Устройство для моделирования электромагнитного поля Советский патент 1990 года по МПК G06G7/42 

Изобретение 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. К 1221664.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

На фиг«1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема блока моделирования распределения плотнсЗ- сти вихревых токов, блока моделирования нелинейного распределения векторов поля в слое экрана и блока моделирования нагрузки вихревых токов.

Устройство содержит электролитическую ванну 1, первый и второй диэлектрические 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 пхп трансформаторов 9, блок 8 - в виде R.C- сетки 10, а блок 7 - в виде С-сетки Л (фиг.2).

Устройство работает следующим образом.

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

СЛ

4Ь

1

N)

с учетом вихревь х токов медного экрана произвольной, например, прямоугольной формы, расположенного в плос кости9 параллельной плоскости, рамки на расстоянии 30 см от нее.

Размеры плоских электродов 4, нанесенных на листы 2 и 3, выбираются Из соотношения

S9A 0,78ЯМ ,

Где S9д - площадь квадратного плоского электрода на листе 2; 8йц - площадь квадратного плоского электрода на листе 3.

Величина выбирается произвольно, Исходя нз возможности выполнения Модели в каждом конкретном случае„

Линейные размеры модели и оригинала связаны соотношением

ID

где 10 - размеры в оригинале;

1М - размеры в модели; Kg - коэффициент подобия.

Геометрические размеры рамки 20-20 см2, экрана - 45-45 см.. Пря- Иоугольная рамка в модели представлена в виде трех рядов плоских электродов 4,, расположенных с разных сторон на листе 2.

При выбранном коэффициенте Kg 5 геометрические размеры в модели лолу- чаются следующими: расстояние от плоских электродов (модели рамки с током) до модели экрана 6 см, размеры модели рамки с ТОР ом 4i4 см , модели экрана 9- 9 см ,

Принимая 5ЯЧ J см , в модели 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.

Далее при помощи внешнего задающего источника 5 устанавливается требуемый закон распределения источников внутри моделируемого простран

0

5

Q

0

5

0

ства - равенство разности потенциалов между каждой парой задающих плоских электродов, лежащих на проти- воположных 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 обмот- к-ах 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 эбфекта, 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.

Формула изобретения

Устройство для моделирования электромагнитного поля по авт.св. № 1221664, отличаю-щееся тем, что, с целью повышения 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.

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.

ФУЗ. /

ю

з

г

о

Фиг, 2

Составитель А.Яицков Редактор М.Циткина Техред М.Дидык Корректор С .Черни

Заказ 82

Тираж 557

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11

V

v К9

Подписное