Устройство для моделирования электромагнитного поля Советский патент 1986 года по МПК G06G7/42 

VU9.J

1

Пчобротение относится к аналого-- lioi i т ычислительной. технике и предка- :П1ачр,но да1Я определения вихревых то ков в тонких экранах произвольной фо рмы.

Цель изобретения - повышение точности моделирования электромагнитног поля и определения вихревых токов в TOiiKOM экране произвольной формы.

На фиг. I представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схемы блока моделирования распределе ния плотности вихревых токов и блока моделирования нагрузки вихревых токов .

. Устройство содержит электролитическую ванну 1, первый и второй прямоугольные диэлектрические листы 2 и 3, кв адратные металлические пластины плоские электроды 4, источник 5 переменного напряжения, блок 6 моделирования распределения плотности вихревых токов и блок моделирования нагрузки вихревых токов, выполненный в виде С-сетки 7. Блок 6 содержит h X hтрансформаторов 8.

Устройство работает следующим образом.

Размеры плоских электродов, нанесенных на листы 2 и 3, выбираются из соотношения

5эд 0,78,,,

где S - площадь квадратного плоского электрода на листе 2; 5 ,,4 - площадь квадратного плоского электрода на Листе 3. Величина выбирается произвольно, исходя из возможности выполнения модели в каждом конкретном случае. Толщина модели экрана не должна превышать 5 мм дпя обеспечения минимума погрешности. Линейные размеры модели и оригинала связаны соотношением fo Kj.fn,

где С„ - размеры в оригинале;

Р„- размеры в модели;

КР - коэффициент подобия. В качестве примера конкретной реализации рассмотрим устройство для моделирования электромагнитного поля прямоугольной рамки, по которой проходит переменньй ток, с учетом вихревых токов тонкого медного экрана произвольной, например прямоугольной формы, расположенного в плоскости, параллельной плоскости рамки

2166

на расстоянии 30 см от нее. Геометрические размеры рамки 20 к 20 см, экрана 45 х 45 см. Прямоугольная рамка в модели представлена в виде 5 трех рядов плоских электродов 4,

расположенных с разных сторон на листе 2.

При выбранном коэффициенте к 5 геометрические размеры в модели полу10

IS

чаются следующими: расстояние от плоских электродов (модели рамки с током) до модели экрана 6 см, размеры модели рамки с током 4 х 4 см , модели экрана 9 х 9 см. Модель экрана выполняется в виде диэлектрического листа 3 с обоих сторон которого расположены плоские электроды 4.

Принимаем 3 х 3 см, следовательно, в модели получаем девять

трансформаторов и соответственно девять узлов С-сетки 7.

Первичные обмотки трансформаторов 8 подключены в те центральнь1е узлы С-сетки 7, которые соответствуют

одноименным электродам модели экрана. Один из выводов в.торичной обмотки каждого трансформатора 8 подключен к шине нулевого потенциала.

Вьтолненные в соответствии с тре-

бованиями модели рамки с током и

медного прямоугольного экрана помещаются в электролитическую ванну 1, которая заполняется электролитом - дистиллированной водой, насьпценной

атмосферным углеродом. Трансформаторы 8 и С-сетка 7 располагаются ря- дом с электролитической ванной 1.

Далее при помощи внешнего задающего источника 5 устанавливается

требуемый закон распределения истоков внутри моделируемого пространства - равенство разности потенциалов между каждой парой задающих плоских электродов, лежащих на противоположных

сторонах диэлектрического листа 2. При выполнении всех требований распределение потенциала в модели соот- ветствует 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 8.

Аналогично проводится моделирование процессов в реальных электроэнергетических установках с учетом геомет

рии и произвольной формы то к куген-- ных электромагнитных экранов.

Формула изобретения

Устройство для моделирования электромагнитного поля, содержащее электролитическую ванну, в которую напротив друг друга погружены первый и второй прямоугольные листы, на ко торых с обеих сторон размещены в виде матрицы f-i X п квадратные металлические пластины, подключенные на первом прямоугольном листе к источнику переменного напряжения, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок моделирования распределения плотно сти вихревых токов, выполнен- ньй в виде t X п трансформаторов,

и блок моделирования нагрузки Bir/.pc- вых токов, выполненный в нидо С--сет- ки, граничные углы которой соединены с шиной нулевого потенциала, которая подключена к первым выводам вторичных обмоток трансформаторов, вторые выводы которых соединены с соответствующими центральньми узлами С-сетки, первые вьгооды первичных обмоток, трансформаторов подключены к соответствующим квадратным металлическим пластинам, расположенным с одной стороны второго прямоугольного листа, вторые выводы первичных обмоток трансформатора соединены с соответствующими квадратными металлическими пластинами, расположенными с другой стороны второго прямоугольного листа, листы выполнены из непроводящего материала.

Устройство предназначено для определения вихревых токов в тонких экранах произвольной форьш. Изобретение позволяет повысить точность за счет учета распределения плотности вихревых токов и моделировайия нагрузки для этих токов. Устройство содержит электролитическую ванну 1, диэлектрические листы 2, 3, плоские электроды 4, источник 5 переменного напряжения, блоки моделирования распределения плотности вихревых токов 6 и нагрузки вихревых токов 7, Распределение потенциала в модели соответствует распределению моделируемой характеристики реального процесса - распределению скалярного магнитного потенциала. 2 ип. § (Л 1 X ю ts9 О Oi 4

Фиъ. 2

Составитель В, Рыбин Редактор Н. Воловик Техред Н.Бонкало Корректор М. Самборская

Заказ 1614/55 Тираж 671 Подписное БНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4