プランジャ型電磁石の動的な吸引力

質問

電磁石に一定電圧をかけて、プランジャの負荷を引いた時の挙動を計算したいです。電圧→電流→磁束密度/力→加速度/速度/変位の順と思いますが、これらを自動制御系の考え方でいうと、プランジャが動くことによるフィードバック系も考慮しないといけないと思うのですが、何があるのでしょうか。私はプランジャが動くことで逆起電力が働くと思っています。ほかに、隙間が変化することでなんらかのフィードバックが発生すると思うのですが、考え方がわかりません。

回答No.2

foobar · ベストアンサー

補足欄に関して
補足欄の4式はいちぶ重複しているように思います。
電気回路に関する部分としては、
e=dΨ/dt
=IdL/dt+Ldi/dt (Ψ：鎖交磁束 NΦ)
(=IdL/dx*dx/dt + Ldi/dt)
にまとまりそうに思います。(NI=Φ＊Rmの式も、結局電気回路については、自己インダクタンスLの中に含まれてしまうので。）
あとは静磁界の計算ツールで磁性体移動に伴う磁界分布の変化を計算できれば、（磁束変化からLの変化が計算できるので）dL/dxの項が決定できるのと同時に吸引力の計算ができそうに思います。
その上で、両者を統合すれば、電気系も含めた計算ができそうに思います。

お礼

あとはなんとか出来そうです。
ありがとうございます。

回答No.1

foobar

プランジャが動作すると、磁気回路の様相がかわるので同じ起磁力でも磁束密度が変化し吸引力が変わるのと、同時に、巻き線に誘導電圧が発生→巻線電流が影響を受ける、という効果があるかと思います。

補足

下記の４つの関係と
　e＝-LdI/dt
　L＝NdΦ/dI
　e＝-NdΦ/dt
　NI＝Φ(Rl+Rgap)
FEMMのような低周波の静的な磁気計算有限要素法ソフトがあれば
、あとはMATLABなど使って頑張れば計算できそうな話でしょうか。
（FEMMではgap量に応じた磁束密度やもっと直接的に吸引力も計算してくれるようです）