Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optymalizacja parametrów dynamicznych aktuatora magnetostrykcyjnego

Kowalski K., Nowak L., Knypiński Ł.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2017

|

No. 91

213--226

PL

W artykule przedstawiono algorytm i oprogramowanie do optymalizacji struktury aktuatora magnetostrykcyjnego z uwzględnieniem jego charakterystyk dynamicznych. Urządzenie jest przeznaczone do napędu zaworu komory roboczej impulsowego działa plazmowego, służącego do badań w zakresie fizyki plazmy. Charakteryzuje się bardzo krótkim czasem reakcji – rzędu kilkudziesięciu mikrosekund. Rozparzono strukturę, w której walcowy magnetostrykcyjny rdzeń jest umieszczony w cylindrycznej cewce zasilanej impulsami z baterii kondensatorów. Opracowano dwumodułowe oprogramowanie komputerowe umożliwiające optymalizację struktury obiektu z wykorzystaniem polowo-obwodowego modelu zjawisk nieustalonych. Przeprowadzono szereg obliczeń optymalizacyjnych przy czym testowano dwie strategie: strategię z wielokryterialną kompromisową funkcją celu i strategię z funkcją kary.

EN

In the paper the algorithm and two–module software for optimization of the magnetostrictive actuator, taking the dynamic parameters into account has been presented. The device is applied as a drive for plasma valve and is characterised by very short time of the operation, even less than 1 millisecond. The structure with cylindrical core and cylindrical exciting winding supplied with discharging capacitor current pulses has been design. The field–circuit mathematical model of the dynamic operation of the actuator has been applied. The elaborated computer software consists of two modules: (a) optimization module containing genetic algorithm and (b) module containing the mathematical model of the device. In order to take into consideration different partial criteria, two strategies are proposed. In the first strategy the compromise objective function is constructed; in the second one – the penalty function is included into the objective function. It has been shown that capacity of battery and number of winding turns have the greatest impact on the dynamic operation of the system.

2

Wpływ nasycenia rdzenia na parametry dynamiczne magnetostrykcyjnego napędu zaworu działa plazmowego

Kowalski K., Nowak L., Knypiński Ł., Idziak P.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2016

|

No. 85

411--422

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu nasycenia rdzenia aktuatora magnetostrykcyjnego na charakterystyki dynamiczne. Zaprezentowano metodykę analizy zjawisk nieustalonych w aktuatorze przeznaczonym do napędu zaworu komory roboczej impulsowego działa, służącego do badań w zakresie fizyki plazmy. Urządzenie charakteryzuje się bardzo krótkim czasem reakcji – rzędu kilkudziesięciu mikrosekund. Rozparzono strukturę, w której walcowy magnetostrykcyjny rdzeń jest umieszczony w cylindrycznej cewce zasilanej impulsami z baterii kondensatorów. Opracowano polowo- obwodowy model zjawisk elektromagnetycznych. Wykorzystując środowisko Borland Delphi wdrożono program komputerowy umożliwiający symulację zjawisk nieustalonych. Zaprezentowano wybrane wyniki symulacji.

EN

In the paper, the influence of magnetostrictive core saturation on the dynamics of fast-acting actuator applied as a driving device for plasma valve is considered. The fieldcircuit mathematical model of the dynamic operation of the actuator has been applied. Two kinds of the core non-linearity have been taken into account. It has been proved that saturation of the B-H curve of the core practically does not affect the current, and capacitor voltage waveforms, but significantly affect the core elongation waveform. In the future research the elaborated field-circuit model will be coupled to Genetic Algorithm optimization unit. Parameters z, C, U0 will constitute an essential part of a set of design variables.

3

Polowo-obwodowy model aktuatora magnetostrykcyjnego

Idziak P., Kowalski K., Nowak L., Stachowiak D.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2015

|

Nr 3 (107)

63--68

PL

W artykule przedstawiono model matematyczny zjawisk elektromagnetycznych w szybkoreagującym aktuatorze magnetostrykcyjnym. Aktuator jest przeznaczony do napędu zaworu doprowadzającego medium (najczęściej gaz) do komory roboczej impulsowego działa plazmowego, służącego do badań w zakresie fizyki ciała stałego, fizyki plazmy oraz inżynierii materiałowej [1]. Urządzenie charakteryzuje się stosukowo małym krokiem roboczym (poniżej 0,1 mm), ale bardzo krótkim czasem reakcji – rzędu kilkudziesięciu mikrosekund. Zaproponowano aktuator o strukturze osiowosymetrycznej. Walcowy magnetostrykcyjny rdzeń jest umieszczony wewnątrz cylindrycznej cewki zasilanej impulsami prądowymi z baterii kondensatorów. Opracowano polowo-obwodowy model nieustalonych zjawisk elektromagnetycznych w układzie. Model obejmuje równania opisujące nieustalone pole magnetyczne w nieliniowym środowisku ferromagnetycznym oraz równanie obwodu elektrycznego z uwzględnieniem pojemności. Wykorzystując środowisko Borland Delphi opracowano program komputerowy umożliwiający symulację zjawisk nieustalonych. Zaprezentowano wybrane wyniki symulacji.

EN

The paper deals with a magnetostrictive fast-acting actuator applied as a driving device for plasma valve. The actuator is characterized by a relatively small displacement (of the order of tens of microns), but with a very short response time – below 100 microseconds. System is designed for so called “plasma gun” which is applied in the area of plasma physics and material engineering. A structure with an axisymmetrical actuator energised by discharged pulses of a capacitor has been proposed. The field-circuit mathematical model of the dynamic operation of the actuator has been proposed. The model includes: the equation of transient electromagnetic field in a non-linear ferromagnetic material and equation of electric circuit. Using the Borland Delphi environment, the computer software has been elaborated. Results of simulation are presented.