Static analysis of the tubular electromagnetic linear actuator with permanents magnets

• Autorzy: Just K. , Piskur P.

Identyfikatory

DOI

10.2478/sjpna-2018-0015

Warianty tytułu

PL

Analiza statyczna elektromagnetycznego tubowego silnika liniowego z magnesami trwałymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper a results of a static analysis of the tubular linear electromagnetic actuator is presented. The linear actuator consist of two parts: a cylindrical unmovable coils surrounded by a soft ferromagnetic case, and a runner made from sequence of permanent magnet with a soft ferromagnetic gasket. In the first part of the paper the analytical method was performed for preliminary analysis. In the second part of the paper the more detailed analysis was depicted with using finite element method (FEM). The magnetic circuit shape and impact of selected dimensions on static characteristics is presented. Then the axial and radial electromagnetic force as a function of the runner dimensions were analysed.

PL

W artykule przedstawiono obliczenia obwodu magnetycznego napędu liniowego z magnesami trwałymi z zastosowaniem dwóch metod. Pierwsza metoda przedstawia analityczny sposób wyznaczania podstawowych wartości obwodu magnetycznego. W drugiej wykorzystano metodę elementów skończonych do wyznaczania wpływu wymiarów geometrycznych biegnika na charakterystyki statyczne napędu liniowego. Szczególną uwagę zwrócono na składowe osiowe i promieniowe siły elektromagnetycznej, których wzajemna relacja wpływa na płynność ruchu biegnika. Przedstawiony model silnika liniowego może zostać wykorzystany do optymalizacji zarówno konstrukcji, jak i sterowania.

Słowa kluczowe

EN

tubular electromagnetic linear actuator; permanent magnet linear actuator; computer simulation; finite element method

PL

napęd elektromagnetyczny; liniowy silnik tubowy z magnesami trwałymi; metoda elementów skończonych; optymalizacja konstrukcji

• Wydawca: Akademia Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 59 nr 2 (213)
• Strony: 83--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Just K.

• 1st Airlift Base (1BLTr), Żwirki i Wigury 1c, 00-909 Warsaw, Poland

autor

Piskur P.

• Polish Naval Academy, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Śmidowicza 69 Str., 81-127 Gdynia, Poland

Bibliografia

• [1] Bogusz P., Korkosz M., Prokop J., Analiza wpływu szerokości biegunów stojana i zębów wirnika na parametry eksploatacyjne silników reluktancyjnych przełączalnych na bazie obliczeń polowych, ‘Zeszyty Problemowe. Maszyny Elektryczne’, 2006, No. 75, pp. 201–206 [Analysis of the influence of stator poles and rotor teeth on the operational parameters of switched reluc-tance motors based on field calculations — available in Polish].
• [2] COMSOL Multiphysics: AC/DC Module User’s Guide.
• [3] Gosiewski Z., Falkowski K., Zokowski M., Introductory Analysis of the Bearingless Induction Motor, ‘Solid State Phenomena’, 2009, Vol. 147–149, pp. 143–148, Main Theme: Mechatronic Systems and Materials III, DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.147-149.143.
• [4] Gosiewski Z., Kondratiuk M., Selection of Coils Parameters in Magnetic Launchers, ‘Solid State Phenomena’, 2009, Vol. 147–149, pp. 438–443, Main Theme: Mechatronic Systems and Ma-terials III.
• [5] Just K., Metodyka projektowania konstrukcji i sterowania mechatronicznego urządzenia wykonaw-czego ruchu liniowego, PhD thesis, Politechnika Koszalińska, Koszalin 2018 [Methodology of the designing the structure and control system of the linear mechatronic device — available in Polish].
• [6] Just K., Tarnowski W., Model polowy zjawisk elektromechanicznych napędu liniowego z mag-nesami trwałymi, ‘Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej, 2017, Vol. 66, No. 3, pp. 125–131 [The field model of electromechanical phenomena of linear drive with permanent magnets — available in Polish].
• [7] Piskur P., Tarnowski W., Just K., Model of the Electromagnetic Linear Actuator for Optimization Purposes, 23rd European Conference on Modelling and Simulation Projects, June 2009, DOI: 10.7148/2009-0708-0713.
• [8] Ristic-Djurovic J. L., Gajic S. S., Ilic A. Z. et al., Design and Optimization of Electromagnets for Biomedical Experiments With Static Magnetic and ELF Electromagnetic Fields, ‘IEEE Transac-tions On Industrial Electronics’, 2018, Vol. 65, Issue 6, pp. 4991–5000.
• [9] Tomczuk B., Waindok A., Wizualizacja wyników obliczeń polowych przyjaznych środowisku siłowników elektromagnetycznych, ‘Chemia. Dydaktyka. Ekologia. Metrologia’, 2005, Vol. 10, No. 1–2 [Visualization of field calculation results of environmentally friendly electromagnetic actu-ators — available in Polish].
• [10] Tomczuk B., Waindok A., Wpływ wymiarów uzwojenia stojana na siłę ciągu silnika tubowego z magnesami trwałymi, ‘Prace Instytutu Elektrotechniki’, 2007, Vol. 231, pp. 163–172 [Influence of Dimensions of the Stator Winding on the thrust force of the tubular motor with permanent magnets — available in Polish].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)