Progettazzjoni u Simulazzjoni ta' Mehanismi Permanenti tal-Magnet Diretti għal RMUs Solid-Inċessati
1. Disinn tal-Mekkanismu tal-Magnet Permanenti
Għal effett tal-ħtieġa għal żmien mhux ħafif fil-moħħ ta' l-unjoli tal-ġimgħa prinkipali (RMUs) soliđa, il-mekkanismi tradizzjonali tal-magnet permanenti b'tri fasi interlokkanti ma jistgħux isodisfa l-ħtieġa kollha ta' żmien mhux ħafif tal-apparatu. Għalhekk, il-mekkanismu tal-magnet permanenti disinnat fl-kontest dan jadopta struttura diretta indipendenti tat-tliet fasi. L-kamra ta' spezzament tal-ħalqa ta' kull faz jewnifiż mal-korp imqass tal-RMU u mikkonektat mal-mekkanismu tal-magnet permanenti permezz ta' qalb insulanti f'konfigurazzjoni linjari. Il-molla ta' kontraforza tal-apertur tiegħu pożizjonjata fuq l-ass tal-għadd ta' kull faz tal-mekkanismu tal-magnet permanenti. Il-struttura ollija tal-mekkanismu dirett tal-magnet permanenti waħda hija turi fil-Figura 1, u d-diagramma skemika tal-aħdem tagħha fi l-RMU soliđa turi fil-Figura 2.
2. Model Matematiku tal-Kkurtit tal-Aħdem tal-Mekkanismu tal-Magnet Permanenti
Il-mekkanismu dirett tal-magnet permanenti disinnat hawn huwa bażat fuq il-prinċipju tal-mekkanismu tal-magnet permanenti b'istabbiliet wahda. Huwa jempjegxa metodu ta' aħdem fejn kapasituri elettrika jidiskarikaw biex jagħmelu aħdem il-mekkanismu tal-magnet permanenti. Id-diagramma tal-ċkurt it-turi fil-Figura 3, fejn C turi l-kapasituri uża għal l-aħdem tal-mekkanismu tal-magnet permanenti, R tindika l-resistenza ekvivalenti tal-spire tal-mekkanismu tal-magnet permanenti, u L tindika l-induttanza ekvivalenti tas-spire.
Il-karatteristiċi dinamiki tal-mekkanismu tal-magnet permanenti b'istabbiliet wahda jissodisfano s-sistema ta' equazzjonijiet differenziali turi fl-Equazzjoni (1):
fejn i hija l-kurrent ta' ftitjar jew ta' xibka li jaqbeż tas-spire (A); uC hija l-volttagġ inizjali tal-kapasituri tal-karġa (V); R hija l-resistenza ekvivalenti tas-spire (Ω); C hija l-kapasità tal-kapasituri tal-karġa (F); ψ hija l-fluss magneżiku totali tal-sistema elettromagnetiku (Wb); m hija l-massa ekvivalenti ta' l-parti mobbili referita lill-kern mobbil (kg); x hija l-displaċament tal-kern mobbil (m); v hija l-veloċità tal-kern mobbil (m/s); Fx hija l-forza elettromagnetika li taħdem fuq il-kern mobbil (N); Ff hija l-forza kontra ta' l-kern mobbil (N). Soluzzjoni ta' din is-sistema ta' equazzjonijiet turi l-karatteristiċi dinamiki tal-mekkanismu tal-magnet permanenti.
3. Ekwivalenza tal-Kontraforzi
Il-kontraforzi prinċipali fil-kotrobil tal-ġimgħa prinkipali inklużu l-pressjoni ta' kontatt tal-kamra ta' spezzament u l-forza tal-molla tal-apertur tal-mekkanismu tal-magnet permanenti. Dawn il-kontraforzi jiġu riferiti ekwivalenti lill-kern mobbil tal-mekkanismu tal-magnet permanenti. Il-kamra ta' spezzament għandha distanza ta' ftitjar ta' kontatt ta' 9.5 mm u over-travel ta' 2.5 mm, bl-istrokku totali tal-mekkanismu ta' 12 mm. Il-kontraforzi tal-molla tal-apertur u tal-molla ta' kontatt jiġu misurati skond l-istrokku tal-moviment tal-mekkanismu tal-magnet permanenti, u t-talb l-kontraforzi jiġu plottjati skond id-data speċifiċi. Il-punti dettaljati tal-ekwivalenza tal-kontraforzi huma turi ftitjar fil-Tavola 1.
4 Stabiltà tal-Model Simulazzjonali
Il-karatteristiċi dinamiki tal-mekkanismu dirett tal-magnet permanenti jiġu solvti permezz tal-metodu tal-elementi finiti (FEM). Il-prinċipju bażiku tal-FEM huwa li jidiskretizza l-ambjent soluzzjonijiet kontinwu f'numru finit ta' elementi interkonnessi fid-nodi. Wara l-analiżi individwali ta' kull element, jiġi esegwit l-assembli globale, u l-kundizzjonijiet tal-bord applicati, kun l-soluzzjoni finali ottenuta permezz ta' kompjutazzjoni kompjuterizzata. Fil-studju dan, il-programm simular Ansoft tal-elementi finiti jiġi użat biex istabilti l-model simulazzjonali tal-mekkanismu tal-magnet permanenti, u l-parametri tal-materiali ta' dawn il-komponenti jiġu settati. Il-material tal-magnet permanenti jiġi definixxja bħala NdFe35, u l-material tal-yoke bħala steel-1010.
Li jmiss, jiġu assegnati l-parametri tas-spire: il-volttagġ tal-karġa tal-kapasituri huwa 110 V, l-kapasità huwa 0.047 F, l-resistenza DC tas-spire huwa 5 Ω, in-numru ta' giri huwa 500, u l-induttanza huwa 0.0143 H. Minħabba li l-mekkanismu dirett tal-magnet permanenti huwa b'istabbiliet wahda, l-operażjoni tal-apertur jiġi aħdem minn l-forza tal-molla tal-apertur. Għalhekk, biss kurrent żgħir revers huwa meħtieġ biex jġenera fluss magneżiku revers biex jikselih l-fluss prodott mill-magnet permanenti, permeta l-mekkanismu li jiftitħa taħt il-kontraforza tal-molla. Biex ninqasu l-fluss magneżiku revers neċessarju, wara simulazzjonijiet u testi estensivi, resistanza DC ta' 5 Ω jiġi aggiunta serjalment fit-toroq tal-apertur.
Nharbaż, jiġi esegwit il-modell tal-suċċess u tal-mesh tal-mekkanismu tal-magnet permanenti. Mesh relativament ċanfi jieħel lill-komponenti magneżiku importanti bħal il-kern mobbil, l-kaps tal-magnet, l-yoke, u l-magnet permanenti, mensija mesh aktar kbir jiġi użat għal parti non-magneżiku.
5 Analisi tal-Resultati tas-Simulazzjoni u tal-Isperimenti
Il-karatteristiċi elettrika u mekanika tal-mekkanismu dirett tal-magnet permanenti jiġu analizzati permezz tas-simulazzjonijiet Ansoft u testi tal-prodotti reali, b'fokus fuq il-kurrenti ta' ftitjar u ta' xibka u l-karatteristiċi ta' strokku. Il-Figura 5 turi l-kurva simulata tal-kurrent ta' ftitjar, b'kurrent ta' pikk ta' 13.2 A. Il-Figura 6 turi l-kurrent ta' ftitjar misuratur permezz ta' osiloskopu, b'misur tal-pikk ta' 14.2 A. Il-Figura 7 turi l-kurva simulata tal-strokku ta' ftitjar, bil-veloċità ta' ftitjar (veloċità medja għal l-aħħar 6 mm qabel il-kontatt ta' ftitjar) ta' 0.8 m/s. Il-Figura 8 turi l-veloċità ta' ftitjar misurata permezz ta' osiloskopu, li hi 0.75 m/s. Ir-riżultati jindikaw li l-karatteristiċi mekanika ta' ftitjar tal-mekkanismu dirett tal-magnet permanenti disinnat għal l-unjolu tal-ġimgħa prinkipali soliđa jissodisfano l-ħtieġijiet ta' l-switchgear, u l-errur bejn is-simulazzjoni u l-riżultati ta' l-isperimenti tkun fil-limiti tas-sodisfa tas-sodisfa tad-din.
6 Konkluzzjoni
Dan l-artiklu disinnja mekkanismu dirett tal-magnet permanenti għal l-unjolu tal-ġimgħa prinkipali soliđa. Il-kurrenti ta' ftitjar u ta' xibka u l-karatteristiċi mekanika tal-strokku tal-mekkanismu kienu analizzati u confrontati permezz tas-simulazzjonijiet tal-kompjuter u testi tal-prodotti reali. Il-riżultati jindikaw li l-model simulazzjonali tal-karatteristiċi dinamiki stabilit huwa biss b'base teorika għad-disinn praktiku tal-mekkanismi tal-magnet permanenti. Il-mekkanismu dirett tal-magnet permanenti huwa adeguat għal l-użu fil-unjolu tal-ġimgħa prinkipali soliđa, b'karatteristiċi kif l-kurrent ta' aħdem ta' bass u karatteristiċi mekanika eccellenza kif l-veloċità ta' ftitjar u ta' xibka, li jissodisfana l-ħtieġijiet tekniki kollha. Dan provdied ukoll base teknika għad-develop ta' switchs ta' selezzjoni tas-fas sinkroni ta' volttagġ għoli ftitjar.
