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基于Ansoft的电磁激振器磁场仿真与研究

材料写作网    时间: 2020-06-29 05:04:01     阅读:次     手机站

摘 要:文章针对滚动振动试验台的建造,拟用电磁激振器模拟试验台振动。利用EI型电磁激振器的I型衔铁受吸力不同而模拟不同的运动行程。在研究电磁激振器基本结构的基础上,利用电磁场仿真软件Ansoft得出了电磁激振器的磁力线与磁场分布,就不同气隙大小与激励电流大小的情况下,仿真得出激振器吸力随气隙及电流的变化曲线,为进一步研究设计试验台用电磁激振器提供了参考数据。

关键词:滚动振动试验台;电磁激振器;电磁铁;Ansoft仿真计算

中图分类号:TN753.4 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)27-0003-02

1 电磁激振器基本结构与工作原理

振动机械中应用的电磁式激振器,通常由带有线圈的电磁铁铁芯和衔铁组成,在铁芯与衔铁之间装有弹簧。当向线圈输入交流电,或交流电加直流电,或半波整流后的脉动激振器电路电流时,便可产生周期变化的激励力,这种激振器通常是将衔铁直接固定于需要振动的工作部件上。本文的仿真实验,由于源量和场量均为不随时间变化的空间坐标函数,所以客观静态电磁场的物理现象将呈现单一的电场或磁场效应。

电磁式激振器的核心由两部分构成:一是螺线管,即用漆包铜线密绕在矩形铁芯上的多匝线圈;二是EI型硅钢片叠成的铁芯,单绕组绕线方式如图1所示。

根据右手螺旋定则,通电螺线管会在其内部铁芯中产生磁场,电流越大,产生的磁场也越大。由于线圈绕制在中间铁芯上,中间铁芯内部会产生磁场,磁场由中部铁芯导通向E型铁芯的两端铁芯,此时E型铁芯内部形成磁流,在E型铁芯上端覆盖I型衔铁,如果衔铁与E型铁芯距离够小,则磁场可通过空气气隙进入衔铁,在整个激振器内部形成完整的闭合磁路。磁场流动方向可由线圈中电流控制,电流通入方向不同则磁场流向方向不同。直流电通入线圈会使铁芯产生一个偏磁力,吸引上方衔铁。

根据电磁学基本公式:F=■

可以看出,当选取不同截面积的铁芯和不同材料的铁芯会影响电磁力的大小。

2 电磁激振器结构及计算模型

模拟试验台上试验列车的振动,需要的吸力较常规激振器要大的多,由于模拟振动试验台空间体积的限制,其内部可安装的电磁激振器数量有限,因普通列车簧上重量约为10 t,综合体积大小与吸力需求确定此吸力式电磁激振器要产生1 t左右的力才能满足试验台需求,由电磁学基本公式确定电磁激振器结构见表1。

其中,计算区域尺寸为整个模型外阔50 mm大小,其区域施加'气球边界条...



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