عنوان مقاله :
طراحي، ساخت و صحه‌گذاري يك محرك الكترومغناطيسي خطي در بازه نيرويي ميلي نيوتني
عنوان به زبان ديگر :
Design, Manufacture and Validation of Linear Electromagnetic Actuator with Force Range of Milli Newton
پديد آورندگان :
اخباري، سينا پژوهشگاه فضايي ايران - پژوهشكده رانشگرهاي فضايي، تبريز، ايران , فرهيد، مرتضي پژوهشگاه فضايي ايران - پژوهشكده رانشگرهاي فضايي، تبريز، ايران , دهناد، مسعود پژوهشگاه فضايي ايران - پژوهشكده رانشگرهاي فضايي، تبريز، ايران , گلزاريان، رضا پژوهشگاه فضايي ايران - پژوهشكده رانشگرهاي فضايي، تبريز، ايران
كليدواژه :
محرك الكترومغناطيسي , مدل‌سازي تحليلي , ميدان مغناطيسي , ساخت , صحه گذاري , حساسيت ميلي نيوتني
چكيده فارسي :
در سال هاي اخير محرك هاي الكترومغناطيسي خطي كاربرد ويژه اي در ايجاد حركت ربات هاي كوچك و اعمال نيروهاي ميلي نيوتني جهت كاليبراسيون استندهاي سنجش تراست رانشگرها يافته است. در اين مقاله به طراحي و ساخت يك محرك الكترومغناطيسي خطي با بازه نيرويي ميلي نيوتني پرداخته شده است. دراين راستا، ابتدا روابط تحليلي براي بدست آوردن پارامترهاي ميدان مغناطيسي و نيروي لورنتس استخراج شده و سپس، بر اساس معيارهاي طراحي حساسيت نيرويي بالا، اتلاف حرارتي پايين و حداقل ابعاد و وزن، مناسب ترين طراحي محرك الكترومغناطيسي مدنظر تعيين شد. بر اساس مدل طراحي شده، حساسسيت نيرويي تقريباً 1 ميلي نيوتن بر آمپر حاصل شده در حالي كه اتلاف توان حداكثر 1 ميلي وات بود. همچنين كورس حركتي قابل دسترسي 10 ميلي متر بود. در نهايت، يك نمونه واقعي از محرك الكترومغناطيسي خطي ساخته شده و آزمايش هاي عملي به منظور صحه گذاري محرك الكترومغناطيسي طراحي شده انجام يافتند. بدين منظور از يك ترازوي دقيق با دقت 0.01 گرم و منبع تغذيه با رزولوشن 1 ميلي آمپر بهره گرفته شد. نتايج نشان داد كه حداكثر اختلاف بين نيروي محاسبه شده و اندازه گيري شده 2.5 درصد بود. در نتيجه، مطابقت خوبي بين داده هاي تجربي و مقادير تحليلي متناظر وجود دارد.
چكيده لاتين :
In recent years, linear electromagnetic actuators have gained special attention in small robot actuation and calibration of milli newton thruster stands. In this paper, a linear electromagnetic actuator with a force range of milli newtons is designed and manufactured. In this regard, first the analytical relationships of the magnetic field and Lorentz force were derived and then, based on the desired design criteria meaning high force sensitivity, low heat loss and minimum geometric dimensions and weight, the appropriate design parameters of the electromagnetic actuator is obtained. According to the results, the obtained force constant is approximately 1 mN/A while the maximum power loss is 1 mW at available stroke of 10 mm. Finally, a prototype of the linear electromagnetic actuator is manufactured and experiments are performed to validate the electromagnetic actuator. For this purpose, a precision scale with an accuracy of 0.01 gr and a power supply with a resolution of 1 mA is utilized. The results showed that the maximum difference between the calculated and measured force was 2.5%. Therefore, there is a good correlation between the experimental data and the corresponding analytical values.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
