Συμβολή Στην Αναπαράσταση Απωλειών Δινορρευμάτων Σε Πυρήνες Από Σιδηρομαγνητικά Ελάσματα Χρησιμοποιώντας Τη Μέθοδο Των Πεπερασμένων Στοιχείων Και Πειραματική Επιβεβαίωση

Abstract

Η παρούσα εργασία επιχειρεί τη σχεδίαση μιας πειραματικής διάταξης, η οποία μπορεί να υποβάλλει σιδηρομαγνητικά ελάσματα σε παρόμοιες συνθήκες μαγνητικού πεδίου με αυτές που επικρατούν στο δρομέα μίας σύγχρονης μηχανής έκτυπωνπόλων. Ο σκοπός αυτής της διάταξης είναι η μέτρηση των απωλειών των αναπτυσσόμενων δινορρευμάτων, τα οποία προκύπτουν από μαγνητικά πεδία υψηλής συχνότητας μέσα στον όγκο των προς μελέτη δοκιμίων. Αυτή η απλοποιημένη διάταξη δεν περιλαμβάνει περιστρεφόμενα ή κινούμενα μέρη. Αντ'αυτού, εκθέτει τα προς μελέτη δοκίμια σε οδεύοντα κύματα μαγνητικής επαγωγής, τα οποία παράγονται σε διάκενο εντός της διατάξεως.Η αρχική διερεύνηση της σχεδίασης και της διαστασιολόγησης του μοντέλου γίνεται σε δισδιάστατα μοντέλα, τα οποία χρησιμοποιούν τη μέθοδο επίλυσης πεπερασμένων στοιχείων (FEM). Σε αυτά τα μοντέλα, εξετάζεται η δυνατότητα δημιουργίας ενός οδεύοντος κύματος μαγνητικής επαγωγής σε διάκενα μπροστά από ακίνητα δοκίμια. Μέσω αυτής της μελέτης αποδεικνύεται ότι σε μοντέλα με μαγνητικό πυρήνα τοροειδούς σχήματος και με AC τύλιγμα κατά μήκος ολόκληρης της περιφέρειας του πυρήνα, είναι εφικτό να δημιουργηθούν οδεύοντα μαγνητικά κύματα σταθερού πλάτους στο χώρο. Αντίθετα, σε μοντέλα με μαγνητικό πυρήνα ορθογωνικού σχήματος στα οποία το AC τύλιγμα τοποθετείται μόνο σε ένα μέρος του πυρήνα μπροστά από τα προς μελέτη δοκίμια, το οδεύον κύμα μαγνητικής επαγωγής στο διάκενο έχει μεταβλητό πλάτος. Σε αυτήν την περίπτωση, η τοποθέτηση ενός βοηθητικού τυλίγματος συμβάλει στην επίτευξη σταθερού πλάτους του κύματος μαγνητικής επαγωγής.Επιπλέον, ένα τρισδιάστατο μοντέλο της εγκατάστασης αναπτύσσεται με σκοπό τη διερεύνηση των επαγόμενων δινορρευμάτων, καθώς και την εκτίμηση των απωλειών τους μέσω άμεσου υπολογισμού εντός του όγκου των προς μελέτη δοκιμίων. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων επιτρέπουν τη σύγκριση των εκτιμώμενων απωλειών δινορρευμάτων για διαφορετικά πάχη και τύπους μαγνητικής λαμαρίνας του προς μελέτη δοκιμίου. Ένα σημαντικό συμπέρασμα που εξάγεται είναι ότι η μέχρι τώρα θεώρηση πως οι απώλειες δινορρευμάτων είναι ευθέως ανάλογες με το τετράγωνο του πάχους της λαμαρίνας δεν ισχύει. Επιπλέον, διαπιστώνεται ότι ο αριθμός των πόλων του AC τυλίγματος του μαγνητικού πυρήνα της διάταξης έχει αμελητέα επίδραση στις προκύπτουσες απώλειες δινορρευμάτων.