Расчет электромагнита

[Qic]

Доброго времени суток!
Задался целью изготовить левитатор, но где начал, там и закончил.
Не могу рассчитать подковообразный магнит, т.к. это левитатор, то работает он с зазором.
Собственно как рассчитать такой электромагнит от максимальной индукции железа, для создания усилия на заданном расстоянии (+/-)?
Какие возможны вариации с частотой питающего напряжения для увеличения подъемной силы?

Попутно еще небольшой вопрос, как поведет себя в качестве якоря феррит?

ЗЫ Книги найти не так тяжело, куда тяжелее разобраться, но я хочу прикинуть, что я получу в результате, и если кто-то знает как, прошу помочь.

[BSVi]

Могу, разве-что, посоветовать промоделировать в femm - это быстрее, чем разбираться в расчетах. Я когда-то пытался аналитически счтать - забросил это дело. Математики там - очень много, особенно, если магнитопровод какой-то хитрый.

У феррита индукция насыщения и проницаемость намного (на порядок) меньше, чем у железа. Соответственно, и поведет.

[Qic]

А тем временем я столкнулся и решил несколько проблем.
1) В FEMM чертить очень неудобно, не без геморроя импортируется DXF из компаса но
2) Импорт происходит, на что-то ругается и у меня на экране кракозябра. Как оказалось можно отодвинуть вид и веден чертеж, всё ок, просто в центр затесалась кракозябра. Удаляем и радуемся.
3) Мануал. Без него тяжело. Нашел полезную методичку "Рымша В.В., Процына З.П., Якимец А.М. Расчет магнитных систем электромагнитов классическим и численным методом DOC" - хотел приложить, но толстовата. Так что вот тут ссылка на летитбит ну и у меня по просьбе.
Продолжу изыскания.

[BSVi]

Дык, в комплекте с femm идет довольно подробный мануал. Я по нему и учился.

[d_romka]

Ну, во первых, может быть стоит расчитывать не подковообразный ЭМ, а типа соленоида?!
Если так, то моделирование в Максвел 2Д тем-же методом конечных элементов, позволяет сделать следующие предположения/рекомендации:
– диаметр сердечника стоит выбирать немного большим или соизмеримым с диаметром обьекта (по крайней мере для сравнительно небольших обьектов);
– высоту катушки лучше принять близкой к ее ширине намотки, т.е. в разрезе ближе к квадратной форме;
– ЭМ лучше делать без выступающей нижней части сердечника, но с несколько выступающей верхней (впринципе, любой длины);
– правильно выбрать диаметр сердечника/материал с расчета недопустить его насыщения;
– ток котушки выбирать больше при меньшем количестве витков (т.к. количество витков сильно влияет на индуктивность, а значит и на скорость реакции ЭМ при управлении);
– сердечник брать стальной, достаточно из конструкционной стали (болт), т.к. разница с электротехнической мало ощутима.
Эти выкладки пока только теоретические, нужно подтверждение практикой. Готов подискутировать по любому из пунктов. Если что получится пишите!

[Qic]

В фемм смоделировал без всякого геморроя. Этого оказалось достаточно.

[d_romka]

Достаточно для чего? Если Вам не сложно, можете описать что получилось в результате? Какие получили параметры ЕМ для какого груза? Как реализована обратная связь?
Хочу сделать систему магнитного подвеса с ШИМ регулировкой, дошел до необходимости ввести ПИД. Как у Вас?

[Qic]

Я слегка погорячился на счет смоделировал.
Кароче ТЗ: поднять и стабилизировать некоторую массу.
Ответная часть в данный момент будет ферритом. Фемм оказался достаточным чтобы для известного напряжения прикинуть плотность тока чтобы получилась необходимая индукция. Сейчас всё это отложено, этап конструирования.
Обратная связь планируется по индуктивным датчикам, или по ЭДС самоиндукции.
Если целью стоит просто поиграться - достаточно П регулятора. В моём случае надо компенсировать внешнее воздействие - ПИД просто необходим.

[alexeytulavifov]

Всем здравствуйте! Я новеньккий и недавно начал заниматься электротехникой и электроникой. Извините, можно у вас узнать кое-что про силу тяги электромагнита?

Тяга определяется выражением F=мю*S/2*H*H , т е зависит от магнитной проницаемости вещества, из которого сделан сердечник электромагнита.
Сердечник делают из пермаллоя или электротехнической стали с магнитной проницаемостью ~6000.

есть также материалы с намного более высокой магнитной проницаемостью (метглас, наноперм) с проницаемостью в сто раз больше.
Если сделать сердечник электромагнита из этих материалов, можно ли будет сделать электромагнит в несколько раз меньше и легче при сохранении той же силы тяги? При условии подачи того же тока и напряжения на него?



Я слышал, что в индукционном нагреве применяется материал флюкстрол с огромной магнитной проницаемостью. Можно ли будет выточить из него сердечник для маленького и мощного электромагнита?
Спасибо!