Читать онлайн «Нестационарные температурные режимы и тепловые потери активных элементов с произвольным числом циклов разгрузка-пауза»

Электромагнит применяют в ЭУ для создания магнитного потока (в электрических машинах) и усилия (в приводных механизмах). Состоит из катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника (неподвижной части магнитопровода), якоря (подвижной части магнитопровода), передающего усилие деталям приводимого в действие механизма. Обмотки электромагнита выполняются из изолированного алюминиевого или медного провода (существуют также электромагниты с обмоткой из сверхпроводящих материалов). Электромагниты различаются по характеру работы - работающие в длительном, прерывистом и кратковременном режимах, по скорости действия - быстродействующие и замедленного действия. Наиболее широкая и важная область применения электромагнитов - электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру регулирования, защиты электромеханических установок. В составе различных механизмов электромагниты используются в качестве привода для осуществления поворота рабочих органов машин или для создания удерживающей силы. Развивающейся областью применения электромагнитов является медицинская аппаратура. В научных целях электромагниты используют в экспериментальной химии, биологии, физике. В развитии техники можно отметить тенденцию к созданию устройств с повышенными удельными характеристиками, с минимальными потерями энергии и небольших по габаритам. Достижение этих целей невозможно без учета реального теплового состояния данных устройств. При рассмотрении механизма теплообмена подобных устройств наиболее уязвима в отношении температурного воздействия зона активных элементов. Следовательно, при теплоизоляции устройства от окружающей среды необходимо рассматривать работу активных элементов в наиболее жестких условиях - адиабатных. В отсутствие теплообмена с окружающей средой нагрев активного элемента зависит от интенсивности внутренних источников тепла. Время работы такого элемента ограниченно. В течение этого периода времени и требуется определить распределение внутренних источников тепла. На раннем этапе разработки опытного образца электромагнита (Э) возникает проблема распределения удельных электрических потерь или функции тепловыделения в конкретном активном элементе. Знание распределения источников тепловыделения позволит решить ряд практических задач. Во-первых, уточнить методику электромагнитного расчета Э. Во-вторых, провести его тепловой расчет. В-третьих, выбрать минимальное число охлаждающих каналов или перераспределить источники тепловыделения, зависящие от координат и времени, для обеспечения допустимого нестационарного режима малогабаритного Э. Восстановление функции тепловыделения по опытной информации о распределении температур относится к классу обратных задач теплообмена. Методы решения таких задач [5-8] дают возможность провести исследования сложных нелинейных нестационарных задач тепло- и массопереноса в условиях, приближенных к натурным, или непосредственно при эксплуатации технических систем.