ارائه روشی نوین در تحلیل میدانی، طراحی و ساخت آهن ربای الکتریکی به منظور جابجایی اجسام

جرثقیل مغناطیسی یک نمونه از کاربردهای صنعتی جذب مغناطیسی است که در آن از یک آهن ربای الکتریکی برای ایجاد نیروی لازم به منظور بلند کردن و جابجایی اجسام استفاده می شود. ساختارهای مختلفی برای هسته آهن ربای الکتریکی وجود دارد اما بررسی ها نشان می دهد که ساختار U_I با یک سیم پیچ متقارن به لحاظ کاهش تلفات ناشی از شارهای نشتی و اثرات لبه ای میدان مغناطیسی، مناسب­ترین ساختار می باشد . در این مقاله روشی جدید برای تحلیل میدانی و طراحی آهن ربای الکتریکی معرفی می شود. در طی فرایند تحلیل و طراحی، ضمن توجه ویژه به شارهای نشتی و اثرات لبه ای، یک مدار معادل مغناطیسی جدید برای آهن ربای الکتریکی پیشنهاد شده، همچنین رفتار غیرخطی منحنی B-H هسته فرومغناطیس و نقطه اشباع آن نیز در نظر گرفته شده است. در این مقاله نرم افزار  MATLABبرای تحلیل عددی و طراحی آهن ربای الکتریکی و نرم افزار ANSYS MAXWELL به منظور شبیه سازی میدان و نیروی مغناطیسی آن استفاده می­گردد. به منظور بررسی دقت روش پیشنهادی، نمونه آزمایشگاهی یک آهن ربای الکتریکی، مطابق با پارامترهای طراحی مستخرج از الگوریتم پیشنهادی، ساخته شد. مقایسه نتایج اندازه گیری با نتایج حاصل از شبیه سازی، خطایی کمتر از 2% را نشان می دهد که این حاکی از دقت بالای روش طراحی است.

کلیدواژه ها:

آهن ربای الکتریکی ، مدار معادل مغناطیسی ، میدان مغناطیسی ، شار نشتی ، اثرات لبه ای ، نیروی بالاکش