Реферат: Габаритный расчет пакета и металлические материалы для пакетов магнитострикционных преобразователей - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Габаритный расчет пакета и металлические материалы для пакетов магнитострикционных преобразователей

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1346 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы


БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ


Кафедра электронной техники и технологии











РЕФЕРАТ

на тему:

«Габаритный расчет пакета и металлические материалы для пакетов магнитострикционных преобразователей»












Минск, 2008


Явление магнитострикции – заключается в изменении размеров ферромагнитного тела (т.е. в его деформации) при его намагничивании.

Обратный магнитострикционный эффект заключается в намагничивании ферромагнитного тела при его деформировании. Магнитострикция обусловлена деформацией кристаллической решетки намагниченного образца за счет изменения магнитных (диполь-дипольных и спин-орбитальных) и обменных сил. Линейная магнитострикция происходит почти без изменения объема тела. Она анизотропна и зависит от направления намагничивания тела. Количественно линейную магнитострикцию характеризует коэффициент магнитострикции

, (1)

где ?l – приращение длины тела при магнитострикции,

l – начальная длина, ?=10-6-10-2.

Объемная магнитострикция проявляется в области магнитного насыщения материала. Она анизотропна. Количественно характеризуется коэффициентом объемной магнитострикции

. (2)

Объемная магнитострикция значительно меньше линейной магнитострикции у всех магнитных материалов за исключением инваров у которых .

При объемной магнитострикции – изменяются все геометрические размеры ферромагнитного тела. В магнитострикционных преобразователях (МСП) используется только линейная магнитострикция. Магнитострикционный эффект у разных материалов проявляется по-разному. Высокой магнитострикцией обладает никель и пермендюр, которые широко применяются при изготовлении МСП. Величина магнитострикции во многом зависит от технологии изготовления и режимов работы МСП. Магнитострикционный эффект относится к группе четных. Это значит, что знак деформации сердечника не меняется при перемене поля на обратное. Частота деформации в два раза больше частоты переменного тока протекающего в обмотке преобразователя т.к. в положительный и отрицательный полупериоды происходит деформация одного знака.

В ультразвуковой технике применяют поляризованные МСП. Для создания поляризации по обмотке кроме переменного пропускают и постоянный ток. Физически это можно представить себе так, что внешнее поле ориентирует элементарные магниты примерно в одинаковом направлении и вещество ведет себя как монокристалл. При наличии поляризации частота деформации равна частоте элементарного напряжения, а амплитуда деформации ?П во много раз больше амплитуды деформации ?НП при той же магнитной индукции. Отношение амплитуд переменной деформации поляризованного ?П и неполяризованного ?НП определяется выражением . Если , то амплитуда деформации увеличивается в 20 раз. Такая зависимость возможна только на линейном участке кривой магнитострикции от В.

МСП представляет собой сердечник из тонких пластин, на котором размещена обмотка возбуждения. Наибольшее распространение получили стержневые и кольцевые МСП.

Рисунок 1 - Общий вид стержневого МСП.



Рисунок 2 - Общий вид кольцевого МСП.


МСП, используемые в технологических установках представляют собой резонансные системы продольных колебаний, длина которых кратна четверти длины волны. Расчет МСП производится только для резонансной частоты f0.

Исходные данные:

  1. Резонансная частота f0.

  2. Электрическая мощность подводимая к МСП РЭ.

  3. Удельная электрическая мощность материала Р’.

  4. Зависимость магнитной индукции в материале МСП от напряженности магнитного поля ?=F(H).

  5. Зависимость удельных электрических потерь в материале МСП от индукции РЭП=F(B).

Цель расчета – определение размеров пакета, числа витков обмотки и режимов возбуждения МСП.

Таким образом, полный расчет МСП разбивается на три части:

  1. Габаритный расчет пакета.

  2. Электрический расчет МСП.

  3. При необходимости производится тепловой расчет МСП.

В технологических МСП наибольшее распространение получили стержневые замкнутые магнитопроводы. МСП с разомкнутым магнитопроводом почти не применяются из-за большого потока магнитного рассеяния и необходимости создания большой МДС для обеспечения нужной индукции (В). На рисунках изображены унифицированные конструкции магнитопроводов:



Рисунок 3 - Разомкнутый магнитопровод МСП.




Рисунок 4 - Двухстержневой магнитопровод МСП.



Рисунок 5 - Трехстержневой магнитопровод МСП.




Рисунок 6 - Четырехстержневой магнитопровод МСП.

Пакеты сердечников набирают из штампованных пластин никеля, пермендюра или альфера. Толщина пластин 0,1-0,2 мм. Пластины изолированы друг от друга слоем окисла и изоляционного лака. Соединяют пластины в пакет склеиванием, стягиванием более толстыми пластинами или припаиванием к концентратору. Склеивание пластин в пакеты повышает продольную устойчивость преобразователя, позволяет создавать сравнительно тонкие пакеты с толщиной набора 5-7 мм. Последнее необходимо для конструкций многопакетных МСП с равномерным полем излучения. Особое внимание надо обратить на качество рабочей (излучающей) поверхности пакета. Хорошая шлифовка увеличивает КПД преобразователя примерно на 10%. Излучающая поверхность магнитопроводов обычно имеет форму квадрата т.е.

. (3)

Площадь излучающей поверхности определяют исходя из допустимой удельной электрической мощности материала Р’.


, (4)

где РЭ – подводимая электрическая мощность, Р’ – удельная электрическая мощность материала.

Принято, что удельная электрическая мощность составляет: для альфера Р’=55 Вт/см2, для никеля Р’=80 Вт/см2, для пермендюра Р’=100-110 Вт/см2.

Размер b не должен превышать половину длины волны, иначе появятся паразитные колебания, снижающие КПД. При выборе размеров пакета необходимо, чтобы поперечный резонанс находился, возможно, дальше от основного продольного резонанса. Обычно поперечный резонанс удается сдвинуть, изменив соотношение a/b. Если это сделать не удается, то необходимо увеличить число стержней. При выборе размеров необходимо стремиться к минимальной высоте ярма dЯ. Уменьшение dЯ увеличивает КПД МСП. Однако значительное снижение dЯ может привести к магнитному насыщению ярма. С этой точки зрения высота ярма должна быть больше значения определенного выражением:


, (5)

где B0 – индукция создаваемая током подмагничивания;

Вm – амплитуда переменной составляющей индукции;

BS – индукция насыщения материала магнитопровода.

Определение размеров окна. Ширина окна (b0) должна быть по возможности малой, но достаточной для размещения необходимого числа витков обмотки. Высота окна определяется из условия механического продольного резонанса:


, (6)


или

, (7)

где - волновое число;

f0 – резонансная частота;

S0 – площадь суммарного поперечного сечения стержней.

Для одной и той же резонансной частоты возможны различные сочетания размеров S0, Su, dЯ, h0. Это типичная вариационная задача, когда перебором величин находится какой-то оптимальный критерий. В качестве такого критерия выбирается максимальная акустическая мощность


, (8)


где Ра’ – предельное значение удельной акустической мощности материала, которую можно приближенно оценить по формуле


. (9)


Здесь - приведенная добротность МСП, Q – добротность определяемая по частотной характеристике стержня изготовленного из данного материала, конструктивная постоянная,

, nc – количество стержней,

W – удельное волновое сопротивление материала МСП.

Q и W’ обычно приводятся в НТД,

?m – амплитуда магнитострикции определяется графически ниже,

А1 – конструктивная постоянная,

. (10)


Конструктивная постоянная А2 связана с колебаниями ярма и определяется выражением


. (11)

Для оптимизации размеров магнитопровода разработана специальная номограмма, которая приводится в НТД и в некоторых книгах. Нетрудно разработать соответствующую программу на ЭВМ. На практике эта задача решается редко т.к. размеры пластин стандартизованы. Обычно конструктор проводит оценочный расчет для выбора ближайшей нормализованной пластины.

Оценка предельных параметров. При работе МСП в его сечениях действуют определенные механические напряжения. Наибольшие величины механических напряжений имеют место в узловом сечении сердечника (?=0)


, (12)


где ?0 – амплитуда смещений в тучности смещений при f = f0.

Если эти напряжения превысят предел усталости металла, то пакет разрушится или появятся микротрещины. Это ограничивает предельную акустическую мощность отдаваемую в нагрузку


, (13)


где S – магнитострикция насыщения;

?S – предел усталости металла;

Sc – площадь сечения сердечника.

Из большого разнообразия магнитострикционных материалов наибольшее применение нашли перемендюры (сплав Fe с Co и V) К65, К49Ф2, никель Н1 и альфер Ю-14. Наибольшим коэффициентом магнитострикции обладает сплав К65 (?s=90*10-6) и К49Ф2 (?s=70*10-6). Пермендюры имеют достаточно высокую точку Кюри ~350°С, что позволяет эксплуатировать их при повышенных температурах. К недостаткам перемендюров относят необходимость мощного подмагничивания, сравнительно низкую коррозионную стойкость, трудность создания изоляционного покрытия.

Никель по своим магнитострикционным свойствам уступает пермендюрам, но зато он обладает высокой коррозионной стойкостью. При отжиге пластин из Ni на воздухе, создается прочная окисная пленка. Важным достоинством Ni является его хорошая паяемость с серебром и сталями.

При использовании железо-аллюминиевых сплавов (альфер Ю14), несмотря на их неплохие магнитострикционные характеристики, серьезные затруднения вызывает их плохая паяемость со сталями.

Общие недостатки:

  1. Относительная дефицитность.

  2. Малое удельное электрическое сопротивление – невозможность работы на больших частотах.

  3. Очень критичны к механическим деформациям.

Достоинства: увеличивают технологичность, хорошо обрабатываются резанием и давлением.


ЛИТЕРАТУРА


1.Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн.1. /Под ред. П.Н.Учаева. — 3-е изд. испр. — М.: Машиностроение

2.Конструирование приборов: В 2-х кн. /Под ред. В.Краузе; Пер. с нем. В.Н.Пальянова; Под ред. О.Ф.Тищенко. —Кн.1. М.: Машиностроение

3. Конструирование приборов: В 2-х кн. /Под ред. В.Краузе; Пер. с нем. В.Н.Пальянова; Под ред. О.Ф.Тищенко. — Кн.2. М.: Машиностроение


1Авиация и космонавтика
2Архитектура и строительство
3Астрономия
 
4Безопасность жизнедеятельности
5Биология
 
6Военная кафедра, гражданская оборона
 
7География, экономическая география
8Геология и геодезия
9Государственное регулирование и налоги
 
10Естествознание
 
11Журналистика
 
12Законодательство и право
13Адвокатура
14Административное право
15Арбитражное процессуальное право
16Банковское право
17Государство и право
18Гражданское право и процесс
19Жилищное право
20Законодательство зарубежных стран
21Земельное право
22Конституционное право
23Конституционное право зарубежных стран
24Международное право
25Муниципальное право
26Налоговое право
27Римское право
28Семейное право
29Таможенное право
30Трудовое право
31Уголовное право и процесс
32Финансовое право
33Хозяйственное право
34Экологическое право
35Юриспруденция
36Иностранные языки
37Информатика, информационные технологии
38Базы данных
39Компьютерные сети
40Программирование
41Искусство и культура
42Краеведение
43Культурология
44Музыка
45История
46Биографии
47Историческая личность
 
48Литература
 
49Маркетинг и реклама
50Математика
51Медицина и здоровье
52Менеджмент
53Антикризисное управление
54Делопроизводство и документооборот
55Логистика
 
56Педагогика
57Политология
58Правоохранительные органы
59Криминалистика и криминология
60Прочее
61Психология
62Юридическая психология
 
63Радиоэлектроника
64Религия
 
65Сельское хозяйство и землепользование
66Социология
67Страхование
 
68Технологии
69Материаловедение
70Машиностроение
71Металлургия
72Транспорт
73Туризм
 
74Физика
75Физкультура и спорт
76Философия
 
77Химия
 
78Экология, охрана природы
79Экономика и финансы
80Анализ хозяйственной деятельности
81Банковское дело и кредитование
82Биржевое дело
83Бухгалтерский учет и аудит
84История экономических учений
85Международные отношения
86Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
87Финансы
88Ценные бумаги и фондовый рынок
89Экономика предприятия
90Экономико-математическое моделирование
91Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Девушки с возрастом перестают писать письма Деду Морозу не из за того, что взрослеют. А из за того, что ждут пока он напишет первый.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Габаритный расчет пакета и металлические материалы для пакетов магнитострикционных преобразователей", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru