طراحی بهینه یک ژنراتور الکترومغناطیسی مینیاتوری برای تامین انرژی الکتریکی فیوز پرتابه های با اندازه کوچک

Abstract

این تحقیق به تشریح طراحی بهینه یک ژنراتور الکترومغناطیسی مینیاتوری می­پردازد که از طریق انرژی مکانیکی پرتابه­ و تبدیل آن به انرژی الکتریکی، انرژی مورد نیاز فیوز پرتابه را تامین می­کند. ژنراتور الکترومغناطیسی مینیاتوری ارائه­شده با بهره­گیری از قانون القای فارادی به تولید انرژی می­­پردازد و متشکل از 3 قطعه؛ آهنربای حلقه­ای، بوبین فلزی و صفحه برشی می­باشد. برای تعیین میزان تاثیرگذاری هر یک از پارامترها بروی انرژی تولیدی ژنراتور و همچنین به حداکثررسانی انرژی، بهینه­سازی با استفاده از RSM-CCD صورت گرفت تا با مشخص کردن مقدار بهینه هر پارامتر، انرژی حداکثری نیز حاصل شود. این درحالی­است که برای شبیه­سازی­های الکترومغناطیسی از نرم­افزار Maxwell 3D استفاده شده است. با حاصل شدن ابعاد بهینه اجزای ژنراتور الکترومغناطیسی مینیاتوری، آزمایش نیز جهت راستی­آزمایی با نتایج حل عددی انجام شد. با توجه به انرژی مکانیکی پرتابه که ناشی از شتاب اولیه می­باشد، دستگاه تست شوک برای حل تجربی انتخاب شد. نتایج به­دست­آمده در رنج شتاب 'g 800 نشان می­دهد که در حل تجربی ولتاژ V 14در خازنی با ظرفیتuF 100 در مدت ms 9/1 شارژ می­شود و این ­در حالی­است که در حل عددی V 8/14 در مدت زمان ms5/1 شارژ می­شود که تطابق خوبی با یکدیگر دارند. همچنین برای ژنراتور الکترومغناطیسی مینیاتوری یک سازوکار امنیت طراحی شد تا سبب فعال­سازی ژنراتور الکترومغناطیسی مینیاتوری در شتاب­های بالاتر از'g 800 شود و تحلیل آن نیز توسط آباکوس انجام شد. نتایج حاصله از بهینه­سازی بیانگر آن است که نه­تنها انرژی تولیدی ژنراتور الکترومغناطیسی افزایش یافته بلکه علاوه بر کاهش حجم، تاثیر هر قطعه نیز بر عملکرد ژنراتور تعیین شده است.