Przedstawiono wyniki badań maszyn elektrycznych z magnesami trwałymi o konfiguracji tarczowej oraz cylindrycznej. Zaproponowano sposoby budowy i warianty układów magnetycznych z segmentami magnesów trwałych oraz ferromagnetycznymi koncentratorami. Zastosowanie złożonych układów wzbudzenia powoduje zwiększenie obciążenia magnetycznego oraz elektrycznego maszyn elektrycznych, co stanowi podstawą do opracowania maszyn elektrycznych ze zwiększonym jednostkowym momentem elektromagnetycznym, zredukowanymi masami i gabarytami.
EN
The research results in magnetic systems of brushless electrical machines with cylindrical or disc geometry have been discussed. Various approaches to combined magnetic system design with permanent magnet segments and ferromagnetic field concentrators have been proposed. The application of combined magnetic systems allows for increasing both the magnetic and electrical loadings. This is the basis for development of new type electrical machines.
W pracy przedstawiono koncepcję algorytmu do pomiaru i odtwarzania kształtu krzywej indukcji pola magnetycznego okresowego o dowolnym kształcie. Głowica pomiarowa przetwornika wykorzystująca ten algorytm jest zbudowana z trzech cewek prostopadłych względem siebie i oddzielnie wyprowadzonych. Chwilowe wartości napięć wyjściowych głowicy poddane są próbkowaniu synchronicznemu, a następnie przetwarzane zgodnie z opracowanym algorytmem. Wyznaczono teoretycznie równanie przetwarzania przetwornika, algorytm ustalania znaków bieżących próbek odtwarzanego przebiegu oraz bloki toru przetwarzania sygnału. Szczególną uwagę zwrócono na błędy pochodzące od głowicy pomiarowej. Wykazano analitycznie, że odwzorowany kształt oraz obliczone parametry indukcji magnetycznej nie zależą od usytuowania w nim głowicy pomiarowej, co potwierdzono badaniami symulacyjnymi. Przetwornik charakteryzuje się bardzo małą wrażliwością na usytowanie względem kierunku pola magnetycznego.
EN
The paper deals with the algorithm concept for the measurement and reconstruction of the curve shape of distorted periodical magnetic induction. Most important sources of the circuit uncertainty added by separate blocks of the transducer are analyzed. Special attention is paid to the errors born in a measuring head. The transducer features a very small sensitivity to its position in relation to the magnetic field direction.
W artykule zaprezentowany został trójwymiarowy model szyny kolejowej wykonany w programie Flux 3D. Model ten pozwala na wykonanie obliczeń rozkładu indukcji magnetycznej i natężenia pola magnetycznego w szynie i jej otoczenia. Prezentowany model odwzorowuje rzeczywistą niejednorodną strukturę szyny.
EN
The article presents a three - dimensional model of railway rail carried in Flux 3D program. This model lets to make calculations of magnetic induction distribution and a magnetic field intensity in a rail and in its environment. Presented model maps a real non-homogeneous structure of rail.
Streszczenie: W pracy przedstawiono wyniki pomiarów indukcji magnetycznej w otoczeniu czół wysokoenergetycznych magnesów oraz wyniki pomiarów sił oddziaływania między dwoma magnesami. Wykazano, że rozkład wektora indukcji zależy od błędów kształtu magnesów i dokładności ich montażu. Znajomość rozkładu wektora indukcji w funkcji parametrów geometrycznych i materiałowych umożliwia dokładne określenie wartości siły odpychania się współpracujących magnesów. Jest ona niezbędna do poprawnego projektowania łożysk i prowadnic wspomaganych polem magnetycznym.
EN
The study presents the results of magnetic induction measurements in the vicinity of front ends of high-energy magnets as well as the results of forces between two magnets measurements. It has been proved that the distribution of the induction vector is influenced by accuracy of magnets execution and mounting. The knowledge of the course of the induction vector variations as the function of geometry and material parameters enables to determine precisely the variation of the repulsion force value of the co-operating magnets, thus will be helpful when designing pairs unloaded by means of the magnetic field, e.g. bearings or slides.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono relacje matematyczne na niezależne od czasu rozkłady przestrzenne kwadratów wartości maksymalnych indukcji w szczelinie powietrznej maszyn prądu przemiennego, bazując na rozkładach przestrzenno-czasowych indukcji. Otrzymane równania, funkcyjnie powiązane z poszczególnymi składowymi harmonicznymi indukcji, mogą posłużyć problematyce odwrotnej tj. problematyce wyznaczania poszczególnych n-tych harmonicznych przestrzennych składowych zgodnych i przeciwnych indukcji z rozkładu przestrzennego kwadratów wartości maksymalnych, otrzymanych na drodze pomiarowej w stosunkowo prostym układzie pomiarowym.
EN
The paper presents mathematical relationships describing time independent spatial distributions of the magnitudes of the squares of the magnetic flux density in the air gap of alternating current machines, based on space-temporal distributions of magnetic flux density. Obtained equations, functionally connected with individual harmonic components of magnetic flux density, may be used in inverse problems e.g. problem of evaluating of individual n-th clockwise and counter clockwise harmonic space components of magnetic flux density from distributions of the magnitudes of the squares of the magnetic flux density measured in a simple measuring system.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule podjęto próbę oceny wpływu zmiennych pól magnetycznych wytwarzanych przez przejeżdżające pojazdy szynowe nad obwodami torowymi wykorzystującymi toki szynowe i pracującymi z prądami sygnałowymi własnymi w zakresie od 20 do 40 kHz. Przykłady takich obwodów spotykane są w praktyce. Wyprowadzone zostały odpowiednie zależności i wykonano obliczenia dla zakresów częstotliwości podanych wyżej i indukcji magnetycznej od zera do 1[mi]T. Dodatkowo przeprowadzono pomiary indukcji magnetycznej pod lokomotywą dwusystemową i elektrycznym zespołem trakcyjnym. Wyniki uzyskane za pomocą analizatora widma potwierdzają możliwość niebezpiecznego wpływu takich pól na elektroniczne obwody torowe.
EN
An attempt has been made in this paper to estimate the influence of alternating magnetic field generated by traction vehicles passing over track circuits, which use rails and work with own signal currents in frequency range from 20 kHz to 40 kHz. Examples of that kind of circuits are met practice. Proper dependences have been introduced and calculations have been made for frequencies given above and for magnetic induction from zero to 1[mi]T. In addition measurements of magnetic induction under double-system locomotive and multiple traction unit have been conducted. Results obtained by means of spectrum analyzer confirm a possibility of dangerous influence of those fields on electronic track circuits.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań rozkładów indukcji magnetycznej w otoczeniu wysokoenergetycznych magnesów. Wykazano, że błędy wykonania magnesów mają istotny wpływ na rozkłady indukcji. Podjęto próbę oszacowania zmienności nośności pary magnesów odpychających się w funkcji omówionych błędów. Przedstawione postępowanie może być pomocne przy projektowaniu układów zbudowanych z magnesów odpychających się, na przykład węzłów tarcia z częściowym lub całkowitym odciążeniem pola styku, takich jak łożyska magnetyczne wzdłużne, prowadnice, amortyzatory itp.
EN
The study presents the results of magnetic induction measurements in the vicinity of front ends of high-energy magnets. It has been proved that the distribution of the induction vector influenced by shape and mounting errors of magnets. The knowledge of the course of the induction vector variations as the function of geometry and material parameters enables to determine precisely the variation of the repulsion force value of the cooperating magnets, thus will be helpful when designing pairs unloaded by means of the magnetic field, e.g. bearings or slides.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań i pomiarów pól magnetycznych w otoczeniu linii wielotorowych przy różnych wartościach i kierunkach przepływu prądu. Uzyskane wyniki badań umożliwiają w sposób precyzyjny ocenę tych pól według obowiązujących przepisów.
EN
The paper presents results of tests and measurements of magnetic fields in vicinity of high voltage overhead power lines at different current values and directions of current flow. The obtained results allow for precise assessment of these fields under the regulations being in effect at present.
Przedstawiono metodę badania magnesów trwałych , w której badana próbka jest umieszczona w obwodzie magnetycznym ze szczeliną powietrzną. Indukcja magnetyczna w szczelinie oraz zewnętrzne pole magnesujące są mierzone hallotronem. Wartość pola magnetycznego wewnątrz magnesu są następnie obliczone wg zależności zawierającej wyznaczone numerycznie współczynniki odmagnesowania, zależne od wymiarów magnesu.
EN
In the paper a fully computer controlled measurement system for permanent magnet investigation is described. The system consists of microprocessor control unit (including a Hall Effect, magnetic field meter, magnetic field controller and GPIB interface), electromagnet with electromagnet power supply, measuring head and computer with a special control program for Windows 95/98/NT. The measuring method is based on the theoretical model of permanent magnet placed in magnetic circuit with an air gap. In the method the magnetic field value inside of the magnet is calculated according to magnetic field value measured in the air gap and outside of the magnet. The system enables a registration of a full and partial hysteresis loop B = f(H) and BJ = f(H), a curve of magnetic field energy (B*H) = f(H), reversal and point magnetic permeability ur(H) = ([delta]B/[delta]H), calculating of characteristic magnet values as remanence Br, coercive force J HB H C, maximal magnetic field energy (B*H)max and recording of measured results on a disk as a file.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W referacie przedstawiono sposoby określania długości obwodu magnetycznego próbek badanego materiału magnetycznego. Wskazano na niejednoznaczność przepisów i norm w tym zakresie. Przyjęcie skrajnych wartości długości obwodu magnetycznego powoduje powstanie kilkuprocentowych różnic w otrzymanych wynikach natężenia pola magnetycznego.
EN
We present methods of determination the magnetic circuit length of testing magnetic materials. We indicate the diversity of mining in standards and regulations. The acceptance of extreme length’s values of magnetic circuit causes of several percentages differences of received results of magnetic field intensity.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The study presents the results of magnetic induction measurements in the vicinity of front ends of high-energy magnets. The character of the induction vector value changes as the function of the distance from the magnet front end, and as the function of the magnet diameter and its relative length, is presented. It has been proved that the distribution of the induction vector, beside the mentioned above values, is also influenced by shape and mounting errors of magnets, especially by the front end axial run-out and by the side surface radial run-out of the magnet, which result therefrom. The knowledge of the course of the induction vector variations as a function of geometry and material parameters enables to determine precisely the variation of the repulsion force value of the co-operating magnets, thus will be helpful when designing pairs unloaded by means of the magnetic field, e.g. bearings or slides.
PL
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów indukcji magnetycznej w otoczeniu czół wysokoenergetycznych magnesów. Przedstawiono charakter zmian wartości wektora indukcji w funkcji odległości od czoła magnesu oraz w funkcji średnicy magnesu i względnej jego długości. Wykazano, iż na rozkład wektora indukcji, oprócz wymienionych wielkości, mają również wpływ błędy kształtu i osadzenia magnesów, szczególnie wynikające z nich bicie osiowe czoła i bicie promieniowe powierzchni bocznej magnesu. Znajomość przebiegu zmienności wektora indukcji w funkcji parametrów geometrycznych i materiałowych umożliwia dokładne określenie zmienności wartości siły odpychania współpracujących ze sobą magnesów, co z kolei będzie pomocne przy projektowaniu węzłów odciążanych polem magnetycznym, np. łożysk czy prowadnic.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Various approaches to combined magnetic system designs with permanent magnet segments and ferromagnetic field concentrators have been proposed and analyzed. It has been shown, that the application of combined magnetic systems allows increasing both the magnetic, and electrical loads of electrical machines. This is the basis for development of unconventional electrical machines with increased power density, reduced mass and dimensions and improved dynamic performance.
PL
Zaproponowano i dokonano analizy nowych sposobów realizacji złożonych obwodów magnetycznych z magnesami trwałymi i ferromagnetycznymi koncentratorami strumienia magnetycznego. Udowodniono, że wprowadzenie złożonych obwodów magnetycznych pozwala zwiększyć zarówno elektryczne i magnetyczne obciążenie maszyn elektrycznych. Takie rozwiązania są podstawą do projektowania niekonwencjonalnych maszyn elektrycznych o podwyższonej mocy jednostkowej z polepszonymi wskaźnikami dynamicznymi, masowymi i gabarytowymi.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents construction and principles of operation of coreless axial flux PM machine. In this construction new solution of stator windings' mounting was used, that allowed to exploit active parts of machine more efficiently. There was also presented three dimensional model of the machine and its parameters and characteristics obtained due to simulation. Results of this simulation were verified with experimental measurements conducted on physical model.
PL
W artykule przedstawiono konstrukcję i zasadę działania silnika bezrdzeniowego typu tarczowego z magnesami trwałymi. W konstrukcji tej zastosowano nowy sposób wykonania uzwojeń stojana, mający na celu lepsze wykorzystanie części aktywnych maszyny. Przedstawiono również trójwymiarowy model polowy silnika oraz otrzymane w wyniku symulacji parametry i charakterystyki. Wyniki symulacji zweryfikowano pomiarami wykonanymi na modelu fizycznym.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tematyka artykułu dotyczy analizy metrologicznej wyników pomiarów i obliczeń związanych z opracowaną wcześniej oryginalną metodą oceny wpływu zewnętrznych pól zakłócających na wyniki obrazowania metodą skaningowej mikroskopii elektronowej. Oszacowanie niepewności poszukiwanej wartości indukcji pola magnetycznego (na podstawie danych empirycznych i zależności analitycznych) daje możliwość oceny poprawności przyjętej metodyki badań oraz wpływu poszczególnych czynników (wielkości) na precyzję uzyskanych wyników.
EN
The paper concerns the metrological analysis of measurements and calculations associated with previously developed an original method of assessing the impact of the external interference fields on the results of imaging by scanning electron microscopy. The uncertainty estimation of calculated value of magnetic induction (based on empirical data and analytical dependencies) gives the opportunity to evaluate the accuracy of the research methodology and the impact of various factors (quantities) on the precision of obtained results.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A three-dimensional model is presented of UIC-60 railway rail developed in Flux 3D software. The model helps to determine distribution of magnetic induction and magnetic intensity across the rail itself and in its environment. The model reflects the heterogeneous structure of a rail.
PL
W artykule przedstawiony został trójwymiarowy model szyny kolejowej UIC-60 wykonany w programie Flux 3D. Model ten pozwala na określenie rozkładu indukcji magnetycznej i natężenia pola magnetyczne w szynie i jej otoczeniu. Prezentowany model uwzględnia niejednorodną strukturę wewnętrzną szyny.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents a theoretical study of the calculation of magnetic fields in vicinity of underground electric power lines. Exact and simplified methods of the determination of the magnetic flux density are presented. For a straight underground conductor the exact method bases on the Fourier transform technique, whereas the simplified method is based on the Biot-Savart law.
PL
W pracy przedstawiono teoretyczne rozważania, dotyczące obliczania pola magnetycznego w pobliżu podziemnych kabli elektroenergetycznych. Zaprezentowano metodę dokładną, opartą na rozwiązaniu analitycznym uzyskanym z wykorzystaniem transformaty Fouriera, oraz metodę uproszczoną bazującą na prawie Biota-Savarta.
Do badania właściwości magnetycznych materiałów powszechnie stosuje się metodę indukcyjną. Metodą ta trudno jednak mierzyć indukcję w próbkach materiałów magnetycznie twardych oraz w próbkach materiałów magnetycznie miękkich przy bardzo niskich częstotliwościach. Indukcję w szczelinie obwodu magnetycznego można natomiast mierzyć metodą statyczną (np. za pomocą hallotronu). Szczelina powoduje jednak powstanie pola odmagnesowującego i zależności między wielkościami mierzonymi i wielkościami charakteryzującymi właściwości magnetyczne materiału próbki stają się bardzo złożone. Współcześnie, obliczenia nawet według bardzo złożonych algorytmów nie stanowią problemu. Algorytmy te trzeba więc opracować. Autorzy aktualnie pracują nad doskonaleniem modeli określających pole w próbce w zależności od pola zewnętrznego. W referacie dyskutowany jest przypadek krótkich próbek walcowych umieszczonych między biegunami elektromagnesu.
EN
To evaluate the inner quantity for describing magnetic properties of material samples there are used: induction measured in a magnetic gap; field intensity measured outside the sample; a demagnetization field coefficient inside the sample and a demagnetization coefficient outside the sample. The samples are made in a shape of short cylinders. Coefficients for short cylinders are calculated of the assumption they have constant magnetic polarization. The method is especially good for testing samples made of hard ferromagnetic materials as good as for soft ferromagnetic materials placed into low frequency magnetic fields.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł prezentuje wyniki badań symulacyjnych struktury obwodu magnetycznego elektromechanicznego przetwornika energii (EMPE) typu użłobkowanego, zawierającego kliny magnetyczne zamykające uzwojenia. Z pracy wynika, że zastosowanie klinów magnetycznych pozwala na znaczne zmniejszenie pulsacji momentu elektromagnetycznego, przy zachowaniu, a nawet podwyższeniu, jego wartości. Aby to osiągnąć niezbędnym jest dokonanie wyboru optymalnych parametrów klinów magnetycznych tj. grubości i przenikalności magnetycznej.
EN
The paper presents results of simulating research on magnetic circuits in electrical machines with high energy permanent magnets. The slot type construction of the stator contains magnetic wedges which close slots with windings. It is proved, that using of magnetic wedges allows to decrease pulsations and rise an average value of electromagnetic torque. Presented research allows to balance adequate magnetic wedge's width and permeability.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono modele numeryczne struktur obwodów magnetycznych pozwalające na osiągnięcie wysokich wartości indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej elektromechanicznych przetworników energii typu BLDC i PMSM. Pokazano sposoby formowania kształtu składowej podłużnej indukcji magnetycznej obszarze elektromechanicznego przetwarzania energii.
EN
Paper presents numerical modules of magnetic circuit structures which can provide high parameters of magnetic flux density in air gap for electromechanical energy converter BLDC and PSMS type. Methods of forming shape of magnetic induction in field of transforming electromechanical energy have been demonstrated.
W artykule zaprezentowano wyniki obliczeń indukcji magnetycznej oraz sił elektrodynamicznych, działających na kolumny łuku podczas zwarć na szynach rozdzielnic średniego napięcia z izolacją powietrzną. Odstęp (w świetle) między szynami wynosił 120 mm, a spodziewane prądy zwarciowe od 4 kA do 8 kA. Przedstawiono też wyniki pomiarów średniej prędkości łuku zwarciowego w zależności od prądów oraz odległości między szynami. Wyznaczono i przedstawiono zależność zastępczej średnicy łuku od prądu łuku. Na podstawie wyników obliczeń: sił elektrodynamicznych działających na łuk oraz zastępczej średnicy łuku, jak również - wyników pomiarów prędkości łuku, przedstawiono zależność współczynnika oporu aerodynamicznego łuku od prądu łuku. W podsumowaniu stwierdzono między innymi możliwość zmiany kierunku ruchu łuku wskutek zmian kierunku sił elektrodynamicznych. Zwrócono uwagę na deformację kolumn łukowych i wzrost napięcia łuku, które powodują wzrost mocy łuku, a zatem większe skutki trójfazowych zwarć łukowych w rozdzielnicach.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.