Numerical-Field Calculation of the Angle Torque Characteristic of the Three-Phase Inductor of the Magnetic Field of the Electromagnetic Stirrer in Processing Dissimilar Mixtures
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
755 2
Ultima descărcare din IBN:
2020-12-24 20:08
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.365.5:621.785 (1)
Electrotehnică (1153)
Tehnologie mecanică în general: procese, scule, mașini, aparate (145)
SM ISO690:2012
МИЛЫХ, Владимир, ШИЛКОВА, Лариса. Численно-полевой расчет моментной угловой характеристики трехфазного индуктора магнитного поля электромагнитного перемешивателя для обработки разнородных смесей. In: Problemele Energeticii Regionale, 2019, nr. 1-2(41 S), pp. 55-64. ISSN 1857-0070. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.3239174
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1-2(41 S) / 2019 / ISSN 1857-0070

Numerical-Field Calculation of the Angle Torque Characteristic of the Three-Phase Inductor of the Magnetic Field of the Electromagnetic Stirrer in Processing Dissimilar Mixtures

Calculul numeric-experimental al caracteristicilor unghiulare de moment pentru inductorul electromagnetic trifazat al agitatorului electromagnetic pentru prelucrarea amestecurilor diferite

Численно-полевой расчет моментной угловой характеристики трехфазного индуктора магнитного поля электромагнитного перемешивателя для обработки разнородных смесей

DOI:https://doi.org/10.5281/zenodo.3239174
CZU: 621.365.5:621.785

Pag. 55-64

Милых Владимир, Шилкова Лариса
 
Харьковский Политехнический Институт
 
 
Disponibil în IBN: 25 noiembrie 2019


Rezumat

The evaluation of the possibility of using electromagnetic stirrers for dissimilar mixtures in vari-ous technological processes requires the study of their work under load conditions. The load mode of the agitator is ensured by the needle ferromagnetic elements moving inside a cylindrical working chamber under the influence of a rotating magnetic field, whose effectiveness can be predicted by analyzing the magnitude and nature of changes at the electromagnetic moment. The magnetic field ensures ordering of the ferromag-netic elements, therefore the magnetic permeability in it along the longitudinal and transverse axes becomes different. Due to the anisotropy of the magnetic properties of the composite medium in the working cham-ber, strong influences arise on this medium, based on the magnetic tension forces acting on the ferromagnet-ic elements. The purpose of this work was to present the method of calculation of the electromagnetic mo-ment and determination of its dependence on the angular displacement of the rotating magnetic field of the inductor. The distribution of the magnetic induction inside the working chamber in the idle and load modes was compared, it gave an idea of the distribution of the magnetic field lines in those modes, set out the basic principles for calculation of the angular characteristics of the torque of the electromagnetic stirrer. The pro-posed method was based on the multi-position numerical calculations of the magnetic fields in the FEMM software package. Comparative calculations of the angular characteristics of the torque were performed at different magnetic permeabilities of the composite medium in the working chamber.

Evaluarea posibilității de a utiliza agitatoare electromagnetice de amestecuri eterogene în diferite procese tehnologice necesită studierea funcţionării lor sub sarcină. Regimul de funcționare a agitatoarelor este asigurat de elemente feromagnetice de tip ac, care se deplasează într-o cameră de lucru cilindrică sub influența unui câmp magnetic rotativ. Acest câmp este excitat de un inductor trifazat, a cărui eficiență poate fi prezisă prin analizarea amplorii și a naturii schimbărilor în momentul electromagnetic, sub influența căruia amestecurile sunt amestecate în interiorul camerei de lucru. Câmpul magnetic asigură comandarea elementelor feromagnetice în camera de lucru a inductorului, prin urmare permeabilitatea magnetică în el de-a lungul axelor longitudinale și transversale devine diferită. Datorită anizotropiei proprietăților magnetice ale mediului compozit, efectele forței asupra acestui mediu apar în camera de lucru și se bazează pe forțele magnetice de tensiune care acționează asupra elementelor feromagnetice. Scopul acestei lucrări este prezentarea metodei de calcul al momentului electromagnetic și determinarea dependenței de deplasarea unghiulară a câmpului magnetic rotativ al inductorului. Soluția problemei analizei funcționării unui inductor în regimul de încărcare se realizează prin calcule numerice ale câmpurilor magnetice. Se face o comparație a distribuției inducției magnetice în interiorul camerei de lucru la mers în gol și sub sarcină, sunt prezentate modelele de distribuție a liniilor câmpului magnetic în aceste regimuri, sunt evidențiate principiile de calcul al momentului unghiular caracteristic unui inductor de câmp magnetic trifazat.

Оценка возможности применения электромагнитных перемешивателей разнородных смесей в различных технологических процессах требует исследования их работы под нагрузкой. Рабочий режим перемешивателей обеспечивается ферромагнитными элементами игольчатого типа, движущимися внутри цилиндрической рабочей камеры под воздействием вращающегося магнитного поля. Это поле возбуждает-ся трехфазным индуктором, эффективность работы которого может прогнозироваться путем анализа вели-чины и характера изменения электромагнитного момента, под воздействием которого происходит переме-шивание смесей внутри рабочей камеры. Магнитное поле обеспечивает упорядоченность ферромагнитных элементов в рабочей камере индуктора, поэтому магнитная проницаемость в ней по продольной и попереч-ной осям становится разной. Благодаря анизотропии магнитных свойств композитной среды в рабочей ка-мере возникают силовые воздействия на эту среду, и они основываются на силах магнитного натяжения, действующих на ферромагнитные элементы. Целью данной работы является представление методики расчета электромагнитного момента и определение его зависимости от углового смещения вращающего-ся магнитного поля индуктора. Решение задачи анализа работы индуктора в режиме нагрузки достигается численными расчетами магнитных полей. Проводится сравнение распределения магнитной индукции внутри рабочей камеры в режиме холостого хода и под нагрузкой, представлены картины распределения силовых линий магнитного поля в этих режимах, изложены принципы расчета моментной угловой харак-теристики трехфазного индуктора магнитного поля. Предложенная методика базируется на многопозици-онных численных расчетах магнитных полей в программном пакете FEMM методом конечных элементов. Построение физико-геометрических расчетных моделей индуктора, расчеты магнитных полей и получение угловой моментной характеристики автоматизированы с использованием созданного скрипта Lua, встроен-ного в программу FEMM. Сравнительные расчеты моментных угловых характеристик сделаны при различ-ных магнитных проницаемостях композитной среды в рабочей камере по взаимноперпендикулярным осям. Варьирование магнитных свойств среды позволяет оценить возможность использования электромагнитно-го перемешивателя для разных технологических операций.

Cuvinte-cheie
electromagnetic stirrer, inductor, magnetic field, numerical-field calculations, electromag-netic moment, angular characteristic, magnetic permeability, Anisotropy,

agitator electromagnetic, inductor, câmp magnetic, calcule experimental-numerice, moment electromagnetic, caracteristică unghiulară, permeabilitate magnetică, anizotropie,

электромагнитный перемешиватель, индуктор, магнитное поле, численно-полевые рас-четы, электромагнитный момент, угловая характеристика, магнитная проницаемость, анизотропия