PDF Печать E-mail

DOI: https://doi.org/10.15407/techned2020.06.069

УДК 620.171./1; 621.313; 536.2

ВПЛИВ ЛОБОВИХ ЧАСТИН НА ПАРАМЕТРИ ІМПУЛЬСНОГО ІНДУКТОРА З П-ПОДІБНИМ МАГНІТОПРОВОДОМ

Журнал Технічна електродинаміка
Видавник Інститут електродинаміки Національної академії наук України
ISSN 1607-7970 (print), 2218-1903 (online)
Випуск № 6, 2020 (листопад/грудень)
Cторінки 69 – 76

 

Автор
Р.С. Крищук*, канд. техн. наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
* ORCID ID : https://orcid.org/0000-0002-1933-0144

Відомо, що магнітно-імпульсна обробка електропровідних немагнітних тонколистових матеріалів допомагає знизити залишкові напруження, особливо в зварних з'єднаннях. Це пов'язано з магнітопластичним і електропластичним ефектами. Задля створення таких ефектів в немагнітних електропровідних матеріалах зі зварними з'єднаннями пропонується індуктор з імпульсним магнітним полем, П-подібним магнітопроводом і з провідниками-трубками задля можливості активного охолодження обмотки. Такий індуктор дає змогу індукувати імпульсні струми високої щільності в провідних немагнітних тонколистових матеріалах зі зварними з'єднаннями. Досліджуються параметри індуктора – активний опір і індуктивність в квазістаціонарному режимі. Порівнюються параметри, що розраховані в двовимірній і тривимірній моделях. Електромагнітне поле розраховується з використанням рівнянь Максвелла і методу скінченних елементів. Параметри лобових частин обмотки визначаються різницею параметрів тривимірної і двовимірної моделей індукційної системи. Опір розраховується в пазі, зовнішньої частини обмотки і на лобових частинах обмотки окремо. Виконано розрахунок параметрів індукційної системи з феромагнітним магнітопроводом і тонколистовим немагнітним сплавом АМг6 для різних значень комплексної амплітуди струму в обмотці. Додатково виконано розрахунок параметрів як без магнітопроводу, так без немагнітного оброблюваного металу. Виконано кількісне порівняння параметрів тривимірної моделі з двовимірною. Досліджено активний опір і індуктивність лобових частин індуктора, що розраховані за відомими аналітичними виразами. Бібл. 11, рис. 3, табл. 6.

Ключові слова: електромагнітні параметри, П-подібний магнітопровід, магнітопластичний ефект, електропластичний ефект.

 

Надійшла                          08.01.2020
Остаточний варіант        27.07.2020
Підписано до друку        21.10.2020



УДК 620.171./1; 621.313; 536.2

ВЛИЯНИЕ ЛОБОВЫХ ЧАСТЕЙ НА ПАРАМЕТРЫ ИМПУЛЬСНОГО ИНДУКТОРА С П-ОБРАЗНЫМ МАГНИТОПРОВОДОМ

Журнал Технічна електродинаміка
Издатель Институт электродинамики Национальной академии наук Украины
ISSN 1607-7970 (print), 2218-1903 (online)
Выпуск № 6, 2020 (ноябрь/декабрь)
Cтраницы 69 – 76

 

Автор
Р.С. Крищук, канд. техн. наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев, 03057, Украина,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Известно, что магнитно-импульсная обработка электропроводящих немагнитных тонколистовых материалов помогает снизить остаточные напряжения, особенно в сварных соединениях. Это связано с магнитопластическим и електропластическим эффектами. Для создания таких эффектов в немагнитных электропроводящих материалах со сварными соединениями предложен индуктор с импульсным магнитным полем, П-образным магнитопроводом и с проводниками-трубками для возможности активного охлаждения обмотки. Такой индуктор позволяет индуцировать импульсные токи высокой плотности в электропроводящих немагнитных тонколистовых материалах со сварными соединениями. Исследуются параметры индуктора – активное сопротивление и индуктивность в квазистационарном режиме и режиме гармонических токов. Сравниваются параметры, рассчитанные в двумерной и трехмерной моделях. Электромагнитное поле рассчитывается с использованием уравнений Максвелла и метода конечных элементов. Параметры лобовых частей обмотки определяются разницей параметров трехмерной и двумерной моделей индукционной системы. Сопротивление рассчитывается в пазе, внешней части обмотки и на лобовых частях обмотки отдельно. Выполнен расчет параметров индукционной системы с ферромагнитным магнитопроводом и тонколистовым немагнитным сплавом АМг6 для различных значений комплексной амплитуды тока в обмотке. Дополнительно выполнен расчет параметров как без магнитопровода, так и без немагнитного обрабатываемого металла. Выполнено количественное сравнение параметров трехмерной модели с двумерной. Исследовано активное сопротивление и индуктивность лобовых частей индуктора, которые рассчитаны по известным аналитическими выражениями. Библ. 11, рис. 3, табл. 6.

Ключевые слова: электромагнитные параметры, П-образный магнитопровод, магнитопластичный эффект, електропластичный эффект.

Поступила                               08.01.2020
Окончательный вариант     27.07.2020
Подписано в печать             21.10.2020



Роботу виконано за рахунок коштів бюджетної програми «Надійність і довговічність матеріалів, конструкцій, обладнання та споруд» (КПКВК 6541030).

Література
1. Kuznetsov N.N. The effect of electric and magnetic pulse effects on the workpiece. Obrabotka materialov davleniem. 2010. No 3(24). Pp. 126-129. (Rus)
2. Komshina AV., Pomelnikova A.S. Promising method of low-energy materials processing using a magnetic field. Nauka i Obrazovanie. 2012. No FC77 – 48211. Pp. 463-488. DOI: https://doi.org/10.7463/0912.0454270 (Rus)
3. Samokhvalov V.N., Samokhvalova Zh.V. Magnetic-pulse and electric pulse processing of machine parts. Sovremennye problemy teorii mashyn. 2017. No 5. Pp. 113-115. (Rus)
4. Lobanov L.M., Kondratenko I.P., Zhltsov A.V., Karlov O.M., Pashchyn M.O., Vasyuk V.V., Yashchuk V.A. Electrophysical unsteady processes in the system to reduce residual stresses welds Tekhnichna elektrodynamika. 2016. No 6. Pp. 10-19. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2016.06.010 (Rus)
5. Database of Steel and Alloy (Marochnik) URL: www.splav-kharkov.com/en/e_mat_start.php?name_id=1433 (accessed at 15.12.2019)
6. Mohin M.A., Toofanny H., Babutskyi A., Lewis A., Xu Y.G. Effect of electromagnetic processing on fatigue resistance of 2011 aluminum alloy Journal of Multiscale Modeling. 2016. Vol. 7. No 3. Article number 1650004. DOI: https://doi.org/10.1142/S1756973716500049
7. Kopylov I.P., Goryainov F.A., Klokov B.K., Morozkin V.P., Tokarev B.F. Design of electrical machines. Moskva: Enerhiia, 1980. 496 p. (Rus)
8. Tamm I.E. Theory of electricity. Moskva: Nauka, 1976. 616 p. (Rus)
9. Postnikov I.M. Electrical machinery design. Kiev: Gostekhizdat, 1962. 736 p. (Rus)
10. Stepanov G., Babutski A., Mameev I., Pashchin N., Savitskii V., Tkachuk G. Redistribution of residual welding stresses in pulsed electromagnetic treatment. Strength of Materials. 2011. No 43(3). Pp. 326-331. DOI: https://doi.org/10.1007/s11223-011-9300-2
11. Rashchepkin A.P., Kondratenko I.P., Karlov A.N., Kryshchuk R.S. Electromagnetic field of W-shaped inductor for magnetic-pulse processing of materials Tekhnichna Elektrodynamika. 2019. No 6. Pp. 5-12. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.06.005 (Ukr)

 

PDF

 

Ліцензія Creative Commons
Цей твір ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства — Некомерційна — Без Похідних 4.0 Міжнародна.