Ключові слова
electrically conductive element
mathematical model
electromechanical and thermal processes and indicators лінійний імпульсний електромеханічний перетворювач індукційного типу
електропровідний елемент
математична модель
електромеханічні та теплові процеси та показники
Як цитувати
Анотація
Метою статті є дослідження впливу геометричних параметрів і розміщення коаксиально розташованого електропровідного елементу (ЕЕ), виконаного у вигляді тонкостінного диску, кільця або порожнистого циліндру на характеристики та показники лінійного імпульсного електромеханічного перетворювача (ЛІЕП) індукційного типу. Розроблено математичну модель, яка описує електромеханічні та теплові процеси в ЛІЕП індук-ційного типу з використанням зосереджених параметрів активних елементів. Показано, що ЕЕ, який коаксіально встановлений поблизу обмотки індуктора, здійснює негативний вплив на показники ЛІЕП. Найменше значення ККД перетворювача 6,1% виникає у разі використання ЕЕ у вигляді тонкого мідного диску висотою 0,5 мм, у якого радіальні розміри аналогічні розмірам обмоток індуктора та якоря, встановленого на мінімальній відстані від індуктора. У цьому разі перевищення температури ЕЕ максимальне і дорівнює 51ºС. За збільшенням товщини ЕЕ та його віддалені від індуктора ККД ЛІЕП підвищується, а перевищення температури ЕЕ зменшується. У разі віддаленя дискового ЕЕ висотою 1,0 мм на відстань 10 мм від індуктора КПД ЛІЕП дорівнює 12,6%, а перевищення температура ЕЕ – 6ºС. Бібл. 14, рис. 6.
Посилання
Angquist L., Baudoin A., Norrga S. et al. Low-cost ultra-fast DC circuit-breaker: Power electronics integrated with mechanical switchgear. IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT). Lyon. 2018. Pp. 1708-1713. DOI: https://doi.org/10.1109/ICIT.2018.8352439.
Bissal A., Magnusson J., Engdahl G. Compari-son of two ultra-fast actuator concept. IEEE Transactions on Magnetics. 2012. Vol. 48. No 11. Pp. 3315-3318. DOI: https://doi.org/10.1109/tmag.2012.2198447.
Soda R., Tanaka K., Takagi K., Ozaki K. Simulation-aided development of magnetic-aligned compaction process with pulsed magnetic field. Powder Technology. 2018. Vol. 329. No 15. Pp. 364-370. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.01.035.
Bolyukh V.F., Dan’ko V.G., Oleksenko S.V. The effect of an external shield on the efficiency of an induction-type linear-pulse electromechanical converter. Russian Electrical Engineering. 2018. Vol. 89. Issue 4. Pp. 275–281. DOI: https://doi.org/10.3103/S106837121804003X. (Rus)
Bolyukh V.F., Katkov I.I. Cryogenic cooling system “Krioblast” increased efficiency and lowered the operation time of protective electrical induction-induced devices. ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. San Diego, CA, US. 15-21 November 2013. Vol. 8B. Code 105847. Pp. V08BT09A003. DOI: https://doi.org/10.1115/IMECE2013-62383.
Bolyukh V.F., Vinnichenko A.I. Concept of an induction-dynamic catapult for a ballistic laser gravimeter. Measurement Techniques. 2014. Vol. 56. Issue 10. Pp. 1098-1104. DOI: https://doi.org/10.1007/s11018-014-0337-z. (Rus)
Go B.-S., Le D.-V., Song M.-G. et al. Design and electromagnetic analysis of an induction-type coilgun system with a pulse power module. IEEE Transactions on plasma science. 2019. Vol. 47, No. 1. Pp. 971–976. DOI: https://doi.org/10.1109/TPS.2018.2874955.
Gorodzha K.A., Podoltsev O.D., Troshchinsky B.A. Electromagnetic processes in a pulsed electrodynamic emitter for the excitation of elastic vibrations in concrete structures. Tekhnichna Elektrodynamika. 2019. No 3. Pp. 23-28. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.03.023. (Ukr)
Kondratenko I.P., Zhiltsov A.V., Paschin M.O., Vasyuk V.V. Choice of parameters of induction electromechan-ical converter for electrodynamic processing of welded joints. Tekhnichna Elektrodynamika. 2017. No 5. Pp. 83-88. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.05.083. (Ukr)
Kondratiuk M., Ambroziak L. Concept of the magnetic launcher for medium class unmanned aerial vehicles designed on the basis of numerical calculations. Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2016. Vol. 54, Issue 1. Pp. 163-177. DOI: https://doi.org/10.15632/jtam-pl.54.1.163.
Lim D.K., Woo D.K., Kim I.W. Characteristic analysis and design of a Thomson coil actuator using an analytic method and a numerical method. IEEE Transactions on Magnetics. 2013. Vol. 49. No. 12. Pp. 5749–5755. URL: https://www.ingentaconnect.com/content/iee/00189464/2013/00000049/00000012/art00024;jsessionid=1jo2grl3onerq.x-ic-live-03
Vilchis-Rodriguez D.S., Shuttleworth R., Barnes M. Modelling thomson coils with axis-symmetric prob-lems: practical accuracy considerations. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2017. Vol. 32. No. 2. Pp. 629-639. DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2017.2651979.
Bach Ju., Bricquet C. Electric switching device with ultra-fast actuating mechanism and hybrid switch com-prising one such device. US Patent 8686814, H01H77/00. Assignee: Schneider Electric Industries SAS. 01.04.2014.
Zhou Y., Huang Y., Wen W. et al. Research on a novel drive unit of fast mechanical switch with modular double capacitors. Journal of Engineering. 2019. Vol. 2019. Issue 17. Pp. 4345-4348. DOI: https://doi.org/10.1049/joe.2018.8148
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2020 Array