Магнитореологический трансформатор, управляемый вращающимся магнитным полем

Аффилиация:
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, г. Н. Новгород
Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Адрес: г. Н. Новгород

Название журнала

Проблемы машиностроения и надежности машин

Выпуск

Выпуск 4

Страницы

28-35

Аннотация

В статье рассмотрены новые подходы к оптимизации параметров магнитореологического трансформатора. Рассмотрено влияние вихревого магнитного поля на седиментацию магнитных частиц в магнитореологической жидкости, меняющей свою вязкость под действием переменного магнитного поля. Показано, что целесообразно кроме одного дроссельного канала ввести дополнительный канал между коаксиальными цилиндрами, управляемый вращающимся вихревым магнитным полем. Анализ построенной математической модели показал, что с повышением частоты основной гармоники входного вибросигнала, наблюдается частотная модуляция управляющего магнитного поля.

Ключевые слова

Источник финансирования

Работа выполнена за счет средств Российского научного фонда (проект №15-19-10026).

Дата публикации

15.10.2018

Кол-во символов

11718

Цитировать

ГОСТ	Гордеев Б. , Охулков С. , Ермолаев А. , Синев А. , Шохин А. Магнитореологический трансформатор, управляемый вращающимся магнитным полем // Проблемы машиностроения и надежности машин – 2018. – Выпуск 4 C. 28-35 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/pminm/s023571190000522-5-1 (дата обращения: 30.04.2024). DOI: 10.31857/S023571190000522-5
MLA	Gordeev, B., Okhulkov, S., Yermolayev, А, Sinev, А, Shokhin, А "Magnitoreologicheskiy transformator, upravlyayemyy vrashchayushchimsya magnitnym polem Magnetorheological transformer controlled by a rotating magnetic field." Problemy mashinostroeniia i nadezhnosti mashin 4 (2018):28-35. DOI: 10.31857/S023571190000522-5
APA	Gordeev , Okhulkov S., Yermolayev А., Sinev А., Shokhin А. (2018). Magnitoreologicheskiy transformator, upravlyayemyy vrashchayushchimsya magnitnym polem Magnetorheological transformer controlled by a rotating magnetic field. Problemy mashinostroeniia i nadezhnosti mashin (4), pp.28-35 DOI: 10.31857/S023571190000522-5

100 руб.

При оформлении подписки на статью или выпуск пользователь получает возможность скачать PDF, оценить публикацию и связаться с автором. Для оформления подписки требуется авторизация.

Оператором распространения коммерческих препринтов является ООО «Интеграция: ОН»

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.


1	Введение
2	В настоящее время для активных систем виброзащиты, таких как гидроопоры с (магнитореологическим трансформатором) МРТ до сих пор широко не применялись способы регулирования вязкости магнитореологической жидкости (МРЖ) посредством создания вращающегося магнитного поля [1-4]. Создание такого поля приводит не только к изменению вязкости МРЖ, но и к созданию магнитного вихря [5], который прекращает процессы седиментации и осаждения МРЖ и противодействует гравитационным силам [6].В работах [1-4,7] показано применение постоянного магнитного поля, или меняющегося с частотой основной гармоники входного вибросигнала для управления демпфированием гидроопоры.
3	Регулирование вязкости МРЖ осуществляется в этих случаях за счет изменения напряжённости постоянного магнитного поля в дроссельных каналах и не влияет на седиментацию магнитных частиц.
4	Поэтому необходимо совершенствовать методы управления вязкостью и регулирования расхода МРЖ при её дросселировании в МРТ. Также необходимо совершенствовать и конструкцию самой гидроопоры с МРТ.
5	Для создания вращающегося поля в МРТ гидроопоры целесообразно применять однофазный индуктор, получающего питание от однофазного переменного напряжения. Схематичное представление поперечного разреза однофазного индуктора МРТ гидроопоры представлено на рисунке 1.
6	Подпись к рисунку/медиа Рис. 1. Схематичное представление поперечного разреза однофазного индуктора МРТ гидроопоры: 1 – стальной корпус МРТ; 2 – магнитопровод обмоток возбуждающих электромагнитов МРТ; 3 – полюса возбуждающих электромагнитов; 4 – обмотки возбуждающих электромагнитов; 5 – внешний латунный коаксиальный цилиндр; 6 – внутренний стальной коаксиальный цилиндр; 7 – коаксиальный цилиндрический зазор; 8 – дроссельные капиллярные каналы МРТ. Рис. 1. Схематичное представление поперечного разреза однофазного индуктора МРТ гидроопоры: 1 – стальной корпус МРТ; 2 – магнитопровод обмоток возбуждающих электромагнитов МРТ; 3 – полюса возбуждающих электромагнитов; 4 – обмотки возбуждающих электромагнитов; 5 – внешний латунный коаксиальный цилиндр; 6 – внутренний стальной коаксиальный цилиндр; 7 – коаксиальный цилиндрический зазор; 8 – дроссельные капиллярные каналы МРТ.
7	Подпись к рисунку/медиа Рис. 2. Структурная схема гидроопоры с МРТ с коаксиальным дроссельным каналом, управляемым вращающимся магнитным полем: 1 – рабочая камера МРТ; 2 – обечайка; 3 – опорная плата; 4 – корпус гидроопоры; 5 – внешний латунный коаксиальный цилиндр; 6 – внутренний стальной коаксиальный цилиндр; 7 – обмотки электромагнитов индуктора; 8 – коаксиальный цилиндрический зазор; 9 – дроссельные капиллярные каналы МРТ; 10 –.опорное кольцо; 11 – компенсационная камера; 12 – мембрана; 13 – поддон; 14 – воздушная полость; 15, 16 – акселерометры на входе и выходе МРТ; 17 – блок управления МРТ; 18 – кабель электропитания индуктора; 19 – блок питания. Рис. 2. Структурная схема гидроопоры с МРТ с коаксиальным дроссельным каналом, управляемым вращающимся магнитным полем: 1 – рабочая камера МРТ; 2 – обечайка; 3 – опорная плата; 4 – корпус гидроопоры; 5 – внешний латунный коаксиальный цилиндр; 6 – внутренний стальной коаксиальный цилиндр; 7 – обмотки электромагнитов индуктора; 8 – коаксиальный цилиндрический зазор; 9 – дроссельные капиллярные каналы МРТ; 10 –.опорное кольцо; 11 – компенсационная камера; 12 – мембрана; 13 – поддон; 14 – воздушная полость; 15, 16 – акселерометры на входе и выходе МРТ; 17 – блок управления МРТ; 18 – кабель электропитания индуктора; 19 – блок питания.
8	На рисунке 2 представлена структурная схема гидроопоры с МРТ и коаксиальным дроссельным каналом, управляемым вращающимся магнитным полем.
9	При создании вращающегося магнитного поля в коаксиальном зазоре необходимо выполнение одного из двух вариантов: между двумя обмотками однофазного индуктора с равным числом витков n₁ = n₂включать фазосдвигающий конденсатор, обеспечивающий сдвиг фаз питающего переменного напряжения этих обмоток на угол _π/2 ; создать вращающееся магнитное поле за счёт разного числа витков n₁ ≠ n₂ в обмотках индуктора, обеспечивающих сдвиг фаз в обмотках индуктора также на угол _π/2.
10	При любом из этих вариантов поток плотности энергии (вектор Умова-Пойнтинга) W_p, являющийся суммой двух потоков, создаваемых первой и второй обмотками будет один и тот же, так как векторы напряженности магнитных полей, индуцируемых токами в этих обмотках, взаимно ортогональны. Тогда результирующий поток плотности энергии определяется суммой двух потоков W_p = W₁ + W_2.
11	Поскольку частота питающего напряжения индуктора должна изменяться синхронно с частотой основной гармоники входного вибросигнала, то целесообразно применить второй вариант.
12	Если основная гармоника входного вибросигнала неизменна по частоте, например, вибрация дизельных установок, то здесь целесообразно применить первый вариант.
13	Так как при указанных вариантах векторы питающих напряжений, а следовательно, и напряженности магнитных полей, сдвинуты по фазе на _π/2, то результирующий вектор напряженности магнитного поля, равный сумме магнитных полей, генерируемых обмотками индуктора, описывает окружности. Время одного оборота результирующего вектора равно периоду основной гармоники вибросигнала.

Всего подписок: 0, всего просмотров: 1468

Оценка читателей: голосов 0

1. Гордеев Б.А., Ерофеев В.И., Синев А.В., Мугин О.О. Системы виброзащиты с использованием инерционности и диссипации реологических сред. М.: Физматлит, 2004. 175 с.

2. Гордеев Б.А., Охулков С.Н., Плехов А.С., Злобин П.А. Применение магнитореологических жидкостей в машиностроении. // Приволжский научный журнал. 2014. № 4. С.29-42.

3. Гордеев Б.А., Охулков С.Н., Плехов А.С., Титов Д.Ю., Горсков В.П. Течение и релаксация магнитореологической жидкости в дроссельных каналах гидроопор // Вестник машиностроения. 2015. № 7. С. 32-38.

4. Гордеев Б. А., Маслов В.Г., Охулков С.Н., Осмехин А.Н. К вопросу создания цилиндрического магнитореологического трансформатора в ортоганальных магнитных полях. // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2014 г. № 2. С. 15 -21.

5. Такетоми C., Тикадзуми С. Магнитные жидкости / пер. с японск. М.: Мир, 1993. 272 с.

6. Шульман З.П., Кордонский В.И. Магнитореологический эффект. Минск: Наука и техника, 1982. 184 с.

7. Морозов Н.А., Казаков Ю.Б. Нанодисперсные магнитные жидкости в технике и технологиях. Иваново: Ивановск. гос. энергетич. ун-т, 2011. – 264 с.

8. Райхер В.В., Русаков Ю. Л. Вращательная вязкость вязкоупругой магнитной жидкости // Коллоидный журнал. 2008, № 70. С. 85-92.

9. Гордеев Б.А., Синев А.В., Куплинова Г.С. Гидравлическая виброопора. Патент № 2407029. Б.и. 2010 № 36.

Магнитореологический трансформатор, управляемый вращающимся магнитным полем

Оглавление

Введение