ЦИЛІНДРИЧНА ІНДУКТОРНА СИСТЕМА З ВНУТРІШНІМ БІФІЛЯРНИМ СОЛЕНОЇДОМ. АНАЛІЗ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ХАРАКТЕРИСТИК1 Харківський національний автомобільно-дорожній університет Розглянуто циліндричну індукторну систему з внутрішнім коаксіальним соленоїдом, обмотка якого виконана у вигляді біфіляра. Фізико-математична модель запропонованої системи передбачає такі умови роботи, коли зовнішній індуктор вимкнений, його витки виконані з металу з високою електропровідністю досить щільно прилягають один до одного, так що їхню внутрішню поверхню можна вважати суцільною й ідеально провідною. У витках біфілярної обмотки з металевої стрічки протікає гармонічний струм.На підставі розрахункових співвідношень для напруженостей збуджених полів отримані числові оцінки характеристик електромагнітних процесів. Проведено аналіз випадку, коли струми в кожній з гілок-жил біфіляра спрямовані в протилежні сторони. Розглянуто різновиди поперечних і поздовжніх розмірів системи, а також варіанти підключення однієї або двох обмоток біфіляра. Показано, що інтегральний магнітний потік у внутрішній порожнині цієї системи, незалежно від її конструктивних особливостей, дорівнює нулю і, відповідно, індуктивність усієї системи в цілому рівна нулю. Магнітний потік в системі з біфіляром сконцентрований в порожнині між обмотками, що пояснюється позитивною суперпозицією односпрямованих векторів індукції збуджених полів. Зміни геометрії й кількості компонентів дозволяють варіювати характеристики радіальних розподілів електромагнітних полів в розглянутій індукторній системі.Отримані числові оцінки для характеристик збуджених магнітних полів в реальній і вперше запропонованій в роботі конструкції індукторної системи будуть корисні для вибору робочих конструкторських рішень нових схем обладнання магнітно-імпульсної обробки металів. Запропонована методика аналізу дозволить провести відповідні експериментальні дослідження, а також розрахунок і аналіз електромагнітних процесів в індукторних системах, де біфілярні котушки розміщують над циліндричними соленоїдами, що є вельми цікавим під час формування нових схем обладнання для магнітноімпульсної обробки металів.Ключові слова: коаксіальний соленоїд, індукторна система, магнітний потік, обладнання для магнітно-імпульсної обробки металів.
The features of the processes of magnetic-pulse processing of metals in traditional schemes of technological processes of modern industrial production are highlighted. The work is a brief description of the state, application, and also proposed induction pre-heating schemes in industrial magnetic-pulse processing of metals. A method for increasing the efficiency of performing specified production operations is considered. The use of preheating leads to a significant improvement in the quality of production operations while reducing energy consumption. New directions of magnetic-pulse processing of metals are noted, implying the transformation of the natural repulsive forces of the metal of the processed object into the forces of magnetic-pulse attraction with a decrease in the operating frequencies of the acting fields. A significant decrease in operating frequencies makes it possible not only to go from repulsion to attraction, but also to go from working with ferromagnetic metals to non-ferromagnetic ones. For example, it becomes possible to attract aluminum blanks. Examples of the use of induction heating of metal blanks in modern industry are given. Various devices used for these operations, offered on the modern market, by both domestic and foreign manufacturers, are considered. The physics of Lenz-Joule heat release is described, the result of which is the induction heating of conductors by Foucault currents in the external electromagnetic field of the instrument. Schemes are proposed for the practical implementation of preliminary induction heating during magnetic-pulse processing of metal blanks, allowing the use of both autonomous devices for exciting eddy currents and a stationary connection, for the same purpose, of an additional source of electricity. As a result of the work, the possibility of increasing the efficiency by increasing the plasticity of the metal when heating the workpiece, as well as possible limitations of the described technology associated with an increase in the active resistance of metals with an increase in the Lenz-Joule heat release is noted.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.