Устройство для моделирования электромагнитного поля

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точности моделирования, что дает возможность решать задачи по определению вихревых токов в тонкостенных проводящих оболочках (экранах) для общего случая проникновения электромагнитного поля, а также в проводящих массивах при резком поверхностном эффекте. Для этого введен блок моделирования нелинейного распределения векторов поля в слое экрана, выполненный в виде RC - сетки, каждый элемент которой включен между соседними квадратными металлическими пластинами, расположенными с одной стороны второго прямоугольного листа. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 06 G 7/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР

1 (61) 1221664 (21) 4444562/24-24 (22) 20.06.88 (46) 28.02.90. Бюл. 1» 8 (71) Ленинградский политехнический институг им. II.È.Êàëèíèíà (72) В.Н,Воронин, Г,В,Грешняков и В.Л,Чечурин (53) 681.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1221664, кл. G 06 G 7/42, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОИАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является повышение точИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для определения вихревых токов в тонкостенных проводящих оболочках произвольной формы и проводящих массивах при резко выраженном поверхностном эффекте и является усовершенствованием изобретения по авт. св. h» 1221664.

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — схема блока моделирования распределения плотнбсти вихревых токов, блока моделирования нелинейного распределения векI торов поля в слое экрана и блока моделирования нагрузки вихревых токов.

Устройство содержит электролитическую ванну 1, первый и второй ди,SU„„ A2

2 ности моделирования, что дает воз" можность решать задачи по определению вихревых токов в тонкостенных проводящих оболочках (экранах) для общего случая проникновения электромагнитного поля, а также в проводящих массивах при резком поверхностном эффекте. Для этого введен блок моделирования нелинейного распределения векторов поля в слое экрана, выполненный в виде РС-сетки, каждый элемент которой включен между соседними квадратными металлическими пластинами, расположенными с одной стороны второго прямоугольного листа. 2 ил.

1 электрические прямоугольные листы

2 и 3, квадратные металлические пластины — плоские электроды 4, источник 5 переменного напряжения, блок 6 моделирования распределения плотности вихревых токов, блок 7 моделирования нагрузки вихревых токов и блок 8 моделирования нелинейного распределения векторов поля в слое экрана.

Блок 6 выполнен в виде п п трансформаторов 9, блок 8 — в виде РС-" сетки 10 а блок 7 — в виде С-сетки

11 (фиг.2), Устройство работает следующим об- Щ разом.

В качестве примера рассмотрим устройство для моделирования электромагнитного поля прямоугольной рамки, по которой проходит переменный ток, 1547001

Далее при помощи внешнего задающего источника 5 устанавливается требуемый закон распределения источников внутри моделируемого пространс учетом вихревых токов медного экраНа произвольной, например, прямоугольной формы, расположенного в плоскости, параллельной плоскости, рамки на расстоянии 30 см от нее, Размеры плоских электродов 4, нанесенных на листы 2 и 3, выбираются из соотношения

Я„= 0,И,„, 10 где S „ — площадь квадратного плоского электрода на листе 2;

SII — площадь квадратного плоского электрода на листе 3,.

Величина выбирается произвольно, Исходя из возможности выполнения

Модели в каждом конкретном случае, Линейные размеры модели и оригинала связаны соотношением

Rp vs

20 где 1о — размеры в оригинале;

1 — размеры в модели;

Kp — коэффициент подобия.

Геометрические размеры рамки

"j

20 20 см, экрана - 45 45 см,. ПряМоугольная рамка в модели представлена в виде трех рядов плоских электродов 4, расположенных с разных сторон на листе 2.

При выбранном коэффициенте К = 5 геометрические размеры в модели полу чаются следующими. "расстояние от плос ких электродов (модели рамки с током) о модели экрана 6 см, размеры моQ ели рамки с, током 4 4 см, модели экрана 9 9 см Z

Принимая S = 3 см, в модели Z получаем девять трансформаторов и соответственно девять узлов С-сетки

11 и RC-сетки 10.

Выполненные в соответствии с требованиями модели рамки с током и медного прямоугольного экрана помещаются в электролитическую ванну 1, которая заполняется электролитом— дистиллированной водой, насыщенной атмосферным углеродом, ства - равенство разности потенциалов между каждой парой задающих плоских электродов, лежащих на противоположных сторонах диэлектрического листа 2, Распределение потенциала в модели соответствует распределению моделируемой характеристики реального процесса — распределению скалярного магнитного потенциала. Для определения распределения плотности вихревого тока в тонком экране достаточно измерить напряжение на первичных обмотках трансформаторов 9.

Аналогично проводится моделирование процессов и в реальных электроэнергетических установках с учетом геометрии и произвольной формы электромагнитных экранов.

Устройство позволяет определять вихревые токи в тонкостенных немагнитных проводящих оболочках произвольной формы (термин "тонкостенные следует понимать в том смысле, что не учитывается нормальная составляющая вихревого тока) при различных степенях проникновения поля и в проводящих массивах в. случае резкого поверхностного эффекта, в отличие от известного устройства, предназначенного для моделирования вихревых токов в тонких оболочках и пластинах при проникновении в них электромагнитного поля с эквивалентной глубиной, много большей, чем толщина этих оболочек (экранов):и пластин.

Фо р мула из о б ре т ения

Устройство для моделирования электромагнитного поля по авт.св.

Ф 1221664, о т л и ч а н щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности моделирования, в него введен блок моделирования нелинейного распределения векторов поля в слое экрана, выполненный в виде RC-сетки, каждый элемент которой включен между соседними квадратными металлическими пластинами, расположенными с одной стороны второго прямоугольного листа, 154700) Фиг. 2

Составитель А.Яицков

Редактор И,Циткина Техред N,Дидык Корректор С.Черни

Тираж 557

Подписное

Заказ 82

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101