一种无衔铁式电磁抛载系统设计与试验研究

发布时间：2021-11-10 13:43

　　设计了一种新型无衔铁式电磁抛载系统,实现拖曳式水下剖面浮标的浮力自补偿调节功能。通过对电磁铁结构进行理论分析与计算,确定了直流螺管式电磁铁的设计参数,并设计了无衔铁式电磁铁样机。基于对电磁铁的供电特性分析,设计了简单可靠的功率触发电路。经过对装置样机的多次试验测试与分析,结果表明设计满足抛载要求,验证了设计方案的可行性。相比衔铁式电磁铁抛载系统,装置具有结构简单、低功耗、易于密封等优点,可用于小型拖曳浮标系统的浮力调节,可为其他水下设备的抛载系统设计提供参考。 

【文章来源】：电器与能效管理技术. 2020,(04)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

测试装置

考虑到结构的简化以及轻量化设计要求,本文设计的直流无衔铁式电磁抛载装置主要包括线圈、铁心、永磁体压载、开关、电源等部分,无轭铁圈。无衔铁式电磁抛载工作原理如图1所示。当开关断开时,线圈不通电,铁心磁化磁场方向与永磁体压载磁场方向相同,永磁体压载受到铁心吸力而不脱落,如图1(a);在开关接通的一瞬间,线圈通电产生与永磁体压载磁场方向相反的电磁场,永磁体压载受到通电线圈产生的电磁斥力,当该电磁斥力足以克服永磁体对铁心的吸力时,便可释放永磁体压载,从而实现主动式电磁抛载功能,如图1(b)所示。2 抛载系统结构设计

为便于分析,该装置的作用过程可以理解为无衔铁式电磁铁与永磁体间的斥力克服铁心与永磁铁间的吸力的过程,即Fr=Fa。在满足抛载性能的情况下,考虑到电磁铁结构设计的简化,本文采用经验公式与试验研究相结合的方式对无衔铁式电磁铁进行参数设计与分析。根据体积最小化以及载荷设计要求,铁心采用工业纯铁,永磁体采用钕铁硼NdFeB系列的N35。电磁铁部分的结构示意图如图2所示,电磁铁设计给定的结构参数如表1所示。由于设备浸泡在海水中,散热性较好,故对于电磁力的理论计算,可以不考虑线圈通电产生的温升对线圈磁势及导磁材料磁阻的影响,忽略导磁材料的磁滞效应,假定材料均匀且各向同性。表1 电磁铁设计给定的结构参数 序号 给定参数 参数值 1 线圈高度hc/mm 65 2 线圈直径dc/mm 13 3 导线直径de/mm 0.21 4 铁心高度hi/mm 65 5 铁心直径di/mm 11 6 工作气隙δ/mm 1 7 永磁体直径dp/mm 10 8 永磁体高度hp/mm 8

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3487367