Введение к работе
Актуальность пмФгемьі
В настоящее время выполняются исследования по программе международного научно-технического сотрудничества в рамках ЮНЕСКО по созданию системы глобального экологического мониторинга Мирового океана. Значительное внимание в этой программе уделено акустическим методам контроля загрязнения гидросферы. Представленные в диссертации материалы направлены на решение этой актуальной проблемы в части создания новых типов приводов излучающих гидроакустических систем. Результаты работы имеют важные приложения также для широкого круга технологических и бытовых устройств.
Цель и задачи диссертационной работы
разработка уточненных математических моделей и программного обеспечения для анализа электромеханических систем с магнитоэлектрическими устройствами;
разработка методики проектирования магнитоэлектрических устройств для возбуждения низкочастотных гидроакустических излучателей;
разработка и внедрение конструкций магнитоэлектрических устройств для возбуждения излучающих цилиндрических гидроакустических систем с податливыми стенками.
Методы исследования
Теоретические исследования и моделирование электромагнитных процессов в магнитных системах магнитоэлектрических устройств выполнены на основе классической теории электромагнитного поля и методов макромоделирования технических систем. При реализации алгоритмов расчета использованы методы вычислительной математики. Экспериментальные данные получены при испытаниях магнитоэлектрических устройств в Акустическом институте имени академика Андреева Н.Н. в лабораторных и натурных условиях.
Научная новизна
В работе создана новая методика и разработано программное обеспечение для проектирования магнитоэлектрических устройств для возбуждения низкочастотных акустических излучателей, что представляет собой решение важной научно-технической проблемы.
Предлагаемая методика включает:
-
Математические макромодели магнитоэлектрических устройств, параметра которых определяются на основе подробного анализа электромагнитных по лей с учетом полей рассеивания, вихревых токов, нелинейных свойств маг нитных материалов и т.д.
-
Алгоритм оценочного расчета для нахождения начального приближения кон структивных параметров и параметров эквивалентных схем магнитоэлектр^
ческих устройств для возбуждения низкочастотных акустических излучаїе-лей.
-
Метод анализа динамики движения рабочего органа привода на основе совместного решения уравнений механики, уравнений электрической цепи и пошагового расчета нестационарного электромагнитного поля с учетом возникающих вихревых токов.
-
Получены новые данные о возможных причинах возникновения нелинейных искажений выходного сигнала гидроакустического излучателя и предложены способы их устранения.
Практическая ценность
Созданы новые более эффективные программные средства проектирования магнитоэлектрических устройств для возбуждения низкочастотных гидроакустических излучателей и других технических устройств, повышающих надежность проектирования и технико-экономические показатели конструкций.
Спроектированы, изготовлены и испытаны уникальные по своим параметрам магнитоэлектрические вибрационные устройства (МЭВУ) для возбуждения низкочастотных цилиндрических гидроакустических излучателей с податливыми стенками, с резонансными частотами 20 и 70 Гц.
Применение разработанной методики при изготовлении МЭВУ для возбуждения гидроакустических излучателей для глобального мониторинга мирового океана подтвердило правильность и достоверность всех теоретических выводов, приведенных в работе.
Реализация работы
Разработанные конструкции МЭВУ внедрены в Акустическом институте имени академика Н.Н. Андреева. Методики и программное обеспечение ис-полі.іуются для проектирования машитоэлекзрических усіройств в МЭИ, ГМНПЛ «ЭНЫТОМАГ» и Акустическом институте имени академика 11.11. Андреева.
I hi зашиту выносится:
макромодели для анализа прецизионных МЭВУ для возбуждения низкочастотных акустических излучателей;
методика проведения оценочного расчета и выбора начального приближения
консірукінніїмх параметров МЭНУ;
методика проведения расчета параметров макромодслей МЭВУ на основе численною анализа электромагнитного поля;
методика проведения анализа переходных и установившихся режимов работы
МЭВУ и причин возникновения нелинейных искажений по упрощенным моделям;
- алгоритм пошагового анализа динамики работы МЭВУ с учетом влияния вих-
ревых токов и нелинейных магнитных свойств материалов;
- конструкции МЭВУ для возбуждения низкочастотных акустических излучате-
лей, спроектированные по разработанной методике.
Апробация результатов работы
Результаты работы обсуждались на научных семинарах на кафедре Электрических и Электронных аппаратов, Акустическом институте имени академика Андрееве Н.Н., на Московской студенческой научно-технической конференции «Радиоэлектроника и Электротехника в народном хозяйстве» (Москва, 1997 г.), XII - Международная конференция по постоянным магнитам (Суздаль, 1997 г.).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано четыре печатные работы.
Объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и приложения. Работа содержит: 114 страниц машинописного текста, 107 рисунков, 70 наименований библиографии.
