Електромагнітне поле в електродинамічних пристроях складної конструкції

Abstract

В статті проведено теоретичне дослідження електромагнітного поля дископодібного електродинамічного гальма. За рахунок взаємодії магнітного поля і вихрових струмів створюється електромагнітний момент електродинамічного гальма, який відповідає моменту випробуваного двигуна, що дає можливість перевірити відповідність механічної характеристики двигуна його технічному завданню. Для знаходження електромагнітного моменту застосовано енергетичний підхід, гальмівний електромагнітний момент знайдено через потужність втрат від вихрових струмів в диску. При цьому втратами в сталі на перемагнічування та втратами за межами робочої зони нехтуємо, оскільки в реальному електродинамічному гальмі за межами робочої зони не збуджується стаціонарне магнітне поле. Отримано нову математичну залежність для електромагнітного моменту електродинамічного гальма, яка дає можливість розрахувати електромагнітний момент в залежності від параметрів матеріалу диску та розмірів його активної частини, і дає можливість подальшого вдосконалення методики проектування. Проведено порівняння з експериментальними даними і показано, що значення електромагнітного моменту, розраховані за отриманою формулою, дають задовільне співпадіння з експериментальними даними. Відхилення експериментальних значень від розрахованих не перевищує 10%. Розглянуто вплив магнітної проникності на величину електромагнітного моменту дископодібного електродинамічного гальма при певних припущеннях.

The article presents a theoretical study of the electromagnetic field of a disk-shaped electrodynamic brake. Due to the interaction of the magnetic field and eddy currents, the electromagnetic moment of the electrodynamic brake is created, which corresponds to the moment of the tested engine, which makes it possible to check the compliance of the mechanical characteristics of the engine with its technical task. An energy approach was used to find the electromagnetic moment, the braking electromagnetic moment was found due to the power of losses from eddy currents in the disc. At the same time, losses in steel due to remagnetization and losses outside the operating zone are neglected, since a stationary magnetic field is not excited in a real electrodynamic brake outside the operating zone. A new mathematical dependence for the electromagnetic moment of the electrodynamic brake was obtained, which makes it possible to calculate the electromagnetic moment depending on the parameters of the disc material and the dimensions of its active part, and makes it possible to further improve the design methodology. A comparison with experimental data was made and it was shown that the values of the electromagnetic moment, calculated according to the obtained formula, give a satisfactory agreement with the experimental data. The deviation of the experimental values from the calculated values does not exceed 10%. The effect of magnetic permeability on the magnitude of the electromagnetic moment of a disc-shaped electrodynamic brake under certain assumptions is considered.