مدلسازی تفنگ ریلی الکترومغناطیسی و تحلیل عملکرد آن

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

2 گروه قدرت، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

doi
چکیده

با توجه به این­که تفنگ ریلی یک سامانه الکترومکانیکی است، حل هم­زمان معادلات الکتریکی و مکانیکی آن، به راحتی قابل انجام نیست. در این مقاله، روشی بر پایه مدل مداری برای تحلیل تفنگ ریلی ارائه می­شود که در آن ابتدا مدار معادل تفنگ ریلی استخراج شده و سپس معادلات دیفرانسیل بیان‌کنندة فیزیک حاکم بر سامانه به­دست می­آید. سپس با استفاده از حل این معادلات به روش رانگ کوتای مرتبه 4، به شبیه­سازی تفنگ ریلی پرداخته­ می­شود. مزیت اصلی روش ارائه شده، این است که با توجه به سریع بودن آن، می‌توان به­راحتی در بحث بررسی حساسیت و بهینه­سازی طراحی استفاده کرد؛ در صورتی که با استفاده از روش اجزای محدود، این موارد به واسطة کندی آن تقریباً غیرممکن است. در ادامه با استفاده از روش پیشنهادی، سامانه مورد نظر شبیه­سازی شده و رفتار آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین تأثیر تغییرات پارامترهای ساختاری تفنگ ریلی بر روی سرعت، بازده و نیروی وارد بر آرمیچر بررسی شده است. برای تأیید نتایج به­دست آمده، از روش اجزای محدود سه­بعدی نقطه به نقطه استفاده شده که نتایج آن، نتایج روش ارائه­شده را تأیید می­کند.