ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Моделирование работы реле с помощью MATLAB и ELCUT

MATLAB, привод, катушка, параметрический, сила, Расчет электромагнитного поля катушки, расчет движения якоря, использование программного интерфейса, моделирование MATLAB

Реле состоит из катушки с движущимся якорем, который замыкает/размыкает электрические контакты. Пружина удерживает якорь в положении, когда контакты соединены. Когда ток включён, магнитное поле действует на ферромагнитный сердечник якоря, преодолевает сопротивление пружины и втягивает сердечник внутрь катушки. Чтобы уменьшить удар, в реле предусмотрен резиновый демпфер.
Требуется рассчитать время срабатывания реле и динамику движения якоря.

Чтобы рассчитать электромагнитное поле и движение якоря используются ELCUT и MATLAB. Взаимодействие между ELCUT и MATLAB происходит через программный интерфейс.

Тип задачи
Осесимметричная задача магнитостатики.

Геометрия

Число витков N = 2000;
Ток I = 0.2 A;
Начальное положение якоря xout = 10 мм.
Конечное положение якоря xin = 6 мм.
Вес якоря m = 4.5 г;
Жесткость пружины k = 4 Н/м
Длина пружины xпружины = 15 мм.

Задача:
Электромагнитная сила и сила пружины действуют на якорь. Обе силы зависят от положения якоря. Рассчитать функцию движения якоря x(t).

Решение
Многовитковая обмотка заменена эквивалентным постоянным током.

Функция движения определяется из дифференциального уравнения второго порядка
m · d²x/dt² = f(x),
где m - вес якоря (кг),
x - положение якоря (м)
f(x) - сила, действующая на якорь (Н).
Сила, действующая на якорь, равна сумме силы пружины fпружины(x) = k·(xпружины - x) и электромагнитной силы.

Уравнения решаются в MATLAB. Динамическая связь используется, чтобы вызывать ELCUT и вычислять электромагнитную силу на каждом шаге. Вычисления заканчиваются, когда якорь полностью втянут x=xin.
Моделирование работы реле с помощью MATLAB и ELCUT Уравнения решаются в скрипте MATLAB. Динамическая связь используется, чтобы вызывать ELCUT и вычислять электромагнитную силу на каждом шаге MATLAB ELCUT Начальные условия x0 = xout, v0 = 0 м/с Вызов ELCUT для расчета силы f(xi) vi+1 = vi + f/m*Δt xi+1 = xi + vi+1* Δt x>xin ? да нет Выход

Результат
Контакты полностью размыкаются и якорь втягивается на 65 мс.
MATLAB график движения якоря в ELCUT

ELCUT 6.6. Новый редактор геометрии


Продукт
Заказ
Запросить пробную версию
Модификации
Функциональность, Состав
Программирование
Спецкурсы

Применение
Промышленность
Образование
Наука
Типовые примеры
Отзывы
Пользователи

Поддержка
Онлайн семинары
Виртуальный класс
Вход для клиентов
Словарь
Тестирование

Загрузить
ELCUT Студенческий
Руководство пользователя
Библиотеки материалов
Видео
Бесплатные утилиты

Новости
Новые версии
События
Статьи
Подписка

Контакты
О компании
Как нас найти
Консультации
Поддержка онлайн
Партнеры