2017-12-14
1079
Задание: Рассчитать магнитное поле в устройстве и тяговое усилие, приложенное к якорю.
Объект: С оленоидальный плунжерный электромагнит состоящий из обмотки, окруженной ферромагнитным сердечником и якоря в виде плунжера.
Тип задачи: Магнитостатика.
Класс задачи: Осесимметричная
Геометрия (все размеры заданы в сантиметрах):
При расчете удобно выполнить моделирование только одной половины задачи (например, области, находящейся выше оси симметрии). Рекомендуемый размер расчетной области ‑ 40х16 см. Слой воздуха между правым торцом якоря и границей расчетной области – 1 см.
Рекомендуемый шаг дискретизации:
в узлах на границе области – 3 см.
в узлах на границе якоря и воздушного зазора – 1 см.
Исходные данные:
Относительная магнитная проницаемость воздуха и катушки m = 1;
Плотность тока в катушке J = 1100 000 А/м2;
Характеристика намагничивания для материала сердечника и якоря:
| H, А/м | ||||||||
| B, Тл | 0.80 | 0.95 | 1.00 | 1.10 | 1.25 | 1.40 | 1.55 | 1.65 |
Примечание:
Магнитная система соленоида полностью замкнута, поэтому внешнюю границу модели можно поместить относительно близко к сердечнику соленоида. Более протяженный слой воздуха включается в модель со стороны якоря, поскольку в этой зоне нельзя пренебречь выпучиванием поля.
Плотность сетки можно выбрать по умолчанию, однако, для улучшения распределения сетки в модель рекомендуется включить три дополнительных вершины. Первую желательно поместить на внутреннюю поверхность катушки вблизи угла якоря, а две другие - напротив углов сердечника на обеих сторонах якоря.
Замкнутый контур для вычисления силы должен окружать якорь. Его необходимо расположить в середине воздушного зазора между якорем и сердечником. Определяя контур интегрирования, рекомендуется использовать сильное увеличение масштаба, чтобы избежать прилипания линий контура к сторонам модели.
