طراحی، ساخت و تست یک نمونه آزمایشگاهی عملگر مغناطیسی

عملگرهای مغناطیسی و یا گشتاوردهنده های مغناطیسی شامل آهنرباهای الکتریکی هستند، که در ماهواره نصب میگردند و از طریق اندرکنش با میدان مغناطیسی کره زمین، گشتاورهای مغناطیسی تولید میکنند، که به بدنه ماهواره وارد میشود. گشتاور مغناطیسی تولید شده به منظور خنثی کردن گشتاورهای مزاحم خارجی وارد به ماهواره، انجام مانورهای وضعیت ویا استهلاک انرژی دورانی ماهواره بکار میرود. عملگرهای مغناطیسی از جمله عملگرهای کنترل وضعیتی فضاپیماها میباشند که غالبا در ماهواره های با مدارهای نزدیک به زمین به کار گرفته میشوند. خطی بودن میدان مغناطیسی تولیدی توسط این عملگر و نیز مشخصات جریان و زمان در هنگام اشباع شدن هسته از جمله پارامترهای بسیار مهم در این عملگر میباشد. جنس آلیاژهای مورد استفاده در ساخت این عملگرها بسیار تعیین کننده میباشد. به بیان دیگر بالا بودن ضریب نفوذپذیری مغناطیسی هسته و پایین بودن پسماند مغناطیسی در هسته اهمیت زیادی دارد. در بخش اول این مقاله مراحل و نحوه ی طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی عملگر مغناطیسی ارائه شده است. در ابتدا اصول عملکرد آن و پارامترهای طراحی بیان شده اند. در ادامه با در نظر داشتن محدودیت های طراحی، استراتژی طراحی در قالب یک الگوریتم بیان شده است. روش های مغناطیس زدایی هسته نیز در ادامه مورد بحث قرار گرفته اند. در نهایت یک نمونه آزمایشگاهی عملگر مغناطیسی براساس نتایج الگوریتم طراحی ساخته شده و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. در بخش دوم این مقاله با کمک گرفتن از سیستم تست عملگرهای مغناطیسی به روش میدان مغناطیسی، یک روش ابداعی جهت استخراج ضریب نفوذپذیری یک آلیاژ غیر معلوم معرفی شده است. همچنین روش حذف پسماند مغناطیسی در هسته مورد بررسی قرار گرفته است. برای تست عملگر مغناطیسی، یک عملگر با هسته ی مغناطیسی آهن نرم، که با عملیات حرارتی خاص به ویژگی های مغناطیسی مطلوب رسیده است، ساخته شده و در نهایت با این روش تست، ضریب نفوذپذیری این آلیاژ با دقت بالایی استخراج شده است.

کلیدواژه ها:

عملگر مغناطیسی ، دیمگنتیزاسیون ، هسته فرومغناطیس CK۱۰ ، منحنی عملکردی