Запольских С. Н. 1(2017)

УДК 537.877

С. Н. Запольских, А. А. Борисов, А. С. Бобров

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИЙ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИСТЕМАХ

С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАКОПЛЕНИЕМ МАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ

       В статье обсуждаются электромагнитные системы с предварительным накоплением магнитной энергии на примере электрических  двигателей, представленном в виде абстрагированной технической модели. Энергопреобразование в этих системах осуществляется при постоянном потокосцеплении, что позволяет повысить энергетические характеристики и упростить конструкцию. Постоянное потокосцепление создается следующим образом: при максимальном магнитном сопротивлении между полюсами первичной и вторичной частью в обмотку подается импульс электрического тока, а затем обмотка замыкается накоротко и при перемещении вторичной части накопленная магнитная энергия преобразуется в работу и кинетическую энергию.

       Рассмотрены особенности и возникающие трудности при составлении математических уравнений для энергий, пригодных для программирования на языке математической системы MathCADи разработки численных моделей. За основу программ численных моделей взяты уравнения механики и электромагнетизма, учитывающие активное сопротивление обмотки, нелинейность кривых намагничивания сердечников, магнитные потоки рассеяния и ряд других факторов, влияющих на работу двигателя. Уравнения энергий используются не в интегральной форме, а в виде дифференциальных уравнений, которые включены  в общую систему основных уравнений механики и электромагнетизма.  Это позволяет исключить интерполяцию численных данных решения системы уравнений, и, тем самым  упростить и ускорить работу программ численных моделей.

      Ключевые слова: электромагнитные системы, накопители магнитной энергии, моделирование.