriya, raschet i konstruirovaniye elektromagnitnykh mashin udarnogo deystviya (Theory, calculation and design of electromagnetic shock machines). Novosibirsk, Nauka. Sib. otdeleniye, 1970, 260 p.
5. Gorizontal’nyye sheykery firmy «Ekros analitika» (Horizontal shakers from Ecros Analytics) [Electron. resource] http://eco-analytika.com/produkciya-ekros/shejker-laboratornyj (data of apple 18.10.2019).
6. Starostin A.G. Metody proyektirovaniya elektromagnitnykh mekhanizmov postoyannogo toka s zadannymi dinamicheskimi parametrami. Avtoref. dis.... kand. tekhn. nauk (Design methods for electromagnetic DC mechanisms with specified dynamic parameters. Abstract. dis .... Cand. tech. sciences). Novocherkassk, Yuzhno- Rossiyskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet, 2006, 234 p.
7. Fisenko V.G. Chislennyye raschety elektromagnitnykh poley v elektricheskikh mashinakh na osnove metoda konechnykh elementov (Numerical calculations of electromagnetic fields in electric machines based on the finite element method). Moscow, Publ.of MEI, 2002, 44 p.
8. Lyubchik M.A. Silovyye elektromagnity apparatov i ustroystv avtomatiki postoyannogo toka (raschet i elementy proyektirovaniya) (Power electromagnets of apparatuses and devices for DC automation (calculation and design elements). Moscow, Energiya, 1968, 152 p.
9. Slivinskaya A.G. Elektromagnity i postoyannyye magnity. Uchebnoye posobiye dlya studentov vuzov (Electromagnets and permanent magnets. Textbook for university students). M.: Energiya, 1972, 248 p.
10. Mogilevsky G.V. Vestnik Elektropromyshlennosti — in Russ. (Bulletin of the Electric Industry), 1960, No. 4, pp. 67—70.
