Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Analysis of coupled phenomena in a MR fluid damper

100%

Szeląg W.

|

2007

|

tom Vol. 56, nr 2

139-148

EN

The paper discusses magnetorheological (MR) fluids which change their properties when exposed to a magnetic field. The design and operational principles of magnetorheological linear dampers are presented. A model of coupled electromagnetic, hydrodynamic and mechanical phenomena is suggested for the analysis of the performance of magnetorheological fluid devices. In order to solve the equations of the coupled phenomena model the Finite Element Method and an analytical method based on a one-dimensional model of fluid flow in the gap has been applied. The elaborated method the model equations solution has been successfully applied to the analysis of steady states of magnetorheological fluid damper. The results of calculations and measurements are presented.

PL

W artykule omówiono ciecze magnetoreologiczne, które zmieniają swoje właściwości pod wpływem pola magnetycznego. Przedstawiono budowę i zasadę działania linowych tłumików drgań z cieczą magnetyczną. Do analizy stanów pracy i wyznaczania charakterystyk tłumika, zaproponowano model sprzężonych zjawisk elektromagnetycznych, hydrodynamicznych oraz mechanicznych. Do rozwiązania równań modelu wykorzystano metodę elementów skończonych oraz metodę analityczną bazującą na jednowymiarowym modelu przepływu cieczy w szczelinie tłumika. Opracowaną metodę rozwiązywania równań z powodzeniem wykorzystano do analizy stanu ustalonego tłumika modelowego. Zaprezentowano wybrane wyniki obliczeń i pomiarów.

2

Przetworniki elektromagnetyczne z cieczą magnetyczną

100%

Szeląg W.

|

2006

|

tom Nr 51

65-84

PL

W artykule przedstawiono ciecze reologiczne o właściwościach sterowanych polem magnetycznym oraz wskazano ich zastosowania w przetwornikach elektromagnetycznych. Zaprezentowano przetworniki opracowane na Politechnice Poznańskiej. Do analizy stanów pracy przetworników z cieczą magnetyczna zaproponowano model polowy nieustalonych zjawisk sprzężonych: elektromagnetycznych, hydrodynamicznych, cieplnych oraz mechanicznych. Przedstawiono opracowany algorytm i program symulacji zjawisk sprzężonych w hamulcach magnetoreologicznych. Zaprezentowano wybrane wyniki symulacji i badań hamulca modelowego.

EN

The paper deals with magnetic fluids whose properties change in the presence of a magnetic field and shows how they can be applied in electromagnetic transducers. The electromagnetic brakes and dampers with magnetorheological fluid made in Poznań University of Technology has been shown. A field model of coupled electromagnetic, hydro-dynamic, thermodynamic and mechanical motion phenomena in brake with magnetic fluid is presented. The numerical implementation of the mathematical model is based on the finite element method and a step-by-step algorithm. Saturation, eddy currents, rotor movements, non-linear properties and the flow of the fluid have been taken into account. A computer program based on this algorithm was used to simulate the transients in a prototype of magnetorheological brake. The results of the calculations and measurements are presented.

3

Analiza nieustalonego pola magnetycznego w przetwornikach elektromagnetycznych z uwzględnieniem zjawiska histerezy

63%

Szeląg W. , Sujka P.

|

2001

|

tom z. 176

167-174

PL

W artykule przedstawiono algorytm analizy dwuwymiarowego nieustalonego pola magnetycznego w przetwornikach elektromagnetycznych z uwzględnieniem zjawiska histerezy. Do wyznaczania rozkładu i przebiegu pola wykorzystano metodę elementów skończonych oraz metodę kolejnych kroków czasowych. Zjawisko histerezy odwzorowano za pomocą modelu Preisacha. Opracowany program komputerowy wyznaczania rozkładu pola z uwzględnieniem zjawiska histerezy wykorzystano do symulacji wymuszanego napięciowo pola magnetycznego w osiowosymetrycznym dławiku kubkowym.

EN

In the paper the algorithm of the electromagnetic field analysis in electromagnetic converters has been presented. The phenomenon of hysteresis has been taken into account by means of the B oriented Preisach model. For analysis of the electromagnetic field the finite element method and step by step algorithm have been used. The elaborated program has been used for simulation voltage-excited electromagnetic field in the axisymmetrical reactor with the ferrite core.

4

Polowo-obwodowa analiza silnika trójfazowego o biegunach wpisywanych

63%

Antczak M. , Szeląg W.

|

2012

|

tom R. 88, nr 4a

10-13

PL

W artykule przedstawiono budowę i zasadę działania silnika o biegunach wpisywanych. Do jego analizy zaproponowano polowoobwodowy model sprzężonych zjawisk elektromagnetycznych, cieplnych i mechanicznych. Uwzględniono histerezę magnetyczną materiału magnetycznie twardego. Do rozwiązania równań modelu wykorzystano metodę numeryczną polegającą na dyskretyzacji przestrzeni i czasu. Opracowaną metodę oraz oprogramowanie wykorzystano do analizy procesu rozruchu silnika trójfazowego o biegunach wpisywanych.

EN

In the paper an electric motor with written poles has been presented. To the analysis of coupled electromagnetic, thermal and mechanical motion phenomena in the motor the field-circuit model has been proposed. In the consideration the magnetic hysteresis of permanent magnet material has been taken into account. The numerical implementation of proposed model is based on the space and time discretisation. Elaborated method and software have been applied to the analysis of 3-phase written pole motor.

5

Analysis of eddy currents influence on transient thermal phenomena in pulse transformer

63%

Łyskawiński W. , Szeląg W.

|

2009

|

tom No 60

115-120

EN

In the paper the pulse transformer mathematical model of coupled electromagnetic and thermal phenomena is presented. In order to solve equations of the model, the finite element method (FEM), "step-by-step" procedure and Newton-Raphson process are used. Elaborated software is used for analysis of the influence of the eddy currents on the temperature field distribution. Selected results of calculations are shown.

6

Analiza zjawisk sprzężonych w magnetoreologicznym różnicowym układzie przenoszenia momentu obrotowego

51%

Jędryczka C. , Szeląg W. , Myszkowski A.

|

2010

|

tom R. 86, nr 4

195-200

PL

W artykule przedstawiono polowy model sprzężonych zjawisk elektromagnetycznych, hydrodynamicznych, cieplnych i mechanicznych w różnicowym układzie przenoszenia momentu obrotowego z cieczą magnetoreologiczną. Układ różnicowy wykorzystano do pozycjonowania chwytaka w nowatorskiej konstrukcji dwuosiowego manipulatora pneumatycznego. Do rozwiązania równań modelu wykorzystano metodę elementów skończonych oraz algorytm kolejnych kroków czasowych. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych.

EN

In the paper the authors focused on the model of coupled electromagnetic, hydrodynamic, thermal and mechanical motion phenomena in axial symmetry magnetorheological fluid torque transducer for gripper positioning of a new design of two-axis pneumatic manipulator. The governing equations of these phenomena are presented. The numerical implementation of the mathematical model is based on the finite element method and a step-by-step algorithm. The selected results of the calculations are presented.

7

Symulacja dynamiki silnika indukcyjnego klatkowego w ujęciu polowym.

51%

Demenko A. , Nowak L. , Szeląg W.

|

2000

|

tom Nr 47

25-35

PL

W pracy przedstawiono polowo-obwodową metodę analizy nieustalonych stanów pracy silników indukcyjnych klatkowych. W przyjętym modelu zjawisk zachowanie silnika jest opisane: równaniami pola elektromagnetycznego, równaniami obwodów elektrycznych stojana i wirnika oraz równaniem dynamiki silnika. W rozważaniach uwzględniono indukowane prądy wirowe, zjawisko wypierania prądu w prętach wirnika oraz nieliniowe właściwości magnetyczne materiałów. Rozpatrzono dwie metody odwzorowania ruchu wirnika: odkształcanych elementów i nieruchomej siatki. Do rozwiązania równań modelu zastosowano metodą polegającą na dyskretyzacji czasu i przestrzeni. Równania modelu są w każdym kroku czasowym rozwiązywanie jednocześnie. Zaprezentowaną metodą wykorzystano do symulacji wybranych stanów pracy silników indukcyjnych. Wyniki badań symulacyjnych porównano z wynikami badań doświadczalnych.

EN

The time-stepping method for the FE analysis of the squirrel cage motors transients has been presented. The proposed mathematical model includes the FE equations of the electromagnetic field, the equations which define the connection of windings, and the mechanical equation. An approach based on a simultaneous solution of these equations is applied. In order to take the nonlinearity of magnetic materials into consideration the Newton-Raphson algorithm has been applied. Two methods of movement simulation have been applied: (a) moving band method and (b) fixed grid method. The skew of the rotor slots is taken into account. The proposed methods have used for the analysis of induction motor dynamics.

8

Stany przejściowe w transformatorze trójfazowym na podstawie trójwymiarowego polowego modelu zjawisk elektromagnetycznych

51%

Nowak L. , Demenko A. , Szeląg W. , Dular P.

|

2001

|

tom z. 176

175-182

PL

W stanach przejściowych występujących w trójkolumnowym transformatorze trójfazowym składowe aperiodyczne strumieni silnie nasycają poszczególne części rdzenia. Składowe te zamykają się ponadto w przestrzeni otaczającej rdzeń i uzwojenia transformatora. Pole w tym obszarze ma charakter trójwymiarowy. Zaproponowano metodę relaksacji blokowej rozwiązywania zagadnień trójwymiarowego pola magnetycznego na bazie metody elementów skończonych. W zaproponowanym algorytmie zadanie trójwymiarowe zdekomponowano, zastępując je iteracyjnym ciągiem zadań quasidwuwymiarowych. W analizie stanów przejściowych równania trójwymiarowego pola sprzężono z równaniami obwodów transformatora. Wyznaczono przykładowe przebiegi prądów fazowych po załączeniu napięć zasilających - dla różnych wartości napięcia i różnych wartości kąta fazowego.

EN

The periodic components of the magnetic flux during the transients of a three-phase, three-column transformer cause the saturation of the core parts. The magnetic flux lines close within the space surrounding the core. The field in this region must be considered as three-dimensional. A special block-relaxation algorithm for calculation of the 3D magnetic field has been proposed. The algorithm is based on the finite element method. The 3D global task has been decomposed and substituted with iterative sequence of quasi 2D problems. In the analysis of the transients the equations describing the 3D magnetic field have been conjugated with the equations of the transformer electric circuits. Some exemplary calculations of the transient currents after the application of the system of supply voltages for different values of voltages and their phase angles have been made.

9

Analiza zjawisk elektromagnetycznych w przetwornikach elektromechanicznych na podstawie modeli polowych dwu i trójwymiarowe modele dyskretne

51%

Demenko A. , Nowak L. , Szeląg W.

|

2001

|

tom Z. 208

61-73

PL

W pracy przedstawiono zarys historii stosowania numerycznych metod analizy pola elektromagnetycznego w obliczeniach przetworników elektromechanicznych. Zwrócono uwagę na dwa główne nurty prac wykorzystujących te metody: (a) prace polegające na stosowaniu metod polowych do obliczania parametrów schematów zastępczych przetworników, (b) prace nad modelami polowo-obwodowymi i algorytmami, w których równania pola są rozwiązywane równocześnie z równaniami stanu przetwornika. Omówiono badania nad dwuwymiarowymi modelami polowo-obwodowymi. Przedstawiono ogólną postać równań modeli trójwymiarowych.

EN

The paper presents shortly the history of the applications of the numerical methods of electromagnetic field analysis in the electromechanical converter calculations. Attention is paid to the finite difference (FD) and finite element (FE) methods. It has been shown that there are two main lines of the application of these method: (a) the methods are applied in the calculations of integral parameters of the equivalent electric and magnetic circuits, and (b) the equations of FD or FE method are combined with the circuit equations of converter windings and with circuit equations of supply system (the circuit and field equations create the so called coupled field-circuit model of the converter). Summarily, the research works in relation to the 2D field-circuit models are discussed in the section 2. The 3D field-circuit models are presented in the section 3. In the considered models, the magnetic vector potential formulation is applied. First, the equations for the models with the edge element (EE) are presented. The finite elements are assumed to be edge elements in relation to magnetic vector potential A. The EE equations of the magnetic field are combined with the equations that describe the distribution of the electric field of conducting currents. In the case of the region with filamentary conductors, the EE equations are combined with the voltage equations which describe the winding currents i(c), see Eq. (1). These currents represent the edge values of current vector potential T. However, for the regions with solid conductors, the electric scalar potential V formulation is applied, see Eq. (3). Matrix equation (3) can be represented by the equations of the reluctance-conductance network. The network representation of tetrahedron is shown in Fig. 1 (reluctance network - Fig. 1a), conductance network - Fig. 1b). The edge element method has been compared with the classical nodal element method for the magnetic vector potential formulation. Finally, the unifed matrix of the equations for the 3D field models have been proposed, see Eq. (6). Equations (6a), (6b) are related to A-T formulation and A-V formulation, respectively. In the case of A-T formulation the finite elements are assumed to be nodal or edge elements in relation to A and T. However, for A-V formulation the finite elements are assumed be nodal in relation to V and are assumed to be nodal or edge elements in relation to A.

10

Analiza zjawisk elektromagnetycznych w przetwornikach elektromechanicznych na podstawie modeli polowych symulacja stanów dynamicznych

51%

Demenko A. , Nowak L. , Szeląg W.

|

2001

|

tom Z. 208

47-60

PL

W pracy przedstawiono algorytmy analizy dynamicznych stanów pracy przetworników elektromechanicznych na podstawie trójwymiarowych modeli polowych. Rozpatrzono układy z masywnymi elementami przewodzącymi o uzwojeniach wykonanych z cienkich przewodów. Szczególną uwagę poświęcono zagadnieniom związanym z symulacją ruchu na modelu o elementach skończonych. Przedstawiono wyniki obliczeń dla dwóch przykładów. Analizowano zjawiska w silniku magnetoelektrycznym o magnesach wykonanych z materiału przewodzącego oraz zjawiska w silniku liniowym o masywnej części wtórnej.

EN

The paper presents algorithms for dynamic analysis of electromechanical converters - on the basis of three dimensional field models. Systems containing solid conducting parts and filamentary windings have been considered. Special attention for movement finite element modelling has been paid. In this case, the equation of the mechanical motion must be taken into consideration. In order to solve this equation, the explicit or implicit time-stepping algorithm can be applied - expressions (2) and (3). The implicit procedure is unconditionally stable but it requires the iterative calculations. During the movement, the geometric structure of the considered region is changing. Therefore, the grid remeshing is required. Method of remeshing depends on the type of problem. Two main approaches are possible to applied: (a) the nodes within moving region are fixed and (b) the nodes move in accordance with this region. In case of infinitely long moving part with constant permeability, as for example in linear induction motor, the movement modelling is relatively simple task. During the dynamic process, the entirely constant mesh can be applied. The additional term in equation (1), proportional to velocity of the moving body may be omitted if the special procedure of estimation of derivative dA/dt - according to formulae (6) - is applied. Problem is still more complicated in case of short moving part. In such case, the polynomial or Fourier's interpolation of the FE matrices is proposed. The grid is entirely constant. On the basis of "grid positions", the Newton polynomial or Fourier's series is constructed. If the total displacement of the moving body is limited, then the distorted element method may be applied. However, the distortion of the elements causes additional formal changes of the magnetic stored energy and therefore causes additional parasitic components of the electromagnetic force or torque. As an illustration of the elaborated algorithms, the operation of the synchronous motor with conducting permanent magnet and start-up operation of the linear induction motor have been investigated.

11

Analiza wpływu pola magnetycznego i temperatury na naprężenia styczne w cieczy magnetoreologicznej

51%

Szeląg W. , Jędryczka C. , Wojciechowski R. , Nowak M.

|

2009

|

tom R. 85, nr 6

93-97

PL

W artykule omówiono wykorzystywane w technice układy do wyznaczania naprężeń stycznych i lepkości cieczy. Zaprezentowano opracowaną konstrukcję reometru do analizy wpływu pola magnetycznego i temperatury na naprężenia w cieczach magnetoreologicznych (MR). Przedstawiono zbudowane skomputeryzowane stanowisko do automatycznego badania wpływu pola magnetycznego i temperatury na naprężenia styczne. Zamieszczono wybrane rezultaty badań cieczy MRF-132AD i MRF-132LD produkowanych przez firmę Lord Corporation z USA.

EN

The paper presents review of common systems for measuring of the shear stresses and the viscosity of the fluids. The special construction of rheometer to analyze the magnetic flux density and temperature influence on yield stress in magnetorheological fluids (MR) has been elaborated. The computer controlled experimental setup has been designed. The results of performed experiments for manufactured by Lord Co. commercial MR fluids: MRF-132AD and MRF-132LD have been presented.

12

Numeryczna metoda analizy zjawisk sprzężonych w silniku o biegunach wpisywanych

45%

Szeląg W. , Antczak M. , Barański M. , Szeląg P. , Sujka P.

|

2011

|

tom R. 87, nr 11

120-125

PL

W artykule przedstawiono budowę i zasadę działania silnika o biegunach wpisywanych. Do analizy silnika zaproponowano polowy model sprzężonych zjawisk elektromagnetycznych, cieplnych i mechanicznych. W rozważaniach uwzględniono histerezę magnetyczną materiału magnetycznie twardego. Do rozwiązania równań modelu wykorzystano metodę elementów skończonych oraz algorytm kolejnych kroków czasowych. Opracowaną metodę oraz oprogramowanie wykorzystano do analizy silnika o biegunach wpisywanych.

EN

In the paper an electric motor with written poles has been presented. To the analysis of coupled electromagnetic, thermal and mechanical motion phenomena in the motor the field model has been proposed. In the consideration the magnetic hysteresis of permanent magnet material has been taken into account. The numerical implementation of proposed model is based on the FEM and a step-by-step algorithm. Elaborated method and software has been applied to the analysis of written pole motor.