ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИИ ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ ГИСТЕРЕЗИСНОЙ МУФТЫ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ НЕФТЕПРОВОДА

Abstract

Актуальность работы связана с поиском новых эффективных технических решений в области электроприводов запорной арматуры трубопроводного транспорта нефтепродуктов на основе использования гистерезисного принципа электромеханического преобразования энергии и новых магнитотвердых материалов. Цель: выявить оптимальную геометрию зубцовой зоны электромагнитной гистерезисной муфты на базе сплава Fe-Cr-Co для получения максимального вращающего момента на основе анализа процессов перемагничивания гистерезисного слоя. Методы: экспериментальные методы исследования магнитных характеристик магнитотвердых материалов с использованием оригинальных лабораторных установок; имитационное моделирование в программе ANSYS MAXWELL; теоретические методы анализа электромагнитного поля. Результаты. Для гистерезисных муфт на базе сплава Fe-Cr-Co 22Х15КА получены и проанализированы зависимости вращающего момента от геометрических параметров зубцовой зоны муфты. Для оценки эффективности использования гистерезисного материала авторами введен коэффициент использования гистерезисного слоя по тангенциальной составляющей магнитного поля. В программе ANSYS MAXWELL разработана имитационная модель электромагнитной гистерезисной муфты с неподвижной обмоткой управления, учитывающая параметры сплава Fe-Cr-Co 22Х15КА. С помощью разработанной модели получены оптимальные значения геометрических размеров зубцовой зоны с целью достижения максимального вращающего момента при фиксированных габаритах и весе. Сделан вывод о том, что вариант электропривода трубопроводной запорной арматуры с гистерезисной муфтой и асинхронным электродвигателем благодаря простоте его реализации, возможности регулирования и ограничения момента в широком диапазоне температур и окружных скоростей можно рассматривать как перспективную альтернативу электроприводам с частотным управлением и тиристорными регуляторами.