Influence of the middle pole shape on the force characteristic of an actuator with Т-shaped armature
Ivan Hadzhiev, Dian Malamov, Iosko Balabozov, Ivan Yatchev
In the paper, a study of the influence of the middle pole shape on the static force characteristic of a direct-current solenoid actuator with T-shaped armature is presented. For this purpose, computer models of the actuator have been developed in the COMSOL software, considering the following shapes of the middle pole: conic pole with different angles, flat pole, truncated cone and reduced truncated cone. The finite element method has been used to analyze the three-dimensional magnetic field of the actuator with the T-shaped armature. The electromagnetic force acting on the armature of the actuator in case of various air gaps has been determined by the method of Maxwell Stress Tensor in COMSOL. The static force characteristics of the actuator for the different middle pole shapes have been obtained for cold and warm state of the coil. The influence of the pole shape on the force characteristic of an especially developed construction of direct-current solenoid actuator with T-shaped armature has been evaluated. The obtained characteristics can be used for optimization of the actuator, at known opposite force characteristics of the mechanism driven by the actuator.
В статията е представено изследване на влиянието на формата на средния полюс върху статичната електромеханична характеристика на соленоиден електромагнит за постоянен ток с Т-образна котва. За тази цел са разработени компютърни модели на електромагнита в софтуера COMSOL, със следните форми на средния полюс: конусен полюс с различни ъгли, плосък полюс, пресечен конус и степенчат конус. За анализ на тримерното магнитно поле на електромагнита с Т-образна котва е използван методът с крайни елементи. Електромагнитната сила действаща върху котвата на електромагнита при различни въздушни междини е определена по метода с тензор на напреженията на Максуел в COMSOL. Получени са статичните електромеханични характеристики на електромагнита при различните форми на средния полюс за студено и топло състояние на намотката. Направена е оценка на влиянието на формата на полюса върху електромеханичната характеристика на разработена конструкция на соленоиден електромагнит за постоянен ток с Т-образна котва. Получените характеристики могат да се използват за оптимизация на електромагнита, при известна характеристика на противодействащите сили на задвижвания от електромагнита механизъм.
Cite this article as:
Hadzhiev I., Malamov D., Balabozov I., Yatchev I. Influence of the middle pole shape on the force characteristic of an actuator with Т-shaped armature. Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 56 (1-2), 2021, pp.12-19, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
