محرك أسطواني خطي غير متزامن في محرك قواطع الدائرة ذات الجهد العالي. CLD. نظام التحكم في القيادة Mitsubishi Electric EDM محرك خطي أسطواني كمخطوطة

كمخطوطة

بازينوف فلاديمير أركاديفيتش

محرك أسطواني خطي غير متزامن في محرك مرتفعمفاتيح الجهد

تخصص 05.20.02 - التقنيات الكهربائية والمعدات الكهربائية في

أطروحات للحصول على درجة

مرشح العلوم التقنية

إيجيفسك 2012

تم تنفيذ العمل في المؤسسة التعليمية الفيدرالية لميزانية الدولة للتعليم المهني العالي "أكاديمية إيجيفسك الزراعية الحكومية" (FGBOU VPO Izhevsk State Agricultural Academy)

مستشار علمي: مرشح العلوم التقنية ، أستاذ مشارك

فلاديكين إيفان ريفوفيتش

المعارضون الرسميون: فوروبيوف فيكتور أندريفيتش

دكتور في العلوم التقنية ، أستاذ

FGBOU VPO MGAU

هم. ف. جورياتشكينا

بيكماتشيف الكسندر ايجوروفيتش

مرشح العلوم التقنية ،

مدير المشروع

CJSC "Radiant-Elcom"

المنظمة الرائدة:

المؤسسة التعليمية الفيدرالية لميزانية الدولة للتعليم المهني العالي "أكاديمية تشوفاش الزراعية الحكومية" (أكاديمية تشوفاش الحكومية الزراعية FGOU VPO تشوفاش)

سيتم الدفاع 28 »مايو 2012 في 10 ساعات في اجتماع مجلس الأطروحة KM 220.030.02 في أكاديمية ولاية إيجيفسك الزراعية على العنوان: 426069 ، إيجيفسك ، شارع. طالبة ، 11 ، غرفة. 2.

يمكن العثور على الأطروحة في مكتبة أكاديمية FGBOU VPO Izhevsk الحكومية الزراعية.

منشور على الموقع: www.izhgsha / ru

السكرتير العلمي

مجلس الأطروحة N.Yu. Litvinyuk

وصف عام للعمل

أهمية الموضوع.مع نقل الإنتاج الزراعي إلى أساس صناعي ، تزداد بشكل كبير متطلبات مستوى موثوقية مصدر الطاقة.

البرنامج الشامل المستهدف لتحسين موثوقية إمدادات الطاقة للمستهلكين الزراعيين / TsKP PN / يوفر على نطاق واسع إدخال معدات الأتمتة لشبكات التوزيع الريفية من 0.4 ... 35 كيلو فولت ، باعتبارها واحدة من أكثر طرق فعالةتحقيق هذا الهدف. يتضمن البرنامج ، على وجه الخصوص ، تجهيز شبكات التوزيع بمعدات التحويل الحديثة وأجهزة التشغيل الخاصة بها. إلى جانب ذلك ، من المفترض أن معدات التحويل الأولية قيد التشغيل سيتم استخدامها على نطاق واسع.

الأكثر انتشارًا في الشبكات الريفية هي مفاتيح الزيت (VM) المزودة بمحركات زنبركية وحمولة زنبركية. ومع ذلك ، من خلال تجربة التشغيل ، من المعروف أن محركات VM هي واحدة من أقل العناصر موثوقية. المفاتيح. هذا يقلل من كفاءة الأتمتة المعقدة للشبكات الكهربائية الريفية. على سبيل المثال ، في دراسات Sulimov M.I. و Gusev V.S. لوحظ أن 30 ... 35٪ من حالات حماية الترحيل والأتمتة (RPA) لم يتم تنفيذها بسبب الحالة غير المرضية لمحركات الأقراص. علاوة على ذلك ، فإن ما يصل إلى 85٪ من العيوب ناتجة عن VM 10 ... 35 كيلو فولت مع محركات حمولة زنبركية. الباحثون Zul N.M. ، Palyuga M.V. ، Anisimov Yu.V. لاحظ أن 59.3٪ من حالات فشل إعادة الإغلاق التلقائي (AR) على أساس محركات الزنبرك تحدث بسبب التلامس الإضافي للمحرك وقاطع الدائرة ، و 28.9٪ بسبب آليات تشغيل محرك الأقراص وإبقائه في وضع التشغيل. لوحظت الحالة غير المرضية والحاجة إلى تحديث وتطوير محركات موثوقة في أعمال Gritsenko A.V. و Tsvyak V.M. و Makarova V.S. و Olinichenko A.S.

الصورة 1 - تحليل الأعطال في المحركات الكهربائية ВМ 6… 35 كيلو فولت

هناك تجربة إيجابية في استخدام محركات كهرومغناطيسية أكثر موثوقية للتيار المباشر والمتناوب لـ VM 10 كيلو فولت في محطات فرعية تنحى للأغراض الزراعية. محركات الملف اللولبي ، كما هو مذكور في عمل GI Melnichenko ، تقارن بشكل إيجابي مع أنواع محركات الأقراص الأخرى من خلال بساطتها في التصميم. ومع ذلك ، نظرًا لكونها محركات تعمل بشكل مباشر ، فإنها تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة وتتطلب بطارية ضخمة وشاحنًا أو مقومًا بمحول خاص 100 كيلو فولت أمبير. نظرًا لعدد الميزات المشار إليها ، لم تجد محركات الأقراص هذه تطبيقًا واسعًا.

لقد قمنا بتحليل مزايا وعيوب محركات الأقراص المختلفة لـ CM.

عيوب المحركات الكهرومغناطيسية التيار المباشر: استحالة ضبط سرعة حركة قلب المغنطيس الكهربائي ، الحث الكبير لفائف المغناطيس الكهربائي ، مما يزيد من وقت التبديل إلى 3..5 ثانية ، اعتماد قوة الجر على الموضع من النواة ، مما يؤدي إلى الحاجة إلى التبديل اليدوي ، بطارية المجمعأو وحدة مقوم ذات طاقة عالية وأبعادها الكبيرة ووزنها الذي يشغل حتى 70 مترًا مربعًا في المساحة الصالحة للاستخدام ، إلخ.

عيوب محركات التيار المتردد الكهرومغناطيسية: استهلاك طاقة مرتفع (حتى 100 ... 150 كيلو فولت أمبير) ، مقطع عرضي كبير لأسلاك الإمداد ، الحاجة إلى زيادة طاقة المحول الإضافي وفقًا لحالة انخفاض الجهد المقبول ، اعتماد القوة على الوضع الأولي للنواة ، استحالة تعديل سرعة الحركة ، إلخ.

عيوب المحرك التعريفي للمحركات الخطية غير المتزامنة هي: الأبعاد الكبيرة والوزن ، بدء التشغيل الحالي حتى 170 أمبير ، الاعتماد (المنخفض بشكل كبير) لقوة الجر على تسخين العداء ، والحاجة إلى تعديل فجوة عالي الجودة و تعقيد التصميم.

العيوب المذكورة أعلاه غائبة في المحركات الحثية الخطية الأسطوانية (CLAM) بسبب ميزاتها التصميمية ومؤشرات الوزن والحجم. لذلك ، نقترح استخدامها كعنصر طاقة في محركات الأقراص من النوع PE-11 لقواطع دوائر الزيت ، والتي ، وفقًا لبيانات دائرة غرب الأورال في Rostekhnadzor لجمهورية Udmurt ، تعمل حاليًا في الميزانية العمومية لشركات تزويد الطاقة من نوع VMP-10 600 قطعة ، VMG-35 نوع 300 قطعة.

بناء على ما سبق ، فإن ما يلي موضوعي: زيادة كفاءة محرك قواطع الدائرة الزيتية عالية الجهد 6 ... 35 كيلو فولت ، والتي تعمل على أساس CLAD ، مما يجعل من الممكن تقليل الضرر الناجم عن نقص إمدادات الكهرباء.

ولتحقيق هذا الهدف تم تحديد المهام البحثية التالية:

1. قم بإجراء تحليل مراجعة للتصميمات الحالية لمحركات الأقراص لقواطع الدائرة ذات الجهد العالي 6 ... 35 كيلو فولت.
2. تطوير نموذج رياضي لـ CLA على أساس نموذج ثلاثي الأبعاد لحساب الخصائص.
3. تحديد معلمات أكثر أنواع المحركات عقلانية بناءً على الدراسات النظرية والتجريبية.
4. إجراء دراسات تجريبية لخصائص الجر لقواطع الدائرة 6 ... 35 ك.ف للتحقق من ملاءمة النموذج المقترح للمعايير الحالية.
5. لتطوير تصميم محرك قواطع الزيت 6 ... 35 كيلو فولت على أساس TsLAD.
6. عمل دراسة جدوى عن كفاءة استخدام غرفة التحكم المركزية لمحركات قواطع الزيت 6 ... 35 ك.ف.

موضوع الدراسةهو: محرك كهربائي أسطواني خطي غير متزامن (CLAM) لقيادة الأجهزة لمفاتيح شبكات التوزيع الريفية 6 ... 35 كيلو فولت.

موضوع الدراسة: دراسة خصائص الجر لـ CLIM عند التشغيل في قواطع دارة الزيت 6 ... 35 ك.ف.

طرق البحث.أجريت الدراسات النظرية باستخدام القوانين الأساسية للهندسة وعلم المثلثات والميكانيكا وحساب التفاضل والتكامل. تم إجراء الدراسات الطبيعية باستخدام مفتاح VMP-10 باستخدام الأدوات التقنية وأدوات القياس. تمت معالجة البيانات التجريبية باستخدام برنامج Microsoft Excel.

الجدة العلمية للعمل.

1. تم اقتراح نوع جديد من محرك قواطع دارة الزيت ، مما يجعل من الممكن زيادة موثوقية تشغيلها بمقدار 2.4 مرة.
2. تم تطوير تقنية لحساب خصائص CLIM ، والتي ، على عكس تلك المقترحة سابقًا ، تتيح للمرء أن يأخذ في الاعتبار تأثيرات الحافة لتوزيع المجال المغناطيسي.
3. تم إثبات معلمات التصميم الرئيسية وطرق تشغيل محرك قاطع الدائرة VMP-10 ، مما يقلل من نقص الكهرباء للمستهلكين.

القيمة العملية للعملتحددها النتائج الرئيسية التالية:

1. تم اقتراح تصميم محرك قاطع الدائرة VMP-10.
2. تم تطوير تقنية لحساب معاملات المحرك التحريضي الخطي الأسطواني.
3. تم تطوير تقنية وبرنامج لحساب محرك الأقراص ، مما يسمح بحساب محركات المفاتيح ذات التصميمات المتشابهة.
4. يتم تحديد معلمات محرك الأقراص المقترح لـ VMP-10 وما شابه ذلك.
5. تم تطوير واختبار نموذج معمل لمحرك الأقراص ، مما جعل من الممكن تقليل الخسائر الناجمة عن انقطاع التيار الكهربائي.

تنفيذ نتائج البحث.

تم تنفيذ العمل وفقًا لخطة البحث والتطوير لشركة FGBOU VPO CHIMESH ، رقم التسجيل 02900034856 "تطوير محرك للقواطع الكهربائية ذات الجهد العالي 6 ... 35 كيلو فولت". يتم قبول نتائج العمل والتوصيات واستخدامها في جمعية الإنتاج "Bashkirenergo" S-VES (تم استلام إجراء تنفيذ).

يعتمد العمل على تعميم نتائج الدراسات التي أجريت بشكل مستقل وبالتعاون مع علماء من جامعة تشيليابينسك الحكومية الزراعية (تشيليابينسك) ومكتب برودماش الخاص لتكنولوجيا التصميم (إيجيفسك) وأكاديمية ولاية إيجيفسك الزراعية.

تم الدفاع عن الأحكام التالية:

1. نوع محرك قاطع دارة الزيت على أساس CLAD.
2. نموذج رياضي لحساب خصائص CLIM ، وكذلك قوة الجر ، اعتمادًا على تصميم الأخدود.
3. منهجية وبرنامج لحساب محرك قواطع الدائرة لأنواع VMG و VMP بجهد 10 ... 35 كيلو فولت.
4. نتائج دراسات التصميم المقترح لمحرك قاطع دارة الزيت على أساس CLAD.

الموافقة على نتائج البحث.تم الإبلاغ عن البنود الرئيسية للعمل ومناقشتها في المؤتمرات العلمية والعملية التالية: المؤتمر العلمي الثالث والثلاثون المخصص للاحتفال بالذكرى الخمسين لتأسيس المعهد ، سفيردلوفسك (1990) ؛ المؤتمر العلمي العملي الدولي "مشاكل تطوير الطاقة في ظروف تحولات الإنتاج" (Izhevsk ، FGBOU VPO Izhevsk State Agricultural Academy 2003) ؛ المؤتمر العلمي والمنهجي الإقليمي (إيجيفسك ، أكاديمية ولاية إيجيفسك الزراعية ، 2004) ؛ مشاكل الميكنة الفعلية زراعة: مواد المؤتمر العلمي والعملي للذكرى "التعليم العالي للهندسة الزراعية في أودمورتيا - 50 سنة". (إيجيفسك ، 2005) ، في المؤتمرات العلمية والتقنية السنوية للمعلمين وموظفي الأكاديمية الزراعية الحكومية إيجيفسك.

منشورات في موضوع الأطروحة.تنعكس نتائج الدراسات النظرية والتجريبية في 8 أعمال مطبوعة ، بما في ذلك: في مقال واحد منشور في مجلة أوصت بها لجنة التصديق العليا ، تقريران مودعان.

هيكل ونطاق العمل.تتكون الأطروحة من مقدمة ، خمسة فصول ، استنتاجات عامةوالمرفقات المقدمة في 138 صفحة من النص الرئيسي ، وتحتوي على 82 شكلاً و 23 جدولاً وقوائم مراجع من 103 عنواناً و 4 ملاحق.

في المقدمة ، يتم إثبات أهمية العمل ، ويتم النظر في حالة القضية ، والغرض من البحث وأهدافه ، وصياغة الأحكام الرئيسية المقدمة للدفاع.

في الفصل الأوليتم إجراء تحليل تصميمات محركات المفاتيح.

المثبتة:

الميزة الأساسية للجمع بين محرك الأقراص و CLA ؛

الحاجة إلى مزيد من البحث ؛

أهداف وغايات عمل الأطروحة.

في الفصل الثانيتعتبر طرق حساب CLAD.

بناءً على تحليل انتشار المجال المغناطيسي ، تم اختيار نموذج ثلاثي الأبعاد.

يتكون لف CLIM في الحالة العامة من ملفات فردية متصلة في سلسلة في دائرة ثلاثية الطور.

نحن نعتبر CLA مع لف أحادي الطبقة وترتيب متماثل للعنصر الثانوي في الفجوة فيما يتعلق بنواة المحرِّض. يظهر النموذج الرياضي لمثل LIM في الشكل 2.

الاقتراحات المقترحة عملت:

1. وضع التيار المتعرج على الطول 2 ص، يتركز في طبقات تيار رفيعة للغاية تقع على الأسطح المغناطيسية المغناطيسية للمحث ويخلق موجة متحركة جيبية بحتة. السعة مرتبطة بعلاقة معروفة مع كثافة التيار الخطي والحمل الحالي

, (1)

- عمود؛

م هو عدد المراحل ؛

W هو عدد الدورات في المرحلة ؛

أنا - القيمة الحالية الفعالة ؛

P هو عدد أزواج الأقطاب ؛

J هي الكثافة الحالية ؛

Cob1 - معامل لف التوافقي الأساسي.

2. يتم تقريب الحقل الأساسي في منطقة الأجزاء الأمامية بالدالة الأسية

(2)

تم إثبات موثوقية مثل هذا التقريب للصورة الحقيقية للمجال من خلال الدراسات السابقة ، وكذلك التجارب على نموذج LIM. من الممكن أن تحل محل L = 2 ثانية.

3. تقع بداية نظام الإحداثيات الثابتة x، y، z في بداية جزء الجرح من الحافة الواردة للمحث (الشكل 2).

مع الصياغة المقبولة للمشكلة ، n.s. يمكن تمثيل اللفات على شكل سلسلة فورييه مزدوجة:

كوب - معامل اللف ؛

L هو عرض الحافلة التفاعلية ؛

الطول الإجمالي للمحث ؛

- زاوية القص

ض = 0.5 لتر - أ - منطقة تغيير الحث ؛

ن هو ترتيب التوافقي على طول المحور العرضي ؛

هو ترتيب التوافقيات على طول المحور الطولي ؛

نجد الحل للجهد المغناطيسي المتجه للتيارات. في منطقة الفجوة الهوائية ، تحقق A المعادلات التالية:

بالنسبة لمعادلة SE 2 ، يكون للمعادلات الشكل:

(5)

تحل المعادلتان (4) و (5) بطريقة فصل المتغيرات. لتبسيط المشكلة ، نعطي فقط التعبير عن المكون الطبيعي للاستقراء في الفجوة:

الشكل 2 - حساب النموذج الرياضي LIM دون الأخذ بعين الاعتبار

توزيع متعرج

(6)

يمكن العثور على إجمالي القدرة الكهرومغناطيسية Sem ، المنقولة من المرحلة الأولية إلى الفجوة و SE ، كتدفق للمكون الطبيعي Sy لمتجه Poynting عبر السطح y =

(7)

أين صإم= صهسإم- المكون النشط ، مع مراعاة القدرة الميكانيكية P2 والخسائر في SE ؛

سإم= أنامسإم- المكون التفاعلي ، يأخذ في الاعتبار التدفق المغناطيسي الرئيسي والتشتت في الفجوة ؛

مع- الاقترانات المعقدة مع مع2 .

قوة الجر Fx والقوة العادية Fفييتم تحديد LIM على أساس موتر الإجهاد Maxwellian.

(8)

(9)

لحساب LIM أسطواني ، يجب على المرء تعيين L = 2c ، عدد التوافقيات على طول المحور العرضي n = 0 ، أي في الواقع ، يتحول الحل إلى حل ثنائي الأبعاد ، على طول إحداثيات X-Y. بالإضافة إلى ذلك ، تتيح هذه التقنية للمرء أن يأخذ في الاعتبار بشكل صحيح وجود دوار فولاذي ضخم ، وهو ما يميزه.

الإجراء الخاص بحساب الخصائص بقيمة ثابتة للتيار في اللف:

1. تم حساب قوة الجر Fx (S) باستخدام الصيغة (8) ؛
2. الطاقة الميكانيكية

ص2 (S) = F.X(س) ·= F.X(ق) 21 (1 – س); (10)

1. القوة الكهرومغناطيسية سإم(S) = فإم(S) + جي كيوإم(س)حسب التعبير ، الصيغة (7)
2. فقدان النحاس في المحرِّض

صel.1= مي2 صF (11)

أين صF- المقاومة النشطة لملف الطور ؛

1. كفاءة دون الأخذ بعين الاعتبار الخسائر في لب الفولاذ

(12)

1. عامل القوى

(13)

حيث ، هو معامل الممانعة لسلسلة الدائرة المكافئة (الشكل 2).

(14)

- مفاعلة التسرب الحثي للملف الأولي.

وبالتالي ، تم الحصول على خوارزمية لحساب الخصائص الثابتة لـ LIM مع عنصر ثانوي قصير الدائرة ، مما يجعل من الممكن مراعاة خصائص الأجزاء النشطة للهيكل عند كل قسم من الأسنان.

يسمح النموذج الرياضي المطور بما يلي:

• تطبيق جهاز رياضي لحساب محرك أسطواني خطي غير متزامن ، تعتمد خصائصه الثابتة على الدوائر المكافئة التفصيلية للدوائر الكهربائية الأولية والثانوية والمغناطيسية.
• لتقييم تأثير المعلمات والتصميمات المختلفة للعنصر الثانوي على خصائص الجر والطاقة لمحرك تحريضي خطي أسطواني.
• تتيح نتائج الحسابات إمكانية تحديد البيانات الفنية والاقتصادية الأساسية المثلى عند تصميم محركات الحث الخطي الأسطوانية ، كتقريب أولي.

في الفصل الثالث "البحث النظري الحسابي"نتائج الحسابات العددية لتأثير المعلمات المختلفة و أبعاد هندسيةعلى أداء الطاقة والجر في CLAD باستخدام النموذج الرياضي الموصوف سابقًا.

يتكون محث TsLAD من غسالات فردية موجودة في أسطوانة مغناطيسية حديدية. الأبعاد الهندسية لغسالات المحرِّض ، المأخوذة في الحساب ، موضحة في الشكل. 3. يتم تحديد عدد الحلقات وطول الأسطوانة المغناطيسية من خلال عدد الأقطاب وعدد الفتحات لكل قطب ومرحلة لف محث CLIM.

تم أخذ معلمات المحرِّض (هندسة طبقة السن ، عدد الأقطاب ، تقسيم القطب ، الطول والعرض) كمتغيرات مستقلة ، كانت معلمات الهيكل الثانوي هي نوع اللف ، الموصلية الكهربائية G2 = 2 d2 ، وكذلك كمعلمات للدائرة المغناطيسية العكسية. يتم عرض نتائج الدراسة في شكل رسوم بيانية.

الشكل 3 - جهاز محث

1-عنصر ثانوي ؛ 2 الجوز 3-غسالة الختم. 4- لفائف

مبيت 5 محركات 6 لفات ، 7 غسالة.

بالنسبة لمحرك قاطع الدائرة الذي يتم تطويره ، يتم تحديد ما يلي بشكل لا لبس فيه:

1. طريقة التشغيل ، والتي يمكن وصفها بأنها "البداية". وقت التشغيل أقل من ثانية (التلفزيون = 0.07 ثانية) ، قد يكون هناك عمليات بدء متكررة ، ولكن حتى في هذه الحالة ، لا يتجاوز إجمالي وقت التشغيل ثانية. وبالتالي ، فإن الأحمال الكهرومغناطيسية هي حمل تيار خطي ، ويمكن أن تؤخذ كثافة التيار في اللفات أعلى بكثير من تلك المقبولة للآلات الكهربائية ذات الحالة المستقرة: A = (25 ... 50) 103 A / m ؛ J = (4 ... 7) أ / مم 2. لذلك ، يمكن تجاهل الحالة الحرارية للجهاز.
2. جهد إمداد لف لف الجزء الثابت U1 = 380 فولت.
3. قوة الجر المطلوبة Fx 1500 N. في نفس الوقت ، يجب أن يكون التغيير في الجهد أثناء التشغيل ضئيلاً.
4. قيود الأبعاد الصارمة: الطول 400 مم ؛ القطر الخارجي للجزء الثابت D = 40… 100 مم.
5. مؤشرات الطاقة (، كوس) لا تهم.

وبالتالي ، يمكن صياغة مهمة البحث على النحو التالي: لأبعاد معينة ، تحديد الأحمال الكهرومغناطيسية ، وقيمة معلمات تصميم LIM ، وتوفير قوة الجر اللازمة في الفترة الزمنية 0,3 س 1 .

بناءً على مهمة البحث المشكلة ، فإن المؤشر الرئيسي لـ LIM هو قوة الجر في فترة الانزلاق 0,3 س 1 . في هذه الحالة ، تعتمد قوة الجر إلى حد كبير على معلمات التصميم (عدد الأعمدة 2 ص، فجوة الهواء ، سمك الاسطوانة غير المغناطيسية د2 وموصلية الكهرباء 2 ، التوصيل الكهربائي 3 والنفاذية المغناطيسية 3 لقضيب فولاذي يعمل كدائرة مغناطيسية عكسية). بالنسبة للقيم المحددة لهذه المعلمات ، سيتم تحديد قوة الجر بشكل لا لبس فيه بواسطة الحمل الحالي الخطي للمحث ، والذي بدوره عند U = constيعتمد على ترتيب طبقة السن: عدد الفتحات لكل قطب وطور ف، عدد اللفات في الملف دبليولوالفروع الموازية أ.

وبالتالي ، يتم تمثيل قوة الدفع LIM بالاعتماد الوظيفي

FX= f (2р ،, ، د2 , 2 , 3 , 3 ، ف ، دبليوك، أ ، أ) (16)

من الواضح أن بعض هذه المعلمات تأخذ قيمًا منفصلة فقط ( 2 ص ،، ف ، دبليوك، أ) وعدد هذه القيم ضئيل. على سبيل المثال ، لا يمكن النظر إلا في عدد الأعمدة 2 ص = 4أو 2 ص = 6؛ ومن ثم فإن تقسيمات القطب المحددة للغاية = 400/4 = 100 مم و 400/6 = 66.6 مم ؛ ف = 1 أو 2 ؛ أ = 1 أو 2 أو 3 و 4.

مع زيادة عدد الأعمدة ، ينخفض ​​جر البداية بشكل كبير. يرتبط الانخفاض في جهد الجر بانخفاض في انقسام القطب والحث المغناطيسي في فجوة الهواء ب. لذلك ، فالأفضل هو 2 ص = 4(الشكل 4).

الشكل 4 - خاصية الجر لـ CLAD اعتمادًا على عدد الأعمدة

تغيير فجوة الهواء غير منطقي ، يجب أن يكون في حده الأدنى وفقًا لظروف التشغيل. في نسختنا = 1 مم. ومع ذلك ، في الشكل. يوضح الشكل 5 اعتماد قوة الجر على الفجوة الهوائية. تظهر بوضوح انخفاض القوة مع زيادة التخليص.

الشكل 5 خاصية الجر لـ CLA بقيم مختلفة من فجوة الهواء ( = 1.5 مم و= 2.0 مم)

في نفس الوقت ، يزيد تيار التشغيل أناوانخفاض مستويات الطاقة. المتفاوتة بحرية نسبية تبقى فقط الموصلية الكهربائية 2 , 3 والنفاذية المغناطيسية 3 VE.

تغيير في التوصيل الكهربائي للأسطوانة الفولاذية 3 (الشكل 6) قوة الجر لـ CLAD لها قيمة ضئيلة تصل إلى 5٪.

الشكل 6

الموصلية الكهربائية لأسطوانة فولاذية

لا يؤدي التغيير في النفاذية المغناطيسية 3 للأسطوانة الفولاذية (الشكل 7) إلى تغييرات كبيرة في قوة الجر Fх = f (S). مع قسيمة العمل S = 0.3 ، فإن خصائص الجر هي نفسها. بدء قوة الجر يختلف في حدود 3… 4٪. لذلك ، بالنظر إلى التأثير الضئيل 3 و 3 بناءً على قوة الجر لـ CLA ، يمكن تصنيع الأسطوانة الفولاذية من الفولاذ الناعم مغناطيسيًا.

الشكل 7 خاصية الجر لـ CLA بقيم مختلفة Xالنفاذية المغناطيسية (3 =1000 0 و 3 =500 0 ) اسطوانة فولاذية

من تحليل التبعيات الرسومية (الشكل 5 ، الشكل 6 ، الشكل 7) ، الاستنتاج التالي: التغييرات في موصلية الأسطوانة الفولاذية والنفاذية المغناطيسية ، مما يحد من الفجوة غير المغناطيسية ، من المستحيل تحقيق ثبات قوة الجر Fx بسبب تأثيرها الصغير.

الشكل 8 خاصية الجر لـ CLA بقيم مختلفة

الموصلية الكهربائية SE

المعلمة التي يمكنك من خلالها تحقيق جهد جر ثابت FX= f (2р ،, ، د2 , 2 , 3 , 3 ، ف ، دبليوك، أ ، أ) TSLAD ، هو التوصيل الكهربائي للعنصر الثاني. يوضح الشكل 8 المتغيرات القصوى المثلى للتوصيلات. جعلت التجارب التي أجريت على الإعداد التجريبي من الممكن تحديد الموصلية الأكثر ملاءمة في الداخل = 0.8 107 ... 1.2 107 سم / م.

الأشكال 9 ... 11 توضح التبعيات و أنابقيم مختلفة لعدد الدورات في الملف المتعرج لمحث CLIM مع عنصر ثانوي محمي ( د2 =1 مم؛ =1 مم).

الشكل 9 الاعتماد I = f (S) لقيم مختلفة من الرقم

يتحول في ملف

الشكل 10. مدمن كوس= و (ق)الشكل 11. مدمن= و (ق)

إن التبعيات الرسومية لمؤشرات الطاقة على عدد الدورات في الأوعية هي نفسها. يشير هذا إلى أن التغيير في عدد الدورات في الملف لا يؤدي إلى تغيير كبير في هذه المؤشرات. هذا هو سبب قلة الاهتمام بهم.

يتم تفسير الزيادة في قوة الجر (الشكل 12) مع انخفاض عدد الدورات في الملف من خلال حقيقة أن المقطع العرضي للسلك يزداد بقيم ثابتة للأبعاد الهندسية وعامل ملء فتحة المحرِّض بالنحاس و تغيير طفيف في قيمة الكثافة الحالية. يعمل المحرك الموجود في محركات قاطع الدائرة في وضع التشغيل لمدة تقل عن ثانية. لذلك ، من أجل تشغيل الآليات بقوة جر كبيرة بدء التشغيل ووضع التشغيل قصير المدى ، يكون استخدام CLA مع عدد قليل من المنعطفات ومقطع عرضي كبير لسلك ملف لف الحث أكثر كفاءة.

الشكل 12. خاصية الجر الخاصة بـ CLIM لقيم مختلفة من الرقم

لفائف الجزء الثابت

ومع ذلك ، مع التشغيل المتكرر لمثل هذه الآليات ، من الضروري أن يكون لديك احتياطي لتدفئة المحرك.

وبالتالي ، بناءً على نتائج تجربة عددية باستخدام طريقة الحساب المذكورة أعلاه ، من الممكن تحديد الاتجاه في التغيير في المؤشرات الكهربائية ومؤشرات الجر لمختلف متغيرات CLIM بدرجة كافية من الدقة. المؤشر الرئيسي لثبات الجر هو التوصيل الكهربائي لطلاء العنصر الثانوي 2. تغييره في الداخل = 0.8 107 ... 1.2 107 سم / م ، يمكنك الحصول على خاصية الجر المطلوبة.

لذلك ، من أجل ثبات دفع CLIM ، يكفي تعيين القيم الثابتة 2 ص ،, , 3 , 3 ، ف ، أ ، أ. ثم يمكن تحويل الاعتماد (16) إلى التعبير

FX= و (ك2 ، دبليوك) (17)

أين ك = و (2 ص ،, ، د2 , 3 , 3 ، ف ، أ ، أ).

في الفصل الرابعتم وصف طريقة تنفيذ تجربة الطريقة المدروسة لمحرك قاطع الدائرة. أجريت دراسات تجريبية لخصائص محرك الأقراص على قاطع دارة عالي الجهد VMP-10 (الشكل 13).

الشكل 13. الإعداد التجريبية.

في هذا الفصل أيضًا ، تم تحديد المقاومة بالقصور الذاتي لقاطع الدائرة ، والتي تتم باستخدام المنهجية المقدمة في طريقة التحليل البياني ، باستخدام رسم بياني حركييُحوّل. يتم تحديد خصائص العناصر المرنة. في الوقت نفسه ، يشتمل تصميم قاطع دارة الزيت على العديد من العناصر المرنة التي تتعارض مع إغلاق قاطع الدائرة وتسمح لك بتجميع الطاقة لإيقاف تشغيل قاطع الدائرة:

1. نوابض التسريع Fبو;
2. الافراج عن الربيع Fبواسطة;
3. القوى المرنة الناتجة عن نوابض التلامس FKP.

يمكن وصف التأثير الكلي للزنبركات ، التي تعارض قوة المحرك ، بالمعادلة:

FOP(س) = F.بو(x) + F.بواسطة(x) + F.KP(X) (18)

يتم وصف قوة شد الزنبرك عمومًا بالمعادلة:

Fبو= ككس + واو0 , (19)

أين ك- معامل صلابة الزنبرك.

F0 - قوة التحميل المسبق الربيع.

بالنسبة إلى نوابض متسارعة ، فإن المعادلة (19) لها الشكل (بدون ادعاء):

Fبو=2 كذx1 (20)

أين كذ- معامل صلابة الزنبرك المتسارع.

يتم وصف قوة زنبرك الفتح بالمعادلة:

Fبواسطة= ك0 x2 + ف0 (21)

أين ك0 - تصلب زنبرك الافتتاح ؛

X1 ، X2 - حركة؛

F0 - قوة الشد لنابض الفتح.

يُفترض أن تكون القوة المطلوبة للتغلب على مقاومة نوابض التلامس ، بسبب تغيير طفيف في قطر التجويف ، ثابتة ومتساوية

FKP(س) = F.KP (22)

مع الأخذ بعين الاعتبار (20) ، (21) ، (22) ، تأخذ المعادلة (18) الشكل

FOP= كذx1 + ك0 x2 + ف0 + فKP (23)

يتم تحديد القوى المرنة الناتجة عن نوابض الفتح والتسريع والتلامس من خلال دراسة الخصائص الثابتة لقاطع دارة الزيت.

Fالقوات البحرية= و (في) (24)

لدراسة الخصائص الثابتة للمحول ، تم إنشاء التثبيت (الشكل 13). تم عمل رافعة ذات قطاع دائري للتخلص من التغيير في طول الذراع عندما تتغير الزاوية فيرمح القيادة. نتيجة لذلك ، عندما تتغير الزاوية ، يظل كتف تطبيق القوة الناتج عن الرافعة 1 ثابتًا.

L = و () = const (25)

لتحديد معاملات صلابة الزنبرك كذ، ك0 ، تم فحص قوى المقاومة لتشغيل قاطع الدائرة من كل ربيع.

أجريت الدراسة بالتسلسل التالي:

1. دراسة الخاصية الساكنة في وجود كل الينابيع ض1 , ض2 ، ض3 ;
2. دراسة الخصائص الساكنة في وجود نوابض ض1 و ض3 (الينابيع المتسارعة) ؛
3. تحقق من الخصائص الساكنة في وجود زنبرك واحد ض2 (ربيع الاغلاق).
4. تحقق من الخصائص الساكنة في وجود زنبرك واحد متسارع ض1 .
5. تحقق من الخصائص الساكنة في وجود نوابض ض1 و ض2 (زنبركات التعجيل وفصلها).

علاوة على ذلك ، في الفصل الرابع ، يتم تعريف الخصائص الديناميكية الكهربية. عندما تتدفق تيارات الدائرة القصيرة على طول دائرة قاطع الدائرة ، تنشأ قوى كهروديناميكية كبيرة تتداخل مع التبديل ، مما يزيد بشكل كبير من الحمل على آلية محرك قاطع الدائرة. تم حساب القوى الكهروديناميكية ، والتي تم إجراؤها بالطريقة الرسومية التحليلية.

تم تحديد المقاومة الديناميكية الهوائية للزيت العازل للهواء والهيدروليكي أيضًا بالطريقة القياسية.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تحديد خصائص النقل لقاطع الدائرة ، والتي تشمل:

1. الخاصية الحركية h = f (c) ؛
2. خاصية التحويل لعمود قاطع الدائرة v = f (1) ؛
3. خاصية التحويل لذراع الاجتياز 1 = f (2) ؛
4. خاصية التحويل h = f (xT)

حيث في - زاوية دوران عمود الإدارة ؛

1 - زاوية دوران عمود قاطع الدائرة ؛

2 - زاوية دوران الرافعة الاجتياحية.

في الفصل الخامستم إجراء تقييم للكفاءة الفنية والاقتصادية لاستخدام CLCM في محركات قاطع دارة الزيت ، والذي أظهر أن استخدام محرك قاطع دائرة الزيت القائم على CLCM يجعل من الممكن زيادة موثوقيتها بمقدار 2.4 مرة ، وتقليل استهلاك الكهرباء عن طريق 3.75 مرة مقارنة باستخدام محركات الأقراص القديمة. التأثير الاقتصادي السنوي المتوقع من إدخال CLAD في محركات قاطع دارة الزيت هو 1063 روبل / إيقاف. مع فترة استرداد لاستثمارات رأس المال في أقل من 2.5 سنة. سيؤدي استخدام TsLAD إلى تقليل نقص المعروض من الكهرباء للمستهلكين الريفيين بمقدار 834 كيلووات ساعة لكل مفتاح في عام واحد ، مما سيؤدي إلى زيادة ربحية شركات إمدادات الطاقة ، والتي ستصل إلى حوالي 2 مليون روبل لجمهورية أودمورت.

الاستنتاجات

1. تم تحديد خاصية الجر المثلى لمحرك قواطع دارة الزيت ، مما يجعل من الممكن تطوير أقصى قوة سحب تساوي 3150 نيوتن.
2. تم اقتراح نموذج رياضي لمحرك تحريضي خطي أسطواني يعتمد على نموذج ثلاثي الأبعاد ، مما يجعل من الممكن مراعاة تأثيرات الحافة لتوزيع المجال المغناطيسي.
3. تم اقتراح طريقة لاستبدال محرك كهرومغناطيسي بمحرك بـ CLAD ، مما يجعل من الممكن زيادة الموثوقية بمعامل 2.7 وتقليل الضرر الناجم عن نقص إمدادات الكهرباء من قبل شركات إمدادات الطاقة بمقدار 2 مليون روبل.
4. تم تطوير نموذج مادي لمحرك قواطع دارة الزيت من النوع VMP VMG لجهد 6 ... 35 كيلو فولت ، وتم تقديم أوصافهم الرياضية.
5. تم تطوير وتصنيع عينة تجريبية من محرك الأقراص ، مما يسمح بتنفيذ المعلمات الضرورية لقاطع الدائرة: سرعة الإغلاق 3.8 ... 4.2 م / ث ، إيقاف تشغيل 3.5 م / ث.
6. حسب نتائج البحث ، الاختصاصاتونقلها إلى Bashkirenergo لتطوير وثائق تصميم العمل لمراجعة عدد من قواطع الدائرة منخفضة الزيت لأنواع VMP و VMG.

المنشورات المدرجة في قائمة VAK وتعادلها:

1. بازينوف ، ف. تحسين محرك قاطع الدائرة ذات الجهد العالي. / ف. بازينوف ، إ. فلاديكين ، أ. Kolomiets // مجلة علمية ومبتكرة إلكترونية "نشرة الدون الهندسية" [مورد إلكتروني]. - №1 ، 2012 ص 2-3. - وضع الوصول: http://www.ivdon.ru.

إصدارات أخرى:

1. بياستولوف ، أ. تطوير محرك للقواطع الكهربائية ذات الجهد العالي 6 ... 35 ك.ف. / بياستولوف ، آي إن رامازانوف ، RF يونسوف ، ف.أ. Bazhenov // تقرير عن العمل البحثي (مادة رقم GR 018600223428 ، الجرد رقم 02900034856. - تشيليابينسك: تشيميش ، 1990. - ص 89-90.
2. يونسوف ، ر. تطوير محرك كهربائي خطي للأغراض الزراعية. / الترددات اللاسلكية. يونسوف ، آي إن. رامازانوف ، في. إيفانيتسكايا ، ف. Bazhenov // المؤتمر العلمي الثالث والثلاثون. ملخصات التقارير - سفيردلوفسك ، 1990 ، ص 32 - 33.
3. بياستولوف ، أ. محرك قاطع دارة الزيت عالي الجهد. / يونسوف آر إف ، رامازانوف آي إن ، Bazhenov V.A.// نشرة المعلومات رقم 91-2. - TsNTI، Chelyabinsk، 1991. S. 3-4.
4. بياستولوف ، أ. محرك أسطواني خطي غير متزامن. / يونسوف آر إف ، رامازانوف آي إن ، Bazhenov V.A.// نشرة المعلومات رقم 91-3. - TsNTI ، تشيليابينسك ، 1991. ص. 3-4.
5. بازينوف ، ف.اختيار العنصر التراكمي لقاطع الدائرة VMP-10. المشكلات الفعلية للميكنة الزراعية: مواد الذكرى السنوية للمؤتمر العلمي والعملي "التعليم العالي للهندسة الزراعية في أودمورتيا - 50 عامًا". / إيجيفسك ، 2005. S. 23-25.
6. بازينوف ، ف.تطوير محرك قاطع دارة زيت اقتصادي. المؤتمر العلمي والمنهجي الإقليمي إيجيفسك: FGOU VPO Izhevsk State Agricultural Academy، Izhevsk، 2004. P. 12-14.
7. بازينوف ، ف.تحسين محرك قاطع دارة الزيت VMP-10. مشاكل تطوير الطاقة في ظروف التحولات الصناعية: وقائع المؤتمر العلمي والعملي الدولي المخصص للاحتفال بالذكرى السنوية الخامسة والعشرين لكلية كهربة وأتمتة الزراعة وقسم التكنولوجيا الكهربائية للإنتاج الزراعي. ^ إيجيفسك 2003 ، ص 249-250.

الأطروحات لدرجة المرشح للعلوم التقنية

تم تسليمه للمجموعة في عام 2012. تم التوقيع للنشر في 24 أبريل 2012.

سماعة رأس من ورق الأوفست Times New Roman Format 60x84 / 16.

المجلد 1 print.l. تداول 100 نسخة. الأمر رقم 4187.

دار النشر FGBOU VPO أكاديمية الزراعة الحكومية Izhevsk إيجيفسك ، شارع. طالب ، 11

تخصص 05.09.03 - "المجمعات والأنظمة الكهربائية"

أطروحات لدرجة المرشح للعلوم التقنية

موسكو - 2013 2

تم العمل في قسم "المحرك الكهربائي الآلي"

المؤسسة التعليمية الفيدرالية لميزانية الدولة للتعليم المهني العالي "جامعة البحوث الوطنية" MPEI ".

المدير العلمي: دكتور في العلوم التقنية ، الأستاذ Masandilov Lev Borisovich

المعارضون الرسميون: دكتور في العلوم التقنية ، أستاذ في قسم الميكانيكا الكهروميكانيكية ، المؤسسة التعليمية الفيدرالية لميزانية الدولة للتعليم المهني العالي NRU MPEI

بيسبالوف فيكتور ياكوفليفيتش ؛

مرشح العلوم التقنية ، باحث أول ، كبير المتخصصين في فرع "LiftAvtoService" من MGUP "MOSLIFT"

تشوبراسوف فلاديمير فاسيليفيتش

المنظمة الرائدة: المؤسسة الاتحادية الحكومية الفيدرالية "المعهد الكهرتقني لعموم روسيا الذي يحمل اسم V.I. لينين "

سيتم الدفاع عن الأطروحة في 7 يونيو 2013 الساعة 14:00. 00 دقيقة في الغرفة M-611 في اجتماع لمجلس الأطروحة D 212.157.02 في المؤسسة التعليمية الفيدرالية لميزانية الدولة للتعليم المهني العالي "NRU MPEI" على العنوان: 111250 ، موسكو ، شارع كراسنوكازارمينايا ، 13.

يمكن العثور على الرسالة في مكتبة FGBOU VPO NRU MPEI.

السكرتير العلمى لمجلس الأطروحة د 212.157. مرشح العلوم التقنية ، الأستاذ المشارك Tsyruk S.A.

وصف عام للعمل

ملاءمةالمواضيع.

40-50٪ من آليات الإنتاج لها هيئات عاملة ذات حركة انتقالية أو تبادلية. على الرغم من ذلك ، في الوقت الحاضر ، تُستخدم المحركات الكهربائية من النوع الدوار بشكل كبير في محركات مثل هذه الآليات ، والتي تتطلب أجهزة ميكانيكية إضافية تحول الحركة الدورانية إلى حركة انتقالية: آلية كرنك ، ومسمار وجوز ، وترس ورف ، إلخ. في كثير من الحالات ، تكون هذه الأجهزة عبارة عن عقد معقدة من السلسلة الحركية ، وتتميز بخسائر كبيرة في الطاقة ، مما يعقد ويزيد من تكلفة محرك الأقراص.

إن الاستخدام في المحركات ذات الحركة الانتقالية لجسم العمل بدلاً من المحرك ذي الدوار الدوار للتناظرية الخطية المقابلة ، والذي يعطي حركة مستقيمة مباشرة ، يجعل من الممكن التخلص من آلية النقل في الجزء الميكانيكي للمحرك الكهربائي. هذا يحل مشكلة التقارب الأقصى لمصدر الطاقة الميكانيكية - المحرك الكهربائي والمشغل.

من أمثلة الآلات الصناعية التي يمكن استخدام المحركات الخطية فيها حاليًا: آلات الرفع وأجهزة الحركة الترددية مثل المضخات وأجهزة التبديل وعربات الرافعات وأبواب المصاعد وما إلى ذلك.

من بين المحركات الخطية ، فإن أبسط المحركات في التصميم هي المحركات الحثية الخطية (LAM) ، وخاصة من النوع الأسطواني (CLAM) ، والتي هي موضوع العديد من المنشورات. بالمقارنة مع المحركات غير المتزامنة الدوارة (AM) ، تتميز CLIM بالميزات التالية: انفتاح الدائرة المغناطيسية ، مما يؤدي إلى حدوث تأثيرات الحافة الطولية ، والتعقيد الكبير للنظرية المرتبطة بوجود تأثيرات الحافة.

يتطلب استخدام LIM في المحركات الكهربائية معرفة بنظريتهم ، مما يجعل من الممكن حساب كل من الأوضاع الثابتة والعمليات العابرة. ومع ذلك ، حتى الآن ، بسبب السمات الملحوظة الخاصة بهم الوصف الرياضيله شكل معقد للغاية ، مما يؤدي إلى صعوبات كبيرة عندما يكون من الضروري إجراء عدد من العمليات الحسابية. لذلك ، يُنصح باستخدام مناهج مبسطة لتحليل الخصائص الكهروميكانيكية لـ LIM. في كثير من الأحيان ، بالنسبة لحساب المحركات الكهربائية باستخدام LIM ، بدون دليل ، يتم استخدام النظرية التي تميز IM التقليدي. في هذه الحالات ، غالبًا ما ترتبط الحسابات بأخطاء كبيرة.

لحساب مضخات المعادن السائلة الكهرومغناطيسية Voldekom A.I. تم تطوير نظرية تعتمد على حل معادلات ماكسويل. خدمت هذه النظرية كأساس لظهور طرق مختلفة لحساب الخصائص الثابتة لـ CLIM ، والتي من بينها يمكن للمرء أن يميز الطريقة المعروفة للنمذجة التناظرية للهياكل متعددة الطبقات.

ومع ذلك ، لا تسمح هذه الطريقة بحساب وتحليل الأوضاع الديناميكية ، وهو أمر مهم جدًا للمحركات الكهربائية.

نظرًا لحقيقة أن المحركات الكهربائية بدون تروس مع CLIM يمكن استخدامها على نطاق واسع في الصناعة ، فإن أبحاثها وتطويرها ذات أهمية نظرية وعملية كبيرة.

الغرض من عمل الأطروحة هو تطوير نظرية المحركات الحثية الخطية الأسطوانية باستخدام طريقة النمذجة التناظرية للهياكل متعددة الطبقات وتطبيق هذه النظرية على حسابات الخصائص الثابتة والديناميكية للمحركات الكهربائية ، وكذلك التطور محرك كهربائي بدون تروس يتم التحكم فيه بتردد مع CLA للأبواب الأوتوماتيكية المستخدمة على نطاق واسع في الصناعة.

لتحقيق هذا الهدف في عمل الأطروحة ، تم وضع الأسئلة التالية وحلها. مهام:

1. اختيار النموذج الرياضي لـ CLIM وتطوير منهجية لتحديد المعلمات المعممة لـ CLIM المقابلة للنموذج المختار ، والتي من خلالها توفر حسابات الخصائص الثابتة والديناميكية اتفاقًا مقبولًا مع التجارب.

2. تطوير الأسلوب تعريف تجريبيمعلمات CLAD.

3. تحليل ميزات التطبيق وتطوير المحركات الكهربائية على أساس أنظمة FC-TSLAD و TPN-TSLAD لأبواب المصاعد.

4. تطوير خيارات مخططات آلية القيادة بدون تروس للأبواب المنزلقة لعربة المصعد مع CLA.

طرق البحث. لحل المشاكل المطروحة في العمل ، تم استخدام ما يلي: نظرية المحرك الكهربائي ، الأسس النظرية للهندسة الكهربائية ، نظرية الآلات الكهربائية ، خاصة طريقة النمذجة التناظرية للبنى متعددة الطبقات ، النمذجة والتطوير بالوسائل جهاز كمبيوتر شخصي في برامج متخصصة Mathcad و Matlab دراسات معملية تجريبية.

يتم تأكيد صحة وموثوقية الأحكام والاستنتاجات العلمية من خلال نتائج الدراسات المختبرية التجريبية.

حداثة علميةالعمل على النحو التالي:

باستخدام الطريقة المطورة لتحديد المعلمات المعممة لـ CLIM منخفض السرعة ، يتم إثبات وصفه الرياضي في شكل نظام معادلات ، مما يجعل من الممكن إجراء حسابات مختلفة للخصائص الثابتة والديناميكية لمحرك كهربائي باستخدام تسلق.

تم اقتراح خوارزمية لطريقة تجريبية لتحديد معلمات IM مع دوار دوار و CLA ، والتي تتميز بزيادة الدقة في معالجة نتائج التجارب ؛

نتيجة لدراسات الخصائص الديناميكية لـ CLAD ، تم الكشف عن أن العمليات المؤقتة في CLAD تتميز بتقلب أقل بكثير مما كانت عليه في AD ؛

يسمح استخدام CLAD لمحرك بدون تروس لأبواب المصاعد عملية بسيطةفي نظام FC – CLAD ، لتشكيل عمليات سلسة لفتح وإغلاق الأبواب.

كانت النتيجة العملية الرئيسية للأطروحة كما يلي:

تم تطوير طريقة لتحديد المعلمات المعممة لـ CLIM منخفض السرعة ، مما يجعل من الممكن إجراء البحوث والحسابات أثناء تشغيل وتطوير المحركات الكهربائية ؛

أكدت نتائج دراسة CLIMs منخفضة التردد إمكانية تقليل الطاقة المطلوبة لمحول التردد عند استخدامها في محركات كهربائية بدون تروس ، مما يحسن الأداء التقني والاقتصادي لهذه المحركات الكهربائية ؛

أظهرت نتائج دراسة CLIM ، المتصلة بالشبكة من خلال محول التردد ، أن محرك باب المصعد لا يتطلب مقاومة فرامل ومفتاح فرامل ، لأن CLIM لا يحتوي على وضع الكبح المتجدد في منطقة التردد المستخدمة لتشغيل محرك الأقراص. إن عدم وجود مقاوم للفرامل ومفتاح الفرامل يجعل من الممكن تقليل تكلفة محرك باب المصعد باستخدام CLA ؛

للأبواب المنزلقة ذات الضلفة الواحدة والمزدوجة لكابينة المصعد ، تم تطوير مخطط لآلية القيادة بدون تروس ، والتي تقارن بشكل إيجابي مع استخدام محرك أسطواني خطي غير متزامن ، يتميز بالحركة الانتقالية للعنصر المتحرك ، من أجل الحركة متعدية أوراق الباب.

استحسان العمل. نتائج رئيسيةتمت مناقشة العمل في اجتماعات قسم "المحرك الكهربائي الآلي" NRU "MPEI" ، الذي تم الإبلاغ عنه في المؤتمر العلمي والتقني الدولي السادس عشر للطلاب وطلاب الدراسات العليا "الإلكترونيات الراديوية والهندسة الكهربائية والطاقة" (موسكو ، MPEI ، 2010) .

المنشورات. فيما يتعلق بموضوع الرسالة ، تم نشر ستة أعمال مطبوعة ، بما في ذلك منشور واحد في المنشورات التي أوصت بها لجنة التصديق العليا في الاتحاد الروسي لنشر النتائج الرئيسية للأطروحات للدرجات العلمية للدكتوراه والمرشح للعلوم ، وبراءة اختراع واحدة لنموذج منفعة تم استلامه.

هيكل ونطاق العمل. تتكون الرسالة من مقدمة وخمسة فصول واستنتاجات عامة وقائمة مراجع. عدد الصفحات - 146 ، الرسوم التوضيحية - 71 ، عدد المراجع - 92 في 9 صفحات.

في المقدمةتم إثبات أهمية موضوع عمل الأطروحة ، وصياغة الغرض من العمل.

في الفصل الأوليتم عرض تصميمات CLADs المدروسة. تم وصف طريقة لحساب الخصائص الثابتة لـ CLIM باستخدام طريقة النمذجة التناظرية للهياكل متعددة الطبقات. يتم النظر في تطوير محركات بدون تروس لأبواب سيارات المصاعد. يشار إلى ميزات المحركات الكهربائية الحالية لأبواب المصاعد ، ويتم تعيين مهام البحث.

تعتمد طريقة النمذجة التناظرية للهياكل متعددة الطبقات على حل نظام معادلات ماكسويل لمناطق مختلفة من محركات الحث الخطي. عند الحصول على معادلات الحساب الأساسية ، يُفترض أن المحرِّض في الاتجاه الطولي يعتبر طويلًا إلى ما لا نهاية (لا يؤخذ تأثير الحافة الطولية في الاعتبار). باستخدام هذه الطريقة ، يتم تحديد الخصائص الثابتة لـ CLIM بواسطة الصيغ:

حيث d 2 هو القطر الخارجي للعنصر الثانوي ل CLIM.

وتجدر الإشارة إلى أن حسابات الخصائص الثابتة لـ CLIM باستخدام الصيغتين (1) و (2) مرهقة ، حيث تتضمن هذه الصيغ متغيرات تتطلب الكثير من الحسابات الوسيطة لتحديدها.

بالنسبة لاثنين من CLIMs لهما نفس البيانات الهندسية ، ولكن عددًا مختلفًا من المنعطفات wf لملف الحث (CLIM 1 - 600 ، CLIM 2 - 1692) ، وفقًا للصيغتين (1) و (2) ، تم حساب خصائصهما الميكانيكية والكهروميكانيكية عند f1 50 هرتز ، U1220 فولت تظهر نتائج الحساب لـ CLAD 2 في الأشكال. 1.

في بلدنا ، في معظم الحالات ، محركات كهربائية غير منظمة مع معقدة نسبيًا الجزء الميكانيكيمع جزء كهربائي بسيط نسبيًا. تتمثل العيوب الرئيسية لمثل هذه المحركات في وجود علبة تروس وتصميم معقد لجهاز ميكانيكي يحول الحركة الدورانية إلى ترجمة ، والتي تحدث خلالها ضوضاء إضافية.

فيما يتعلق بالتطوير النشط لتقنية المحول ، كان هناك اتجاه لتبسيط حركيات الآليات مع مضاعفات متزامنة للجزء الكهربائي من محرك الأقراص من خلال استخدام محولات التردد ، والتي أصبح من الممكن تشكيلها مسارات حركة الباب المطلوبة.

وهكذا ، في السنوات الأخيرة ، تم استخدام محركات كهربائية قابلة للتعديل لأبواب المصاعد الحديثة ، والتي توفر حركة صامتة وسريعة وسلسة للأبواب. مثال على ذلك هو محرك الباب الذي يتم التحكم فيه بالتردد. الإنتاج الروسيمع وحدة تحكم من نوع BUAD ومحرك غير متزامن ، يتم توصيل عمودها بآلية الباب من خلال محرك V-belt. وفقًا لعدد من المتخصصين ، فإن محركات الأقراص المعروفة القابلة للتعديل ، على الرغم من مزاياها مقارنة بالمحركات غير المنظمة ، لها أيضًا عيوب مرتبطة بوجود محرك الحزام وتكلفتها المرتفعة نسبيًا.

في الفصل الثانيتم تطوير تقنية لتحديد المعلمات المعممة لـ CLIM ، والتي يتم من خلالها إثبات وصفها الرياضي في شكل نظام معادلات. يتم عرض نتائج الدراسات التجريبية للخصائص الثابتة لـ CLAP. يتم تحليل خصائص CLIM مع SEs المركبة. تمت دراسة إمكانية تصنيع CLADS بتردد منخفض.

يُقترح النهج التالي لدراسة محرك كهربائي باستخدام CLIM ووصفه الرياضي:

1) نستخدم الصيغتين (1) و (2) التي تم الحصول عليها باستخدام طريقة النمذجة التناظرية للهياكل متعددة الطبقات للخصائص الثابتة لـ CLIM (الميكانيكية والكهروميكانيكية) ونحسب هذه الخصائص (انظر الشكل 1) ؛

2) على الخصائص التي تم الحصول عليها ، نختار نقطتين ، نصلح لهما المتغيرات التالية: القوة الكهرومغناطيسية ، تيار المحرِّض ومقاومة الطور المركب لإحدى هذه النقاط المحددة (انظر الشكل.

3) نعتقد أنه يمكن أيضًا وصف الخصائص الثابتة لـ CLIM بواسطة الصيغتين (5) و (6) ، والتي ترد أدناه وتتوافق مع الحالة المستقرة لمحرك تقليدي غير متزامن مع دوار دوار ويتم الحصول عليها من تفاضله المعادلات.

4) سنحاول إيجاد المعلمات المعممة المضمنة في الصيغ المشار إليها (5) و (6) للخصائص الثابتة باستخدام نقطتين محددتين ؛

5) استبدال المعلمات المعممة الموجودة في الصيغ المشار إليها (5) و (6) ، نقوم بحساب الخصائص الثابتة بالكامل ؛

6) نقارن الخصائص الثابتة الموجودة في الفقرة والفقرة 5 (انظر الشكل 2). إذا كانت هذه الخصائص قريبة بدرجة كافية من بعضها البعض ، فيمكن القول إن الأوصاف الرياضية لـ CLAD (4) و AD لها شكل مماثل ؛

7) باستخدام المعلمات المعممة الموجودة ، من الممكن كتابة كل من المعادلات التفاضلية لـ CLAD (4) والصيغ ذات الخصائص الثابتة المختلفة الأكثر ملاءمة للحسابات التالية منها.

أرز. الشكل 1. الخصائص الميكانيكية (أ) والكهروميكانيكية (ب) للوصف الرياضي التقريبي لـ CLIM ، والذي يشبه الوصف المقابل لـ IM التقليدي ، في شكل متجه وفي نظام إحداثيات متزامن ، له الشكل التالي:

باستخدام نتائج حل النظام (4) في ظروف الحالة المستقرة (عند v / const) ، يتم الحصول على الصيغ الخاصة بالخصائص الثابتة:

للعثور على المعلمات المعممة لـ CLIMs التي تم فحصها والمضمنة في (5) و (6) ، يُقترح تطبيق الطريقة المعروفة للتحديد التجريبي للمعلمات المعممة للدائرة المكافئة على شكل T لـ IM مع دوار دوار من متغيرات وضعين للحالة المستقرة.

من التعبيرين (5) و (6) يتبع:

حيث k FI هو معامل غير قابل للانزلاق. كتابة العلاقات من النموذج (7) لقسيمتين تعسفيتين s1 و s2 وتقسيمهما على بعضهما البعض ، نحصل على:

مع القيم المعروفة للقوى الكهرومغناطيسية والتيارات الحثية لخطوتين ، من (8) يتم تحديد المعلمة العامة r:

مع المعروف أيضًا عن إحدى القصاصات ، على سبيل المثال s1 ، قيمة المقاومة المعقدة Z f (s1) للدائرة المكافئة لـ CLAD ، والتي يمكن أيضًا الحصول على الصيغة الخاصة بها نتيجة لحل النظام (4) في شروط الحالة المستقرة ، يتم حساب المعلمات المعممة و s على النحو التالي:

يُقترح أن تكون قيم القوى الكهرومغناطيسية والتيارات للمحث لقطعتين ، بالإضافة إلى المقاومة المعقدة للدائرة المكافئة لإحدى الانزلاقات ، المدرجة في (9) و (10) و (11) تحددها طريقة النمذجة التناظرية للهياكل متعددة الطبقات وفقًا لـ (1) و (2) و (3).

باستخدام الصيغ المشار إليها (9) و (10) و (11) ، تم حساب المعلمات المعممة لـ CLIM 1 و CLIM 2 ، والتي تساعد أيضًا في استخدام الصيغ (5) و (6) عند f1 50 هرتز ، U1220 فولت ، خصائصها الميكانيكية والكهروميكانيكية (بالنسبة لـ CLAD 2 موضحة بالمنحنيات 2 في الشكل 2). أيضا في الشكل. يوضح الشكل 2 الخصائص الثابتة لـ CLAD 2 ، والتي تحددها طريقة النمذجة التناظرية للهياكل متعددة الطبقات (المنحنيات 1).

أرز. التين. 2. الخصائص الميكانيكية (أ) والكهروميكانيكية (ب) ل CLIM من الرسوم البيانية في التين. يمكن أن نرى من الشكل 2 أن المنحنيين 1 و 2 يتطابقان عمليًا مع بعضهما البعض ، مما يعني أن الأوصاف الرياضية لـ CLIM و IM لها شكل مماثل. لذلك ، في مزيد من الدراسات ، من الممكن استخدام معلمات CLIM المعممة التي تم الحصول عليها ، وكذلك الصيغ الأبسط والأكثر ملاءمة لحساب خصائص CLIM. تم أيضًا التحقق تجريبيًا من صحة استخدام الطريقة المقترحة لحساب معلمات CLIM.

إمكانية تصنيع CLADS منخفضة التردد ، أي مصممة لزيادة الجهد ومصنوعة من خلال عدد متزايد من لفات ملف الحث. على التين. يوضح الشكل 3 الخصائص الثابتة لـ CLIM 1 (عند f1 10 هرتز ، U1 55 فولت) ، و CLIM 2 (عند f1 10 هرتز ، U1 87 فولت) ، و CLIM منخفض التردد (عند f1 10 هرتز و U1220 فولت ، المنحنيات 3) ، التي تحتوي على عدد لفات لفات المحرِّض 2.53 مرة أكبر من تلك الموجودة في TsLAD 2.

من تلك المبينة في الشكل. يوضح 3 من الرسوم البيانية أنه مع نفس الخصائص الميكانيكية لـ CLIM المدروس في الربع الأول ، فإن CLIM 2 لديه أكثر من 3 مرات أقل من المحث من CLIM 1 ، و CLIM منخفض التردد 2.5 مرة أقل من CLIM 2 وهكذا ، اتضح أن استخدام CLIM منخفض التردد في محرك كهربائي بدون تروس يسمح بتقليل الطاقة المطلوبة لمحول التردد ، وبالتالي تحسين الأداء التقني والاقتصادي للمحرك الكهربائي.

1 ، التين. الشكل 3. الخصائص الميكانيكية (أ) والكهروميكانيكية (ب) لـ TsLAD 1 ، في الفصل الثالثطور طريقة للتحديد التجريبي للمعلمات المعممة لـ CLAP ، والتي يتم تنفيذها بطريقة بسيطةفي SE ثابت ويسمح لك بتحديد معلمات CLIM ، والبيانات الهندسية غير معروفة. يتم عرض نتائج حسابات المعلمات المعممة لـ CLIM و IM التقليدي باستخدام هذه الطريقة.

في التجربة ، يظهر مخططها في الشكل. 4 ، ملفات المحرك (BP أو TsLAD) متصلة بمصدر التيار المستمر. بعد إغلاق المفتاح K ، تتغير التيارات في اللفات بمرور الوقت من القيمة الأولية التي تحددها معلمات الدائرة إلى الصفر. في هذه الحالة ، يتم تسجيل اعتماد التيار في المرحلة A في الوقت المحدد باستخدام مستشعر التيار DT ، وعلى سبيل المثال ، لوحة L-CARD L-791 المتخصصة المثبتة في الكمبيوتر الشخصي.

أرز. 4. مخطط التجربة لتحديد معلمات IM أو CLIM نتيجة للتحولات الرياضية ، تم الحصول على صيغة لاعتماد الانخفاض الحالي في مرحلة CLIM ، والتي لها الشكل:

حيث p1 ، p2 هي ثوابت متعلقة بالمعلمات المعممة s و r و CLIM أو AD على النحو التالي:

من الصيغتين (12) و (13) ، يترتب على ذلك أن نوع العملية الانتقالية للانخفاض في تيار CLIM يعتمد فقط على المعلمات المعممة s و r و.

لتحديد المعلمات المعممة لـ CLIM أو IM وفقًا لمنحنى اضمحلال التيار التجريبي ، يُقترح تحديد ثلاث نقاط زمنية متساوية البعد t1 و t2 و t3 عليها وإصلاح القيم المقابلة للتيارات. في هذه الحالة ، مع الأخذ في الاعتبار (12) و (13) ، يصبح من الممكن تكوين نظام من ثلاث معادلات جبرية مع ثلاثة مجاهيل - s و r و:

يُنصح بالحصول على الحل عدديًا ، على سبيل المثال ، بطريقة Levenberg-Marquardt.

تم إجراء تجارب لتحديد المعلمات المعممة لـ IM و TsLAD لمحركين: IM 5A90L6KU3 (1.1 كيلو واط) و TsLAD 2.

على التين. يوضح الشكل 5 المنحنيات النظرية والتجريبية للانخفاض في تيار CLIM 2.

أرز. الشكل 5. منحنيات الانحلال الحالية لـ CLIM 2: 1 - منحنى محسوب من المعلمات المعممة التي تم الحصول عليها في الفصل الثاني ؛ 2 - منحنى محسوب بالمعلمات المعممة ، والتي يتم الحصول عليها نتيجة تحديدها التجريبي CLAD.

يكشف الفصل الرابع عن سمات طبيعة العمليات العابرة في CLAD. تم تطوير وبحث محرك كهربائي على أساس نظام FC – CLAD لأبواب المصاعد.

لإجراء تقييم نوعي لخصائص طبيعة العمليات العابرة في CLIM ، تم استخدام طريقة معروفة جيدًا ، والتي تتكون من تحليل معاملات التوهين التي تميز تبعيات متغيرات IM مع دوار دوار بسرعة ثابتة.

التأثير الأكبر على معدل التوهين (التذبذب) للعمليات العابرة للمتغيرات TsLAD أو HELL لهما أصغر معامل التخميد 1. في الشكل. يوضح الشكل 6 التبعيات المحسوبة لمعاملات التوهين 1 على السرعة الكهربائية لاثنين من CLIMs (CLIM 1 و CLIM 2) واثنين من IMs (4AA56V4U3 (180 واط) و 4A71A4U3 (550 واط)).

أرز. الشكل 6. تبعيات أدنى معامل توهين 1 لكل من CLAD و IM. يوضح الشكل 6 أن معاملات التخميد لـ CLIM مستقلة عمليًا عن السرعة ، على عكس معاملات التخميد لـ AM المدروسة ، حيث تكون 1 عند السرعة الصفرية 5-10 مرات أقل من السرعة الاسمية. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن قيم معاملات التوهين 1 عند السرعات المنخفضة للاثنين من IMs المدروستين أقل بكثير من قيم معامل التوهين 1 (بمقدار 9-16 مرة) أو CLIM 2 (بمقدار 5-9 مرات). فيما يتعلق بما سبق ، يمكن افتراض أن العمليات المؤقتة الحقيقية في CLAD تتميز بتقلب أقل بكثير مما هو عليه في IM.

لاختبار الافتراض الذي تم إجراؤه حول التقلب المنخفض للعمليات العابرة الحقيقية في CLIM مقارنةً بـ IM ، تم إجراء عدد من الحسابات العددية للبدايات المباشرة لـ CLIM 2 و IM (550 واط). تؤكد التبعيات التي تم الحصول عليها للحظة ، والقوة ، والسرعة والتيار لكل من IM و CLIM في الوقت المحدد ، بالإضافة إلى الخصائص الميكانيكية الديناميكية ، الافتراض المذكور سابقًا بأن العمليات العابرة لـ IM تتميز بتذبذب أقل بكثير من تلك الخاصة بـ IM ، بسبب اختلاف كبير في أدنى معاملات التخميد (الشكل 6). في الوقت نفسه ، تختلف الخصائص الميكانيكية الديناميكية لـ CLIM بشكل أقل عن الخصائص الثابتة مقارنة بالخصائص الميكانيكية الديناميكية للدوار الدوار.

بالنسبة للمصعد النموذجي (بفتحة 800 مم) ، تم تحليل إمكانية استخدام CLAD منخفض التردد كمحرك محرك لآلية باب المصعد. وفقًا للخبراء ، بالنسبة للمصاعد النموذجية التي يبلغ عرض فتحها 800 مم ، تختلف القوى الساكنة عند فتح وإغلاق الأبواب عن بعضها البعض: عند الفتح تكون حوالي 30-40 نيوتن ، وعند الإغلاق - حوالي 0-10 نيوتن. العمليات العابرة لـ CLIM لها تقلبات أقل بشكل ملحوظ مقارنةً بـ IM ، تنفيذ حركة أوراق الباب بمساعدة CLIM منخفض التردد عن طريق التبديل إلى الخصائص الميكانيكية المقابلة ، والتي بموجبها تتسارع CLIM أو تتباطأ إلى سرعة معينة تعتبر.

وفقًا للخصائص الميكانيكية المختارة لـ CLAD منخفض التردد ، تم إجراء حساب عملياتها العابرة. يُفترض في الحسابات أن الكتلة الإجمالية للمحرك الكهربائي ، التي تحددها كتل CE TsLAD وأبواب المقصورة وعمود المصعد النموذجي (بفتحة 800 مم) ، هي 100 كجم. تظهر الرسوم البيانية الناتجة عن العمليات العابرة في الشكل. 7.

أرز. الشكل 7. العمليات العابرة لـ CLIM منخفض التردد أثناء الفتح (أ ، ج ، هـ) توفر الخاصية P تسريعًا للقيادة إلى سرعة ثابتة تبلغ 0.2 م / ث ، وتوفر الخاصية T الكبح من سرعة ثابتة إلى صفر. يُظهر المتغير المدروس للتحكم في CLIM لفتح وإغلاق الأبواب أن استخدام CLIM لمحرك الباب له عدد من المزايا (عبور سلس مع تحكم بسيط نسبيًا ؛ عدم وجود أجهزة إضافية تحول الحركة الدورانية إلى متعدية ، وما إلى ذلك) مقارنة باستخدام الرسائل الفورية التقليدية وبالتالي فهي ذات أهمية كبيرة.

يتميز محرك باب السيارة المصعد مع IM التقليدي أو CLAD ، كما هو مذكور أعلاه ، بقوى مقاومة مختلفة عند فتح وإغلاق الأبواب. في الوقت نفسه ، يمكن لآلة الدفع الكهربائية أن تعمل في أوضاع المحرك والفرامل في عملية فتح وإغلاق أبواب المصعد. في الأطروحة ، تم إجراء تحليل لإمكانية نقل الطاقة إلى الشبكة أثناء تشغيل CLA في أوضاع الكبح.

من الواضح أن CLAD 2 لا يحتوي على وضع كبح متجدد على الإطلاق في نطاق تردد واسع. يتم إعطاء صيغة لتحديد تردد القطع ، والتي تحتها لا يوجد وضع مولد مع عودة الكهرباء إلى الشبكة في IM و TsLAD. تسمح لنا الدراسات التي تم إجراؤها حول أوضاع الطاقة لتشغيل CLR باستخلاص نتيجة مهمة: عند استخدام CLR المتصل بالشبكة من خلال محول التردد ، لا يلزم وجود مقاوم للفرامل ومفتاح الفرامل لتشغيل أبواب المصعد. إن عدم وجود مقاوم للفرامل ومفتاح الفرامل يجعل من الممكن تقليل تكلفة قيادة أبواب المصعد باستخدام CLAD.

يقدم الفصل الخامس نظرة عامة على محركات أبواب المصاعد الموجودة.

تم تطوير متغيرات مخططات آلية القيادة بدون تروس لأبواب المصاعد المنزلقة مع CLAD.

بالنسبة للأبواب المنزلقة ذات الدرفة الواحدة والمزدوجة المصعد لعربة المصعد ، يُقترح استخدام محرك بدون تروس مطور مع CLAD. يظهر رسم تخطيطي لآلية محرك الأقراص هذا في حالة الأبواب أحادية الورقة في الشكل. 8 ، أ ، في حالة الأبواب المزدوجة - في الشكل. 8 ، ب.

أرز. الشكل 8. مخططات آلية القيادة للأبواب المنزلقة أحادية الضلفة (أ) والأبواب المزدوجة (ب) لكابينة المصعد مع CLIM: 1 - CLIM ، 2 - محث CLIM ، 3 - عنصر ثانوي من CLIM ، 4 - مسطرة مرجعية ، 5 ، 6 - أوراق الباب ، 7 ، 8 - كتل نظام الحبال ، مقترح الحلول التقنيةجعل من الممكن إنشاء محركات بدون تروس لأبواب منزلقة ذات ضلفة واحدة أو ضلفتين ، على وجه الخصوص ، كبائن المصاعد ، والتي تتميز بمؤشرات تقنية واقتصادية عالية ، فضلاً عن التشغيل الموثوق به وغير المكلف عند استخدام خطي أسطواني بسيط وغير مكلف نسبيًا محرك كهربائي بحركة انتقالية لعنصر متحرك لتشكيل حركة انتقالية لأوراق الباب.

تم الحصول على براءة اختراع لنموذج المنفعة رقم 127056 للخيارات المقترحة لمحركات الأقراص بدون تروس للأبواب المنزلقة ذات الضلفة الواحدة والمزدوجة مع CLAD.

استنتاجات عامة

1. تم تطوير تقنية لتحديد المعلمات المعممة المضمنة في المعادلات التفاضلية لـ CLAD ، والتي تعتمد على الحسابات باستخدام طريقة النمذجة التناظرية للهياكل متعددة الطبقات وطريقة تحديد متغيرات BP من مؤشرات اثنين من الثبات أوضاع الدولة.

2. باستخدام الطريقة المطورة لتحديد المعلمات المعممة لـ CLIM منخفض السرعة ، يتم إثبات وصفه الرياضي في شكل نظام معادلات ، مما يجعل من الممكن إجراء حسابات مختلفة للخصائص الثابتة والديناميكية لمحرك كهربائي مع CLIM.

3. إن استخدام CLIM منخفض التردد في محرك كهربائي بدون تروس يسمح بتقليل الطاقة المطلوبة لمحول التردد ، مما يحسن الأداء التقني والاقتصادي للمحرك الكهربائي.

4. تم اقتراح طريقة للتحديد التجريبي للمعلمات المعممة لـ CLAD ، والتي تتميز بدقة متزايدة في معالجة نتائج التجارب.

5. يسمح استخدام CLAD لمحرك بدون تروس لأبواب المصاعد ، مع تحكم بسيط في نظام FC-CLAD ، بتشكيل عمليات سلسة لفتح وإغلاق الأبواب. لتنفيذ العمليات المطلوبة ، من الضروري استخدام محول تردد رخيص نسبيًا مع مجموعة دنيا من الوظائف المطلوبة.

6. عند استخدام CLCM المتصل بالشبكة عبر محول التردد ، لا يتطلب محرك باب المصعد مقاومًا للفرامل ومروحية فرامل ، نظرًا لأن CRCM لا تحتوي على وضع الكبح المتجدد في منطقة التردد المستخدمة لتشغيل يقود. إن عدم وجود مقاوم للفرامل ومفتاح الفرامل يجعل من الممكن تقليل تكلفة قيادة أبواب المصعد باستخدام CLAD.

7. بالنسبة للأبواب المنزلقة ذات الدرفة الواحدة والمزدوجة ، وخاصة لعربة المصعد ، فقد تم تطوير آلية قيادة بدون تروس ، والتي تقارن بشكل إيجابي مع استخدام محرك أسطواني خطي غير متزامن ، يتميز بالحركة الانتقالية للعنصر المتحرك ، لتنفيذ الحركة متعدية أوراق الباب. تم الحصول على براءة اختراع لنموذج المنفعة رقم 127056 للخيارات المقترحة لمحركات الأقراص بدون تروس للأبواب المنزلقة ذات الضلفة الواحدة والمزدوجة مع CLAD.

1. Masandilov L.B.، Novikov S.E.، Kuraev N.M. ميزات تحديد معلمات محرك غير متزامن مع التحكم في التردد.

// نشرة MPEI ، العدد 2. - م: دار النشر MPEI ، 2011. - S. 54-60.

2. براءة اختراع نموذج المنفعة رقم 127056. Masandilov L.B.، Kuraev N.M.، Fumm G.Ya.، Zholudev I.S. محرك الباب المنزلق لكابينة المصعد (خيارات) // BI No. 11 ، 2013.

3. Masandilov L.B.، Kuraev N.M. ميزات اختيار معلمات تصميم محرك غير متزامن مع تحكم في التردد // محرك كهربائي وأنظمة تحكم // إجراءات MPEI. مشكلة. 683. - M: MPEI Publishing House، 2007. - S. 24-30.

4. Masandilov L.B.، Kuraev N.M. حساب معلمات الدائرة المكافئة على شكل حرف T وخصائص المحركات غير المتزامنة الخطية الأسطوانية // أنظمة القيادة والتحكم الكهربائية // إجراءات MPEI. مشكلة. 687. - M: MPEI Publishing House، 2011. - S. 14-26.

5. Masandilov L.B.، Kuzikov S.V.، Kuraev N.M. حساب معلمات الدوائر المكافئة وخصائص المحركات الأسطوانية الخطية غير المتزامنة و MHD // أنظمة القيادة والتحكم الكهربائية // إجراءات MPEI.

مشكلة. 688. - M: MPEI Publishing House، 2012. - S. 4-16.

6. Baidakov O.V.، Kuraev N.M. تحديث المحرك الكهربائي وفقًا لنظام TVC-AD مع التحكم شبه التردد // Radioelectronics والهندسة الكهربائية والطاقة: Sixteenth Intern. العلمية التقنية أسيوط. الطلاب وطلاب الدراسات العليا: الإجراءات. تقرير في 3 مجلدات T. 2. M: MPEI Publishing House، 2010.

أعمال مماثلة:

«Kotin Denis Alekseevich ALGORITHMS ADAPTIVE VECTOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVES OF LIFT AND TRANSPORT MECHANISMS: 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص أطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية تم تنفيذ نوفوسيبيرسك - 2010 GOU VPO Novosibirsk State Technical University المشرف: دكتور العلوم التقنية ، الأستاذ بانكراتوف فلاديمير فياتشيسلافوفيتش ... "

«مجمعات وأنظمة خلاصة أطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية موسكو - 2010 تم العمل في قسم الهندسة الكهربائية النظرية في معهد موسكو للطيران (جامعة الأبحاث الوطنية في مجال الطيران والصواريخ وأنظمة الفضاء) MAI. علمي..."

"KAMALOV Filyus Aslyamovich ELECTRICAL COMPLEX with A CONDUCTIVE MAGNETO-HYDRODYNAMIC CONVERTER مع قناة CONIC (البحث والتطوير) التخصص: 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية للمؤلف ملخص أطروحة درجة Ufa المرشح 20 العلوم التقنية تم تنفيذ العمل في قسم الميكانيكا الكهروميكانيكية التابع للمؤسسة التعليمية لميزانية الدولة الفيدرالية للتعليم المهني العالي بجامعة أوفا الحكومية التقنية للطيران. المشرف: دكتور في العلوم التقنية ... »

"TYURIN Maksim Vladimirovich تحسين كفاءة توجيه الطاقة الكهروميكانيكية بدون تروس لتخصص سيارة: 05.09.03 - مجمعات وأنظمة كهربائية ملخص أطروحة لدرجة مرشح العلوم التقنية نوفوسيبيرسك - 2009 تم إنجاز العمل في مؤسسة التعليم الحكومية التعليم المهني مشرف جامعة نوفوسيبيرسك التقنية الحكومية: مرشح ... "

«Stotskaya Anastasia Dmitrievna تطوير وبحث لنظام التحكم في موضع الدوار في تخصص التعليق الكهرومغناطيسي: 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص الأطروحة لدرجة مرشح العلوم التقنية سانت بطرسبرغ - 2013 2. جامعة سانت بطرسبرغ الحكومية الكهروتقنية LETI im. في و. أوليانوف (لينين) ، في قسم النظم تحكم تلقائىالمستشار العلمي:..."

«TOLKACHEVA KSENIA PETROVNA RESEARCH من كفاءة الطاقة لتركيبات الإضاءة الخارجية عند تصميم استخدام تخصص المسح الضوئي بالليزر 05.09.07 - خلاصة أطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية سارانسك 2013 1 تم العمل في المؤسسة التعليمية الفيدرالية للموازنة الحكومية التعليم المهني العالي الوطنية للبحوث جامعة تومسك للفنون التطبيقية العلمية ... "

"أندريه فلاديميروفيتش كوزنتسوف دراسة وتطوير المنظمين التكيفيين لأنظمة التوجيه الكهروهيدروليكي التخصص: 05.09.03 - مجمعات وأنظمة الهندسة الكهربائية مؤلف أطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية سانت بطرسبرغ - 2011 تم إجراء العمل في سانت بطرسبرغ سميت جامعة ولاية لاتي باسم في و. Ulyanova (Lenina) Supervisor - دكتور في العلوم التقنية ، الأستاذ N. D. Polyakhov ... "

"Kazmin Evgeny Viktorovich حساب وتحسين الآلات الكهرومغناطيسية مع PM شعاعي على سطح تخصص الدوار 05.09.01 - الكهروميكانيكا والأجهزة الكهربائية مؤلف أطروحة للدرجة العلمية لمرشح العلوم التقنية موسكو - 2009 تم إجراء 2 عمل في قسم الميكانيكا الكهروميكانيكية في معهد موسكو للطاقة (الجامعة التقنية). المشرف العلمي دكتور العلوم التقنية ، الأستاذ إيفانوف سمولينسكي أليكسي ... »

«Emelyanov Oleg Anatolyevich أداء مكثفات الفيلم المعدني في أنماط الحرارة الكهربائية القسرية التخصص 05.09.02 - المواد والمنتجات الكهربائية ملخص أطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية سانت بطرسبرغ 2004 تم إنجاز العمل في مؤسسة التعليم الحكومية العليا التعليم المهني St. Petersburg State Polytechnic University of Science المشرفون الأكاديميون: Doctor ... "

"GRIGORIEV ALEKSANDR VASILIEVICH DEVELOPMENT AND RESEARCH OF OPTTIONS للتحكم في حالة المحركات الكهربائية على أساس ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTORS التخصص 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص مؤلف أطروحة درجة كيمر 10 العلوم التقنية 2 تم تنفيذ العمل في مؤسسة التعليم الحكومية للتعليم العالي المهني كوزباس مستشار علمي بجامعة ولاية كوزباس التقنية الحكومية - ... "

«Tikhomirov Ilya Sergeevich مجمع التسخين الحثي مع تحسين أداء الطاقة التخصص: 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص أطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية سانت بطرسبرغ - 2009 2 تم العمل في ولاية سان بطرسبرج الجامعة الكهروتقنية. في و. مشرف أوليانوفا (لينينا) - العامل المشرف في العلوم والتكنولوجيا في روسيا الاتحادية الاشتراكية السوفياتية ، ودكتوراه في العلوم التقنية ، ... "

Shutov Kirill Alekseevich تطوير تكنولوجيا التصنيع والبحث في كابلات الطاقة فائقة التوصيل استنادًا إلى الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية لتخصص الجيل الأول 05.09.02 - المواد والمنتجات الكهربائية تم إجراء 013 UDC في معهد التصميم والتكنولوجيا المشتركة. . »

«KUCHER EKATERINA SERGEEVNA Research of Identification ALGORITHMS FOR SYSTEMS OF SENSORLESS VECTOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVES التخصص: 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص الأطروحة لدرجة المرشح الذي تم إجراؤه في العلوم التقنية الفيدرالية 2012 Novosibirsk المؤسسة التعليمية للتعليم العالي المهني التقني بولاية نوفوسيبيرسك ... "

Kolovsky Aleksey Vladimirovich توليف أنظمة التحكم لمحرك كهربائي آلي للحفارة باستخدام أوضاع الانزلاق. تخصص 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهروتقنية (العلوم التقنية و) ملخص الأطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية تومسك 2012 1 تم العمل في معهد Khakass التقني - فرع من مؤسسة الدولة الاتحادية للتعليم الذاتي العالي التعليم المهني مشرف جامعة سيبيريا الفيدرالية دكتوراه في العلوم التقنية ، أستاذ ، ... »

«SHISHKOV Kirill Sergeevich DEVELOPMENT AND RESEARCH OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE MECHANISMS OF تشكيل WARROW SHAFTS التخصص: 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص أطروحة لدرجة مرشح العلوم التقنية Ivanovo - 2014 تم العمل في ميزانية الدولة الفيدرالية المؤسسة التعليمية للتعليم المهني العالي ، جامعة هندسة الطاقة التابعة للدولة إيفان أوسك ، التي سميت باسم ف. آي. لينين ... "

«هيكل فاسيلييف بوجدان يوريفيتش وخوارزمية فعالة للتحكم في التردد التنظيمي للمحرك الكهربائي لشاحن فائق مركزي لوحدة ضخ الغاز التخصص 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص الأطروحة لدرجة المرشح التقني -PETERSBURG-2013 تم تنفيذ العمل في ميزانية الدولة الاتحادية للمؤسسة التعليمية للتعليم المهني العالي الوطنية ... »

«Gorozhankin Aleksey Nikolaevich VALVE ELECTRIC DRIVE مع محرك متزامن تفاعلي للإثارة المستقلة التخصص 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص أطروحة لدرجة مرشح العلوم التقنية تشيليابينسك 2010 تم العمل في قسم المحرك الكهربائي وأتمتة الصناعة منشآت جامعة ولاية جنوب الأورال. المشرف - دكتور في العلوم التقنية ، الأستاذ يوري أوسينين ... "

"إيفانوف ميخائيل ألكسيفيتش النمذجة والبحث عن تصميم منطقي لمحرك غير متصل بإثارة من المغناطيس الدائم التخصص: 05.09.01 - الميكانيكا الكهروميكانيكية والأجهزة الكهربائية ملخص أطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية فورونيج - 2012 تم العمل في جامعة فورونيج التقنية الحكومية "رئيس دكتوراه في العلوم التقنية ، الأستاذ المساعد أنينكوف أندريه نيكولايفيتش الخصوم الرسميين ...»

«BALAGULA Yuri Moiseevich تطبيق التحليل الجزئي في مشاكل الهندسة الكهربائية التخصص: 05.09.05 - الهندسة الكهربائية النظرية خلاصة أطروحة لدرجة المرشح للعلوم التقنية سانت بطرسبرغ - 2013 دكتور في العلوم التقنية ، رئيس الأستاذ: .. . »

«نظام KUBAREV Vasiliy Anatolyevich للتحكم المنطقي لمحرك كهربائي آلي لتركيب رفع المناجم 05.09.03 - المجمعات والأنظمة الكهربائية ملخص الأطروحة لدرجة مرشح العلوم التقنية Novokuznetsk - 2013 تم العمل في ميزانية الدولة الفيدرالية المؤسسة التعليمية للتعليم العالي المهني جامعة سيبيريا الصناعية الحكومية فيكتور أوستروفليانتشيك ، دكتور ... "

في عام 2010 ، تم تجهيز آلات EDM من سلسلة NA من Mitsubishi بمحركات خطية أسطوانية للمرة الأولى ، متجاوزة جميع الحلول المماثلة في هذا المجال.

بالمقارنة مع البراغي الكروية ، فهي تتمتع بهامش أكبر بكثير من المتانة والموثوقية ، وهي قادرة على تحديد المواقع بدقة أعلى ، ولديها أيضًا خصائص ديناميكية أفضل. في التكوينات الأخرى للمحركات الخطية ، تستفيد CLDs من تحسين التصميم الشامل: توليد حرارة أقل ، كفاءة اقتصادية أعلى ، سهولة التركيب ، الصيانة والتشغيل.

بالنظر إلى جميع المزايا التي تتمتع بها CLD ، على ما يبدو ، لماذا يجب أن تكون ذكيًا مع جزء محرك الجهاز؟ ومع ذلك ، ليس كل شيء بهذه البساطة ، ولن يكون تحسين النقطة المنفصل والمعزول بنفس فعالية تحديث نظام العناصر المترابطة بالكامل.

محرك Mitsubishi Electric MV1200R Y- المحور

لذلك ، لم يظل استخدام المحركات الخطية الأسطوانية الابتكار الوحيد الذي تم تنفيذه في نظام التشغيل لماكينات Mitsubishi Electric EDM. كان التحديث الكامل لنظام التحكم في القيادة أحد التحولات الرئيسية التي جعلت من الممكن الاستفادة الكاملة من مزايا وإمكانيات CLD لتحقيق مؤشرات فريدة للدقة وإنتاجية المعدات. وعلى عكس المحرك نفسه ، فقد حان الوقت بالفعل لتنفيذ التطورات الخاصة بنا.

شركة Mitsubishi Electric هي واحدة من أكبر الشركات المصنعة لأنظمة CNC في العالم ، ويتم تصنيع الغالبية العظمى منها مباشرةً في اليابان. في الوقت نفسه ، تضم شركة Mitsubishi عددًا كبيرًا من معاهد الأبحاث التي تجري الأبحاث ، بما في ذلك في مجال أنظمة التحكم في القيادة وأنظمة CNC. ليس من المستغرب أن تمتلك ماكينات الشركة جميع عمليات التعبئة الإلكترونية تقريبًا من إنتاجها الخاص. وبالتالي ، فهم يطبقون حلولًا حديثة تتكيف إلى أقصى حد مع خط معين من المعدات (بالطبع ، من الأسهل بكثير القيام بذلك بمنتجاتك مقارنة بالمكونات المشتراة) ، وبأقل سعر ، تكون الجودة القصوى والموثوقية والأداء متاح.

من الأمثلة الصارخة للتطبيق العملي للتطورات الخاصة بنا إنشاء نظام المواد المستنفدة للأوزون- نظام محرك الأقراص الضوئية. كانت سلسلة الآلات NA و MV أول من استخدم محركات خطية أسطوانية في محركات التغذية التي يتم التحكم فيها بواسطة مضخمات مؤازرة من الجيل الثالث.

تم تجهيز ماكينات Mitsubishi NA و MV بأول نظام محرك ضوئي من نوعه

السمة الرئيسية لمكبرات الصوت Mitsubishi المؤازرة للعائلة MelServoJ3هي القدرة على التواصل باستخدام البروتوكول SSCNET الثالث: يتم توصيل المحركات وأجهزة استشعار التغذية المرتدة من خلال مكبرات الصوت بنظام CNC عبر قنوات اتصال الألياف البصرية.

في الوقت نفسه ، يزيد معدل تبادل البيانات 10 مرات تقريبًا (مقارنة بأنظمة الأجيال السابقة من الأدوات الآلية): من 5.6 ميجابت في الثانية إلى 50 ميجابت في الثانية.

نتيجة لذلك ، يتم تقليل مدة دورة تبادل المعلومات بمقدار 4 مرات: من 1.77 مللي ثانية إلى 0.44 مللي ثانية. وهكذا ، فإن التحكم في المركز الحالي ، فإن إصدار الإشارات التصحيحية يحدث 4 مرات أكثر - حتى 2270 مرة في الثانية! لذلك ، تحدث الحركة بسلاسة أكبر ، ويكون مسارها أقرب ما يمكن إلى المسار المحدد (هذا مهم بشكل خاص عند التحرك على طول مسارات منحنية الخطوط المعقدة).

بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام كابلات الألياف الضوئية ومضخمات الصوت العاملة بموجب بروتوكول SSCNET III يمكن أن يزيد بشكل كبير من مناعة الضوضاء (انظر الشكل) وموثوقية تبادل المعلومات. في حالة احتواء النبضة الواردة على معلومات غير صحيحة (نتيجة التداخل) ، فلن تتم معالجتها بواسطة المحرك ، وبدلاً من ذلك سيتم استخدام بيانات النبضة التالية. نظرًا لأن إجمالي عدد النبضات أكبر بأربع مرات ، فإن إغفال أحدها يؤثر بشكل طفيف على دقة الحركة.

نتيجة لذلك ، يوفر نظام التحكم في القيادة الجديد ، بفضل استخدام مضخمات مؤازرة من الجيل الثالث وقنوات اتصال الألياف البصرية ، اتصالاً أكثر موثوقية وأسرع 4 مرات ، مما يجعل من الممكن تحقيق تحديد المواقع بدقة أكبر. لكن في الممارسة العملية ، لا تكون هذه المزايا مفيدة دائمًا ، لأن كائن التحكم نفسه - المحرك ، نظرًا لخصائصه الديناميكية ، غير قادر على معالجة نبضات التحكم في مثل هذا التردد.

هذا هو السبب في أن الأكثر تبريرًا هو الجمع بين مكبرات الصوت المؤازرة j3مع محركات خطية أسطوانية في نظام ODS واحد مستخدم في آلات من سلسلة NA و MV. نظرًا لخصائص CLD الديناميكية الممتازة - القدرة على عمل تسارعات ضخمة وصغيرة ، والتحرك بثبات بسرعات عالية ومنخفضة ، تتمتع بإمكانية هائلة لتحسين دقة تحديد المواقع ، وهو ما يساعد نظام التحكم الجديد على تحقيقه. يتعامل المحرك مع نبضات التحكم عالية التردد بسهولة ، مما يوفر حركة دقيقة وسلسة.

تتيح لك ماكينات Mitsubishi الحصول على أجزاء بدقة وخشونة فائقة. ضمان دقة تحديد المواقع - 10 سنوات.

ومع ذلك ، فإن فوائد جهاز EDM المجهز بنظام ODS لا يقتصر على تحسين دقة تحديد المواقع. الحقيقة هي أن الحصول على جزء بدقة وخشونة معينة على آلة التآكل الكهربائي يتم تحقيقه عن طريق تحريك القطب (السلك) بسرعة معينة على طول المسار وفي وجود جهد ومسافة معينة بين الأقطاب الكهربائية (السلك وقطعة العمل ). يتم تحديد تباعد التغذية والجهد والقطب بشكل صارم لكل مادة ، وقطع الارتفاع والخشونة المطلوبة. ومع ذلك ، لم يتم تحديد شروط المعالجة بدقة ، تمامًا لأن مادة قطعة العمل ليست متجانسة ، لذلك ، من أجل الحصول على جزء مناسب بالخصائص المحددة ، من الضروري في كل لحظة معينة من الوقت تغيير معلمات المعالجة في وفقًا للتغيرات في ظروف المعالجة. هذا مهم بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بالحصول على دقة ميكرون وقيم خشونة عالية. من الضروري أيضًا ضمان استقرار العملية (يجب ألا ينكسر السلك ، ولا ينبغي أن تكون هناك قفزات كبيرة في حجم سرعة الحركة).

مراقبة المعالجة. بالأخضريعرض رسمًا بيانيًا للسرعة يوضح كيفية عمل التحكم التكيفي

يتم حل هذه المشكلة بمساعدة التحكم التكيفي. تتكيف الماكينة مع ظروف المعالجة المتغيرة عن طريق تغيير معدل التغذية والجهد. تعتمد سرعة إجراء هذه التصحيحات بشكل صحيح على مدى دقة وسرعة قطعة العمل. وبالتالي ، فإن جودة التحكم التكيفي تحدد إلى حد ما جودة الماكينة نفسها من خلال دقتها وإنتاجيتها. وهنا تظهر مزايا استخدام CLD ونظام ODS بشكل كامل. إن قدرة المواد المستنفدة للأوزون على ضمان معالجة نبضات التحكم بأعلى تردد ودقة جعلت من الممكن تحسين جودة التحكم التكيفي بترتيب من حيث الحجم. الآن يتم تعديل معلمات المعالجة حتى 4 مرات أكثر ، علاوة على ذلك ، فإن دقة تحديد المواقع الإجمالية أعلى أيضًا.

كربيد ، ارتفاع 60 مم ، خشونة رع 0.12 ، حد أقصى. الخطأ 2 ميكرومتر. تم الحصول على الجزء على آلة Mitsubishi NA1200

بإيجاز ، يمكننا القول إن استخدام CLD في ماكينات Mitsubishi Electric لم يكن ليكون خطوة فعالة ، مما يسمح بالوصول إلى آفاق جديدة من الدقة وإنتاجية المعالجة بدون إدخال نظام تحكم محدث.

يمكن أن تكون التغييرات المعقدة فقط ، ولكن مع ذلك ، المبررة والمثبتة تمامًا في التصميم هي المفتاح لتحسين الجودة (كمؤشر إجمالي لمستوى الموثوقية والقدرات التكنولوجية للمعدات) والقدرة التنافسية للآلة. التغييرات للأفضل هي شعار ميتسوبيشي.

ملخص الأطروحة حول هذا الموضوع ""

كمخطوطة

بازينوف فلاديمير أركاديفيتش

محرك أسطواني خطي طولي في محرك المفاتيح ذات الجهد العالي

تخصص 05.20.02 - التكنولوجيا الكهربائية والمعدات الكهربائية في الزراعة

الأطروحات لدرجة المرشح للعلوم التقنية

إيجيفسك 2012

تم تنفيذ العمل في المؤسسة التعليمية الفيدرالية للميزانية الحكومية للتطوير المهني العالي "أكاديمية إيجيفسك الزراعية الحكومية" (أكاديمية الزراعة الحكومية FGBOU VIO Izhevsk)

مستشار علمي: مرشح العلوم التقنية ، أستاذ مشارك

1 في فلاديكين إيفان ريفوفيتش

الخصوم الرسميون: فيكتور فوروبيوف

دكتور في العلوم التقنية ، أستاذ

FGBOU VPO MGAU

هم. ف. جورياتشكينا

Bekmachev Alexander Egorovich مرشح العلوم التقنية ، مدير مشروع Radiant-Elcom CJSC

المنظمة الرائدة:

المؤسسة التعليمية الفيدرالية للميزانية الحكومية للتعليم العالي المستوى الأول للتعليم "أكاديمية تشوفاش الحكومية الزراعية" (أكاديمية الدولة الزراعية في تشوفاش FGOU VPO تشوفاش)

ستتم الحماية في 28 مايو 2012 الساعة 10 صباحًا في اجتماع مجلس الأطروحة KM 220.030.02 في أكاديمية ولاية إيجيفسك الزراعية على العنوان: 426069 ،

إيجيفسك ، شارع. طالبة ، 11 ، غرفة. 2.

يمكن العثور على الأطروحة في مكتبة أكاديمية FGBOU VPO Izhevsk الحكومية الزراعية.

تم النشر على الموقع: tuyul ^ vba / gi

السكرتير العلمي لمجلس الأطروحة

جسم غامض. Litvinyuk

وصف عام للعمل

أتمتة Nosg المتكاملة للأنظمة الكهربائية الريفية "

Solimov M.I.، Gusev BC تم وضع علامة ™ ^

إجراءات حماية الترحيل والأتمتة / rchaGIV Z0 ... 35٪ من الحالات

محرك الحالة الإبداعيةGHthan يصل إلى TsJTJ ™

حصة VM 10 ... 35 kV s، nv "، m" n mv "؛ العيوب هي السبب

N.M. ، باليوجا م ^ AaSTZ ^ rZZr ^ Tsy

إعادة تمكين GAPSH "° TKa30V astoma ™ che-

القيادة ككل

■ PP-67 PP-67K

■ VMP-10P KRUN K-13

"VMPP-YUP KRUN K-37

الشكل الأول - تحليل الأعطال في المحركات الكهربائية BM 6 .. 35 كيلو فولت عبر VIA ، فهي تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة وتتطلب تركيبًا ضخمًا

فشل آلية الاغلاق ، r.u.

00 "PP-67 PP-67

■ VMP-10P KRU | K-13

■ VMPP-YUP KRUN K-37 PE-11

- "„ ، “، وشاحن أو مقوم وحدة بطارية 3 ^ DD ° 0rMTs0M بقوة 100 كيلو فولت أمبير. بحكم ال

Roystva مع "n ^ ^ prnvo" حول التطبيق الواسع الذي تم العثور عليه.

3ashyunaRGbsh ^ "تنفيذ ™ و" من مزايا "خيوط مختلفة من nedospshyuv-

dovdlyaVM. محركات „„ _ ،. ، * DC: غير ممكن

عيوب el.sgromap ^ ^ ^ ^ بما في ذلك الكهرومغناطيسية للتعديل SK0R ° ^ DH ^ ^ el ^ ^ .apnpv ، مما يزيد Sh1Ta> "الحث" الكبير للملف I من الأرضية.

وقت تشغيل المفتاح

بطارية lator أو - "P- ^ / ™ th تصل مساحتها إلى 70 مترًا> وأبعاد ووزن كبير DR للتيار المتردد: كبير

مساوئ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ "توصيل الاسلاك ،

¡yyyy- ^ 5 ^ -speed-and

T-D "عيوب محرك الحث

ب ^ ^ "خطوط أسطوانية GGZH - أوجه القصور المذكورة أعلاه *" الميزات الهيكلية "

"b ، x محركات غير متزامنة" لذلك ، نقترح استخدامها في

والوزن والحجم "O ^ 3 ^" "110 ^ 0 * e_ \ لمفاتيح الزيت كعنصر طاقة في الموعد النهائي لـ" ^ Rostekhiadzor "

lei ، والتي وفقًا لبيانات شركات West-Ur ^ sko في

Udmurt Republic VMG-35 300 قطعة.

العملية "^^ ^^

"تم تسليم التنوب بعد تحليل التصاميم الحالية لمحركات الأقراص

3ـ "النظرية والخصائص

GrHGb ^ C - "- -" "6-35 *

أساس CLAD.

6. إجراء دراسة الجدوى. .

استخدام TsLAD لمحركات قواطع دارة الزيت 6 ... 35 كيلو فولت.

الهدف من الدراسة هو: محرك كهربائي أسطواني خطي غير متزامن (CLAM) لقيادة الأجهزة لمفاتيح شبكات التوزيع الريفية 6 ... 35 كيلو فولت.

موضوع الدراسة: دراسة خصائص الجر لـ CLIM عند التشغيل في قواطع دارة الزيت 6 ... 35 ك.ف.

طرق البحث. أجريت الدراسات النظرية باستخدام القوانين الأساسية للهندسة وعلم المثلثات والميكانيكا وحساب التفاضل والتكامل. تم إجراء الدراسات الطبيعية باستخدام مفتاح VMP-10 باستخدام الأدوات التقنية وأدوات القياس. تمت معالجة البيانات التجريبية باستخدام برنامج Microsoft Excel. الجدة العلمية للعمل.

1. تم اقتراح نوع جديد من محرك قاطع دارة الزيت ، مما يجعل من الممكن زيادة موثوقية تشغيلها بمقدار 2.4 مرة.

2. تم تطوير تقنية لحساب خصائص CLIM ، والتي ، على عكس تلك المقترحة سابقًا ، تتيح للمرء أن يأخذ في الاعتبار تأثيرات الحافة لتوزيع المجال المغناطيسي.

3. تم إثبات معلمات التصميم الرئيسية وطرق تشغيل محرك قاطع الدائرة VMP-10 ، مما يقلل من نقص الكهرباء للمستهلكين.

يتم تحديد القيمة العملية للعمل من خلال النتائج الرئيسية التالية:

1. تصميم محرك قاطع الدائرة VMP-10 مقترح.

2. تم تطوير طريقة لحساب معاملات المحرك التحريضي الخطي الأسطواني.

3. تم تطوير تقنية وبرنامج لحساب محرك الأقراص ، مما يسمح بحساب محركات المفاتيح ذات التصميمات المتشابهة.

4. تم تحديد معلمات المحرك المقترح لـ VMP-10 وما شابه ذلك.

5. تم تطوير واختبار عينة مختبرية من محرك الأقراص ، مما جعل من الممكن تقليل فقدان انقطاع التيار الكهربائي.

تنفيذ نتائج البحث. تم تنفيذ العمل وفقًا لخطة البحث والتطوير لشركة FGBOU VPO CHIMESH ، رقم التسجيل 02900034856 "تطوير محرك للقواطع الكهربائية ذات الجهد العالي 6 ... 35 كيلو فولت". يتم قبول نتائج العمل والتوصيات واستخدامها في جمعية الإنتاج "Bashkirenergo" S-VES (تم استلام إجراء تنفيذ).

يعتمد العمل على تعميم نتائج الدراسات التي تم إجراؤها بشكل مستقل وبالتعاون مع علماء من جامعة تشيليابينسك الحكومية الزراعية (تشيليابينسك) ، الأكاديمية الزراعية الحكومية إيجيفسك.

تم الدفاع عن الأحكام التالية:

1. نوع محرك قاطع دارة الزيت على أساس CLAD

2. نموذج رياضي لحساب خصائص CLIM وكذلك الجر

القوة حسب تصميم الأخدود.

برنامج حساب القيادة لقواطع الدائرة VMG و VMP بجهد 10 ... 35 كيلو فولت. 4. نتائج دراسات التصميم المقترح لمحرك قاطع الدائرة الزيتية على أساس CLA.

الموافقة على نتائج البحث. تم الإبلاغ عن البنود الرئيسية للعمل ومناقشتها في المؤتمرات العلمية والعملية التالية: المؤتمر العلمي الثالث والثلاثون المخصص للاحتفال بالذكرى الخمسين لتأسيس المعهد ، سفيردلوفسك (1990) ؛ المؤتمر العلمي العملي الدولي "مشاكل تطوير الطاقة في ظروف التحولات الصناعية" (إيجيفسك ، أكاديمية ولاية إيجيفسك الزراعية ، 2003) ؛ المؤتمر العلمي والمنهجي الإقليمي (إيجيفسك ، أكاديمية ولاية إيجيفسك الزراعية ، 2004) ؛ المشكلات الفعلية للميكنة الزراعية: مواد الذكرى السنوية للمؤتمر العلمي والعملي "التعليم العالي للهندسة الزراعية في أودمورتيا - 50 عامًا". (إيجيفسك ، 2005) ، في المؤتمرات العلمية والتقنية السنوية للمعلمين وموظفي الأكاديمية الزراعية الحكومية إيجيفسك.

منشورات في موضوع الأطروحة. تنعكس نتائج الدراسات النظرية والتجريبية في 8 أعمال مطبوعة ، بما في ذلك: في مقال واحد منشور في مجلة أوصت بها لجنة التصديق العليا ، تقريران مودعان.

هيكل ونطاق العمل. تتكون الأطروحة من مقدمة وخمسة فصول واستنتاجات عامة وطلبات مقدمة في 167 صفحة من النص الرئيسي ، وتحتوي على 82 شكلًا و 23 جدولًا وقائمة مراجع من 105 عناوين و 4 طلبات.

في المقدمة ، يتم إثبات أهمية العمل ، ويتم النظر في حالة القضية ، والغرض من البحث وأهدافه ، وصياغة الأحكام الرئيسية المقدمة للدفاع.

يحلل الفصل الأول تصميمات محركات قاطع الدائرة الكهربائية.

المثبتة:

الميزة الأساسية للجمع بين محرك الأقراص و CLA ؛

الحاجة إلى مزيد من البحث ؛

أهداف وغايات عمل الأطروحة.

في الفصل الثاني ، يتم النظر في طرق حساب CLIM.

بناءً على تحليل انتشار المجال المغناطيسي ، تم اختيار نموذج ثلاثي الأبعاد.

يتكون لف CLIM في الحالة العامة من ملفات فردية متصلة في سلسلة في دائرة ثلاثية الطور.

نحن نعتبر CLA مع لف أحادي الطبقة وترتيب متماثل للعنصر الثانوي في الفجوة فيما يتعلق بنواة المحرِّض.

تم وضع الافتراضات التالية: 1. يتركز تيار الملف الممتد على طول 2pm في طبقات تيار رفيعة للغاية تقع على الأسطح المغناطيسية للمحث ويخلق موجة متحركة جيبية بحتة. السعة مرتبطة بعلاقة معروفة مع كثافة التيار الخطي والحمل الحالي

يخلق موجة متنقلة جيبية نقية. السعة مرتبطة بعلاقة معروفة مع كثافة التيار الخطي والحمل الحالي

إلى "" د. "" *. (1)

تي - القطب ث - عدد المراحل ؛ W هو عدد الدورات في المرحلة ؛ أنا - القيمة الحالية الفعالة ؛ P هو عدد أزواج الأقطاب ؛ J هي الكثافة الحالية ؛

كو 6 | - معامل لف التوافقي الأساسي.

2. يتم تقريب الحقل الأساسي في منطقة الأجزاء الأمامية بالدالة الأسية

/ (") = 0.83 إكسب ~~~ (2)

تم توضيح موثوقية مثل هذا التقريب للصورة الحقيقية للمجال من خلال الدراسات السابقة ، وكذلك التجارب على نموذج LIM. في هذه الحالة ، من الممكن استبدال L-2 بـ.

3. تقع بداية نظام الإحداثيات الثابتة x، y، z في بداية جزء الجرح من الحافة الواردة للمحث (الشكل 2).

مع الصياغة المقبولة للمشكلة ، n.s. يمكن تمثيل اللفات على شكل سلسلة فورييه مزدوجة:

حيث ، A هو الحمل الحالي الخطي للمحث ؛ كوب - معامل اللف ؛ L هو عرض الحافلة التفاعلية ؛ C هو الطول الإجمالي للمحث ؛ أ - زاوية القص

ض = 0.5 لتر - أ - منطقة تغيير الحث ؛ ن هو ترتيب التوافقي على طول المحور العرضي ؛ v هو ترتيب التوافقيات على طول الرئيسي الطولي ؛

نجد حل الجهد المغناطيسي المتجه للتيارات A في منطقة الفجوة الهوائية ، تحقق Ar المعادلات التالية:

divAs = 0.J (4)

بالنسبة إلى معادلة VE A 2 ، يكون للمعادلات الشكل:

DA2. = GgM 2 cIU T2 = 0.

تحل المعادلتان (4) و (5) بطريقة فصل المتغيرات. لتبسيط المشكلة ، نعطي فقط التعبير عن المكون الطبيعي للاستقراء في الفجوة:

الجحيم [KY<л

y 2a V 1st<ЬК0.51.

_¿1-2s-1-1 "

الشكل 2 - حساب نموذج رياضي لـ LIM بدون توزيع متعرج

KP2. سوب - آه

X (sILu + C ^ Ly) exp y

يمكن العثور على إجمالي الطاقة الكهرومغناطيسية 83 مترًا المنقولة من المرحلة الابتدائية إلى z "opTvE، Xer كتدفق المكون الطبيعي 8 لمتجه Poynting عبر السطح y - 5

= / / yauzhs =

"- - \ shXS + S2sILd \ 2

^ GrLs ^ GvVeG "" S0STASH1YaSCHAYA "U ™" * "" "القوة الميكانيكية-

R ™ so "zR ™" SHYA S ° FASTELING "تسرق التدفق„

C \ عبارة عن مجموعة من الإقتران مع C2.

"z-or،"، g ".msha" "mode" ". ..z

II "في البريد ، brss

^ I O L V o_ £ V y

- "" \ shXS + C.chaz؟ "

"" - ^ / H ^ n ^ m- ^ gI

l "\ shXS + S2s1gL5 ^

من حيث تنسيق L-Ukrome r r ^ r ثنائي الأبعاد ، من حيث

chie steel ^ torus ^ to ^ ^ ^ أنا

2) القوة الميكانيكية

القوة الكهرومغناطيسية £،.، "1 \ u003d p / c" + .y، / C1 "1"

وفقًا للتعبير ، تم حساب الصيغة (7) وفقًا لـ

4) خسائر في محث النحاس

Р ، г1 = ШI1 Гф ^

حيث rf هي المقاومة النشطة لملف الطور ؛

5) الكفاءة دون مراعاة الخسائر في لب الصلب

„r.-i ■ (12) P ، R„ (5> + L ، ..

6) معامل القدرة

r m! \ rr + rf) ^ typh1 m1 Z £

حيث ، 2 = + x1 هي الممانعة المطلقة للسلسلة

الدوائر المكافئة (الشكل 2).

x1 = xn + xa1 O4)

v-yazi-g (15)

x \ u003d x + x + x + Xa - مفاعلة التسرب الاستقرائي لـ ob-p a * h

وهكذا ، تم الحصول على خوارزمية لحساب الخصائص الثابتة لـ LIM مع عنصر ثانوي قصير الدائرة ، مما يجعل من الممكن مراعاة خصائص الأجزاء النشطة للهيكل في كل قسم من الأسنان.

يسمح النموذج الرياضي المطور بما يلي:. تطبيق جهاز رياضي لحساب محرك أسطواني خطي غير متزامن ، تعتمد خصائصه الثابتة على مجموعة متنوعة من الدوائر المكافئة للدوائر الكهربائية الأولية والثانوية والمغناطيسية

لتقييم تأثير المعلمات والتصميمات المختلفة للعنصر الثانوي على خصائص الجر والطاقة لمحرك تحريضي خطي أسطواني. . تتيح نتائج الحسابات إمكانية تحديد البيانات الفنية والاقتصادية الأساسية المثلى عند تصميم محركات الحث الخطي الأسطوانية ، كتقريب أولي.

يعرض الفصل الثالث "الدراسات الحسابية والنظرية" نتائج الحسابات العددية لتأثير مختلف المعلمات والمعلمات الهندسية على أداء الطاقة والجر في CLIM باستخدام النموذج الرياضي الموصوف سابقًا.

يتكون محث TsLAD من غسالات فردية موجودة في أسطوانة مغناطيسية حديدية. يتم إعطاء الأبعاد الهندسية لغسالات المحرِّض ، المأخوذة في الحساب ، في الشكل. 3. عدد الحلقات وطول الاسطوانة المغناطيسية - Гя "بعدد الأقطاب وعدد الفتحات لكل قطب ومرحلة لف لفات المحرِّض ، الموصلية الكهربائية C2 - Ug L ، و

وكذلك معلمات الدائرة المغناطيسية العكسية. يتم عرض نتائج الدراسة في شكل رسوم بيانية.

الشكل 3 - جهاز الحث 1 - عنصر ثانوي ؛ 2 الجوز غسالة З- الختم ؛ 4- لفائف مبيت 5 محركات 6 لفات ، 7 غسالة.

بالنسبة لمحرك قاطع الدائرة الذي يتم تطويره ، يتم تحديد ما يلي بشكل لا لبس فيه:

1 طريقة التشغيل ، والتي يمكن وصفها بأنها "البداية". "وقت العمل" أقل من ثانية (t. = 0.07 ثانية) ، قد يكون هناك إعادة تشغيل ، ولكن حتى في

في هذه الحالة ، لا يتجاوز إجمالي وقت التشغيل ثانية. لذلك ، فإن الأحمال الكهرومغناطيسية هي حمل تيار خطي ، ويمكن اعتبار كثافة التيار في اللفات أعلى بكثير من تلك المقبولة للآلات الكهربائية ذات الحالة المستقرة j: A = (25 ... 50) 10 A / m ، J (4 ... /) أ / مم 2. لذلك ، يمكن تجاهل الحالة الحرارية للجهاز.

3. قوة الجر المطلوبة Fn> 1500 N. في هذه الحالة ، يجب أن يكون التغيير في القوة أثناء التشغيل ضئيلاً.

4. قيود الحجم الشديدة: الطول Ls. 400 مم ؛ القطر الخارجي للجزء الثابت D = 40 ... 100 مم.

5 قيم الطاقة (l ، coscp) ليست ذات صلة.

وبالتالي ، يمكن صياغة مهمة البحث على النحو التالي: لأبعاد معينة ، حدد الأحمال الكهرومغناطيسية ، وقيمة معلمات تصميم LIM ، مع توفير

قوة جر عاكسة في حدود 0.3

بناءً على مهمة البحث المشكلة ، فإن المؤشر الرئيسي لـ LIM هو قوة الجر في فاصل الانزلاق 0.3

وبالتالي ، يبدو أن قوة الدفع LIM هي اعتماد وظيفي.

Fx = f (2p، r، & d2، y2، Yi، Ms> H< Wk, A, a) U<>>

tameters ، بعض pr-t -ko و t \ u003d 400/4 \ u003d 100 - * 66.6 مم

تنخفض قوة الجر بشكل ملحوظ 5

الجهد ° المرافقة لانخفاض انقسام القطب t والحث المغناطيسي في الهواء والانقسام t

هو 2p = 4 (الشكل 4). ° 3 فجوة الهواء لذلك ، فإن الأمثل

OD 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 9

الشريحة ب ، أوه

الشكل 4 - خاصية الجر في TsLAD "اعتمادًا على عدد الأعمدة

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 ■

1.5 | عند 2.0 لتر<

0 0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1

الشكل 5YUK5 ، آزو.

ra (6 = 1.5 مم و 5 = 2.0 مم)

الموصلية y2 و y3 والنفاذية المغناطيسية ts3 VE.

إن التغير في التوصيل الكهربائي للأسطوانة الفولاذية "(الشكل 6) على قوة جر CLAD له قيمة ضئيلة تصل إلى 5٪.

0 0,10,23,30,40,50,60,70,83,91

شريحة 8 ، أوه

الشكل 6. خاصية الجر لـ CLA بقيم مختلفة للتوصيل الكهربائي للأسطوانة الفولاذية

لا يحدث تغيير في النفاذية المغناطيسية u3 لأسطوانة فولاذية (الشكل 7) تغييرات كبيرة في قوة الجر Px = DB). مع قسيمة عمل 8 = 0.3 ، فإن خصائص الجر هي نفسها. بدء قوة الجر يختلف في حدود 3 ... 4٪. لذلك ، مع الأخذ في الاعتبار التأثير الضئيل للروابط و Mz على قوة الجر لـ CLA ، يمكن تصنيع الأسطوانة الفولاذية من الفولاذ اللين مغناطيسيًا.

0 0 1 0 2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

الشكل 7. خاصية الجر للـ CDIM عند قيم مختلفة للنفاذية المغناطيسية (Ts = 1000tso و Ts = 500tso) لأسطوانة فولاذية

من تحليل التبعيات الرسومية (الشكل 5 ، الشكل 6 ، الشكل 7) ، الاستنتاج التالي: التغييرات في موصلية الأسطوانة الفولاذية والنفاذية المغناطيسية ، مما يحد من الفجوة غير المغناطيسية ، من المستحيل تحقيق ثابت قوة الجر 1 "X بسبب تأثيرها الصغير.

ص = 1.2-10 "S / م

ص = 3 10 "جنوب / م

O 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Slip E، o

الشكل 8. خاصية الجر لـ CLIM لقيم مختلفة من التوصيل الكهربائي لـ SE

المعلمة التي يمكنك من خلالها تحقيق ثبات قوة الجر = / (2p ، r ،<$ й2 ,у2, уз, цз, Я, А, а) ЦЛАД, является удельная электропроводимость у2 вторичного элемента. На рисунке 8 указаны оптимальные крайние варианты проводимостей. Эксперименты, проведенные на экспериментальной установке, позволили определить наиболее подходящую удельную проводимость в пределах у=0,8-10"...1,2-ю"См/м.

الأشكال 9 ... 11 توضح التبعيات Г، I، t)، oo $<р = /(я) при различных значениях числа витков в катушке обмотки индуктора ЦЛАД с экранированным вторичным э л е м е нто в (с/,=1 мм; 5=1 мм).

Lg az o * ~ 05 Ob d5 إلى

الشكل 9. الاعتماد 1 = G (8) لقيم مختلفة لعدد اللفات في الملف

الشكل 10. eos التبعية

رسم! أنا الاعتماد t] = f (S)

إن التبعيات الرسومية لمؤشرات الطاقة على عدد المنعطفات في الأوعية هي نفسها. يشير هذا إلى أن التغيير في عدد الدورات في الملف لا يؤدي إلى تغيير كبير في هذه المؤشرات. هذا هو سبب قلة الاهتمام بهم.

تفسر الحقيقة الزيادة في جهد الجر (الشكل 12) مع انخفاض عدد الدورات في الملف. أن المقطع العرضي للسلك يزداد بقيم ثابتة للأبعاد الهندسية وعامل ملء فتحة المحرِّض بالنحاس وتغير طفيف في قيمة كثافة التيار. يعمل المحرك الموجود في محركات قاطع الدائرة في وضع التشغيل لمدة تقل عن ثانية. لذلك ، من أجل تشغيل الآليات بقوة جر كبيرة بدء التشغيل ووضع التشغيل قصير المدى ، يكون استخدام CLA مع عدد قليل من المنعطفات ومقطع عرضي كبير لسلك ملف لف الحث أكثر كفاءة.

يقولون / "4a؟ /؟ (/" ■ W0O 8oo boa íoo 2 os ■

O o / O.3 oi 05 O 07 os ¿J؟ الذي - التي

الشكل 12. خاصية الجر من CLIM لقيم مختلفة لعدد دورات عصر الملف الجبلي

ومع ذلك ، مع التشغيل المتكرر لمثل هذه الآليات ، من الضروري أن يكون لديك احتياطي لتدفئة المحرك.

وبالتالي ، بناءً على نتائج تجربة عددية باستخدام طريقة الحساب المذكورة أعلاه ، من الممكن تحديد الاتجاه في التغيير في المؤشرات الكهربائية ومؤشرات الجر لمختلف متغيرات CLIM بدرجة كافية من الدقة. المؤشر الرئيسي لثبات قوة الجر هو الموصلية الكهربائية لطلاء العنصر الثانوي y2. عن طريق تغييره في النطاق y = 0.8-10 ... 1.2-10 S / m ، يمكنك الحصول على خاصية الجر المطلوبة .

وبالتالي ، من أجل ثبات دفع CLIM ، يكفي تعيين القيم الثابتة 2p ، m ، s ، y) ،

! ]، = / (K y2، \ UK) (17)

حيث K \ u003d / (2p، m، 8، L2، y، Z »

يصف الفصل الرابع منهجية إجراء تجربة الطريقة المدروسة لمحرك قاطع الدائرة. أجريت دراسات تجريبية لخصائص محرك الأقراص على قاطع دارة عالي الجهد VMP-10 (الشكل 13)

الشكل 13 الإعداد التجريبي.

في هذا الفصل أيضًا ، يتم تحديد المقاومة بالقصور الذاتي لقاطع الدائرة ، والتي تتم باستخدام التقنية المعروضة في طريقة التحليل البياني باستخدام الرسم البياني الحركي لقاطع الدائرة. يتم تحديد خصائص العناصر المرنة. في الوقت نفسه ، يشتمل تصميم قاطع دارة الزيت على العديد من العناصر المرنة التي تتعارض مع إغلاق قاطع الدائرة وتسمح لك بتجميع الطاقة لإيقاف تشغيل قاطع الدائرة:

1) نوابض تسريع GPU "،

2) افصل الربيع G على "،

31 القوى المرنة التي تم إنشاؤها بواسطة نوابض التلامس Pk. - №1 ، 2012 ص 2-3. - وضع الوصول: http: // w \ v \ v.ivdon.ru.

إصدارات أخرى:

2. بياستولوف ، أ. تطوير محرك للقواطع الكهربائية ذات الجهد العالي 6 ... 35 كيلو فولت. "/ A.A. Pyastolov، I.N. No. 02900034856.-Chelyabinsk: CHIMESH.1990. - S. 89-90.

3 - يونسوف ، ر. تطوير محرك كهربائي خطي للأغراض الزراعية. / الترددات اللاسلكية. يونسوف ، آي إن. رامازانوف ، في. إيفانيتسكايا ، ف. Bazhenov // المؤتمر العلمي الثالث والثلاثون. ملخصات التقارير - سفيردلوفسك ، 1990 ، ص 32 - 33.

4. بياستولوف ، أ. محرك قاطع دارة الزيت عالي الجهد. / يونسوف آر إف ، رامازانوف آي إن ، بازينوف ف. // نشرة المعلومات رقم 91-2. -TsNTI، تشيليابينسك، 1991. S. 3-4.

5. بياستولوف ، أ. محرك أسطواني خطي غير متزامن. / يونسوف آر إف ، رامازانوف آي إن ، بازينوف ف. // نشرة المعلومات رقم 91-3. -TsNTI ، تشيليابينسك ، 1991. ص. 3-4.

6. Bazhenov، V.A. اختيار العنصر التراكمي لقاطع الدائرة VMP-10. المشكلات الفعلية للميكنة الزراعية: مواد الذكرى السنوية للمؤتمر العلمي والعملي "التعليم العالي للهندسة الزراعية في أودمورتيا - 50 عامًا". / إيجيفسك ، 2005. S. 23-25.

7. Bazhenov، V.A. تطوير محرك قاطع دارة زيت اقتصادي. المؤتمر العلمي والمنهجي الإقليمي إيجيفسك: FGOU VPO Izhevsk State Agricultural Academy، Izhevsk، 2004. P. 12-14.

8. Bazhenov، V.A. تحسين محرك قاطع دارة الزيت VMP-10. مشاكل تطوير الطاقة في ظروف التحولات الصناعية: وقائع المؤتمر العلمي والعملي الدولي المخصص للاحتفال بالذكرى السنوية الخامسة والعشرين لكلية كهربة وأتمتة الزراعة وقسم التكنولوجيا الكهربائية للإنتاج الزراعي. ^ إيجيفسك 2003 ، ص 249-250.

الأطروحات لدرجة المرشح للعلوم التقنية

سلمت إلى set_2012. تم التوقيع للنشر في 24 أبريل 2012.

ورق الأوفست Typeface Times New Roman Format 60x84 / 16. المجلد الأول للطباعة. تداول 100 نسخة. الأمر رقم 4187. دار النشر FGBOU BIIO أكاديمية إيجيفسك الزراعية الحكومية إيجيفسك ، شارع. طالب. أحد عشر

نص العمل بازينوف ، فلاديمير أركاديفيتش ، أطروحة حول موضوع التكنولوجيا الكهربائية والمعدات الكهربائية في الزراعة

مؤسسة موازنة الدولة الفيدرالية للتعليم المهني العالي "أكاديمية ولاية إيجيفسك الزراعية"

كمخطوطة

بازينوف فلاديمير أركاديفيتش

محرك أسطواني خطي طولي في محرك المفاتيح ذات الجهد العالي

تخصص 05.20.02 التقنيات الكهربائية والمعدات الكهربائية في الزراعة

رسالة لدرجة المرشح للعلوم التقنية

مستشار علمي: مرشح العلوم التقنية.

فلاديكين إيفان ريفوفيتش

إيجيفسك - 2012

في مراحل مختلفة من البحث ، تم تنفيذ العمل تحت إشراف دكتور في العلوم التقنية ، أستاذ ، رئيس. قسم "الآلات الكهربائية" في معهد تشيليابينسك للمكننة وكهربة الزراعة أ. Pyastolova (الفصل 1 ، 4 ، 5) ودكتوراه في العلوم التقنية ، أساتذة ، رئيس. قسم "المحركات الكهربائية والآلات الكهربائية" بجامعة سانت بطرسبرغ الحكومية الزراعية A.P. Epifanova (الفصل 2 ، 3) ، يعرب المؤلف عن خالص امتنانه.

مقدمة ................................................. ................................................ .. .................................. 5

1 تحليل محفِّلات دائرة الدائرة الزيتية وخصائصها ........................................ .......................... ........................ ......................... ......................... ...................... 7

1.1 الجهاز ومبدأ تشغيل المفاتيح ........................................ ...... ...... أحد عشر

1.2 تصنيف محركات الأقراص ... ..................................... 14

1.3 المكونات الرئيسية للمحرك ... ........................................ 19

1.4 متطلبات التصميم العامة للمشغلات ... ................... .. 22

1.5 المحركات الكهرومغناطيسية ... ................ .................................. .............. 26

1.5.1 تصميمات المشغلات الكهرومغناطيسية ... ......... ....... 28

1.5.2 محرك الملف اللولبي AC ............................................ .................. 42

1.5.3 القيادة على أساس التحديد المسطح .......................................... ........................ ......................... 45

1.5.4 محرك قاطع الدائرة على أساس محرك دوار غير متزامن ... ............................ ...................... ........................... ....................... ........ 48

1.5.5 محرك على أساس أسطواني خطي غير متزامن

محرك ................................................. .................................................. ...................... 50

استنتاجات حول الفصل وأهداف العمل ... ..... ............................... 52

2 حساب خصائص ججيلات المحرك الخطي غير المتزامن ........................................ .......................... ........................ ......................... ......................... ...................... 55

2.1 تحليل طرق حساب خصائص LIM ... ....... ....... 55

2.2 منهجية مبنية على نظرية أحادية البعد ... ..... ...................... 56

2.3 تقنية تقوم على نظرية ثنائية الأبعاد ... ................ ............... 58

2.4 تقنية تعتمد على نموذج ثلاثي الأبعاد ... ...................... ............... 59

2.5 نموذج رياضي لمحرك تحريضي أسطواني

أساس الدائرة المعادلة ............................................ .................. ................................ ................... 65

استنتاجات بشأن الفصل .............................................. .................................................. ................ 94

3 التحقيقات الحسابية والنظرية ... ..................... ...... 95

3.1 الأحكام والمهام العامة المطلوب حلها (بيان المشكلة) ...................................... ........ 95

3.2. المؤشرات والبارامترات التي تم التحقيق فيها ............................................ .. ....................... 96

استنتاجات بشأن الفصل .............................................. .................................................. ............ 105

4 دراسات تجريبية ... ............... ........... 106

4.1 تحديد المقاومة بالقصور الذاتي لنظام محرك BM ...

4.2 تحديد خصائص العناصر المرنة ... ..................... 110

4.3 تحديد الخصائص الكهروديناميكية ... ....... 114

4.4 تحديد مقاومة الهواء الديناميكي و

زيت العزل الهيدروليكي BM .............................................. ........ .................117

استنتاجات بشأن الفصل .............................................. .................................................. ............. 121

5 المؤشرات الفنية والاقتصادية ... ..................... ........ 122

استنتاجات بشأن الفصل .............................................. .................................................. ............. 124

الاستنتاجات العامة ونتائج البحث ............................................. ..................... 125

الأدب................................................. .................................................. ........................ 126

الملحق أ................................................ ............................................... .. ................... 137

الملحق ب حساب مؤشرات الموثوقية لمحركات الأقراص VM6 ... 35KV ... 139

الملحق (ب) المرجع الخاص ببحث موضوع التنمية ................................. 142

توثيق براءات الاختراع ... ................... ............................... ................. 142

II المؤلفات العلمية والتقنية والتوثيق الفني ......................................... 143

III الخصائص التقنية لمحرك أسطواني خطي غير متزامن ... ..................... ............................. .................... ...................... 144

IV تحليل الموثوقية التشغيلية لمحركات VM-6 ... 35 كيلو فولت ...................... 145

V مميزات تصميم الأنواع الرئيسية لمحركات الأقراص VM-6 ... 35 كيلو فولت ........ 150

الملحق د ... ............................................... .. .................... 156

مثال على تنفيذ محدد لمحرك الأقراص ... ..................... .................156

قاطع دارة عالي الجهد .............................................. .................... .............................. ..... 156

حساب الطاقة التي يستهلكها محرك القصور الذاتي ......................................... .............. 162

أثناء عملية التشغيل ............................................ ...................... ............................ .................... 162

فهرس الرموز الرئيسية والاختصارات ............................................ ...................... ......... 165

مقدمة

مع نقل الإنتاج الزراعي إلى أساس صناعي ، تزداد بشكل كبير متطلبات مستوى موثوقية مصدر الطاقة.

البرنامج المعقد المستهدف لتحسين موثوقية إمدادات الطاقة للمستهلكين الزراعيين / TsKP PN / يوفر على نطاق واسع إدخال معدات الأتمتة لشبكات التوزيع الريفية من 0.4 .. .35 kV ، كواحدة من أكثر الطرق فعالية لتحقيق هذا الهدف. يتضمن البرنامج ، على وجه الخصوص ، تجهيز شبكات التوزيع بمعدات التحويل الحديثة وأجهزة التشغيل الخاصة بها. إلى جانب ذلك ، من المخطط استخدام معدات التحويل الأولية قيد التشغيل ، خاصة في المرحلة الأولى.

الأكثر استخدامًا في الشبكات الريفية هي قواطع دارة الزيت (VM) المزودة بمحركات زنبركية وحمولة زنبركية. ومع ذلك ، فمن المعروف من تجربة التشغيل أن محركات الأقراص الظاهرية هي واحدة من أقل عناصر المفاتيح موثوقية. هذا يقلل من كفاءة الأتمتة المعقدة للشبكات الكهربائية الريفية. على سبيل المثال ، لوحظ أن 30 ... 35 ٪ من حالات حماية الترحيل والأتمتة / RZA / لم يتم تنفيذها بسبب الحالة غير المرضية لمحركات الأقراص. علاوة على ذلك ، يقع ما يصل إلى 85٪ من العيوب على نصيب VM 10 ... 35 كيلو فولت مع محركات حمولة زنبركية. وفقًا لبيانات العمل ، تحدث 59.3٪ من حالات فشل إعادة الإغلاق التلقائي / AR / استنادًا إلى محركات الزنبرك بسبب جهات الاتصال الإضافية للمحرك وقاطع الدائرة ، 28.9٪ بسبب آليات تشغيل محرك الأقراص وإبقائه في في الموقع. تمت ملاحظة الحالة غير المرضية والحاجة إلى التحديث وتطوير محركات موثوقة في الأعمال.

هناك تجربة إيجابية في استخدام محركات تيار مستمر كهرومغناطيسي أكثر موثوقية لـ 10 كيلو فولت في المحطات الفرعية للأغراض الزراعية. ومع ذلك ، نظرًا لعدد من الميزات ، لم تجد محركات الأقراص هذه تطبيقًا واسعًا [53].

الغرض من هذه المرحلة من البحث هو اختيار اتجاه البحث.

في عملية العمل ، تم حل المهام التالية:

تحديد مؤشرات الموثوقية للأنواع الرئيسية لمحركات الأقراص VM-6 .. 35 كيلو فولت ووحداتها الوظيفية ؛

تحليل ميزات التصميم لأنواع مختلفة من محركات الأقراص VM-6 ... 35 كيلو فولت ؛

إثبات واختيار حل بناء لمحرك VM 6 ... 35 كيلو فولت ومجالات البحث.

1 تحليل محركات دائرة النفط وخصائصها

يعتمد تشغيل محرك قواطع الدائرة الزيتية 6-10 كيلو فولت إلى حد كبير على كمال التصميم. يتم تحديد ميزات التصميم حسب المتطلبات الخاصة بهم:

يجب أن تكون الطاقة التي يستهلكها محرك الأقراص أثناء تشغيل الجهاز الظاهري محدودة ، لأن يتم توفير الطاقة من المحولات المساعدة منخفضة الطاقة. هذا المطلب مهم بشكل خاص للمحطات الفرعية التنحية لإمدادات الطاقة الزراعية.

يجب أن يوفر محرك قاطع دارة الزيت سرعة تحويل كافية ،

التحكم عن بعد والمحلي ،

التشغيل العادي بمستويات مقبولة من التغيير في جهد التشغيل ، إلخ.

بناءً على هذه المتطلبات ، يتم تصنيع آليات الدفع الرئيسية في شكل محولات ميكانيكية مع عدد مختلف من مراحل (مراحل) التضخيم ، والتي ، في عملية الإيقاف والتشغيل ، تستهلك القليل من الطاقة للتحكم في التدفق الكبير للطاقة التي يستهلكها التبديل.

في محركات الأقراص المعروفة ، يتم تنفيذ شلالات التضخيم هيكليًا في شكل أجهزة قفل (ZUO ، ZUV) مع مزاليج ، آليات تقليل (RM) بأذرع كسر متعددة الوصلات ، بالإضافة إلى مكبرات صوت ميكانيكية (MU) باستخدام طاقة الرافعة حمل أو زنبرك مضغوط. يوضح الشكلان 2 و 3 (الملحق ب) مخططات مبسطة لمحركات قاطع دارة الزيت من أنواع مختلفة. تظهر الأسهم والأرقام فوقها اتجاه وتسلسل تفاعل الآليات في عملية العمل.

أجهزة التحويل الرئيسية في المحطات الفرعية هي المفاتيح الخالية من الزيت والزيوت ، والمفصلات ، والصمامات حتى 1000 فولت وما فوق ، والمفاتيح التلقائية ، ومفاتيح السكين. في الشبكات الكهربائية ذات الطاقة المنخفضة بجهد 6-10 كيلو فولت ، يتم تثبيت أبسط أجهزة التحويل - مفاتيح التحميل.

في مجموعة المفاتيح 6 ... 10 كيلو فولت ، في مجموعة المفاتيح القابلة للسحب ، غالبًا ما تستخدم المفاتيح المعلقة منخفضة الزيت المزودة بزنبرك مدمج أو محركات كهرومغناطيسية (VMPP ، VMPE): التيارات المقدرة لهذه المفاتيح: 630 A ، 1000 A ، 1600 A ، 3200 أ.

كسر التيار 20 و 31.5 كيلو أمبير. تتيح مجموعة التصميمات هذه استخدام قواطع دوائر VMP في كل من التركيبات الكهربائية ذات الطاقة المتوسطة ، وعلى خطوط الإدخال الكبيرة وعلى جانب الدوائر الثانوية للمحولات الكبيرة نسبيًا. يسمح التنفيذ للتيار 31.5 كيلو أمبير باستخدام قواطع الدائرة المدمجة VMP في الشبكات عالية الطاقة 6 ... .10 كيلو فولت دون تفاعل وبالتالي تقليل تقلبات الجهد وانحرافات هذه الشبكات.

يتم تصنيع مفاتيح VMG-10 منخفضة الزيت المزودة بمحركات زنبركية ومحركات كهرومغناطيسية للتيارات المقدرة بـ 630 و 1000 أمبير وتيار كسر الدائرة القصيرة 20 كيلو أمبير. إنها مدمجة في غرف ثابتة من سلسلة KSO-272 وتستخدم بشكل أساسي في التركيبات الكهربائية متوسطة الطاقة. يتم أيضًا إنتاج قواطع الدائرة منخفضة الزيت من النوع VMM-10 ذات الطاقة المنخفضة باستخدام محركات زنبركية مدمجة لتيار مقنن 400 أمبير وتيار كسر مقنن يبلغ 10 كيلو أمبير.

في مجموعة واسعة من التصميمات والمعلمات ، يتم تصنيع الأنواع التالية من المفاتيح الكهرومغناطيسية: VEM-6 مع محركات كهرومغناطيسية مدمجة بجهد 6 كيلو فولت ، وتيارات مصنفة 2000 و 3200 أمبير ، ومعدل كسر التيار 38.5 و 40 كيلو أمبير ؛

VEM-10 مع محرك كهرومغناطيسي مدمج ، جهد 10 كيلو فولت ، تيارات مصنفة 1000 و 1250 ، تيار كسر مقنن 12.5 و 20 كيلو أمبير ؛

VE-10 مع محركات زنبركية مدمجة ، الجهد 10 كيلو فولت ، التيارات المقدرة 1250 ، 1600 ، 2500 ، 3000 أ. تيارات كسر مصنفة 20 و 31.5 كيلو أمبير.

وفقًا لمعاييرها ، تتوافق قواطع الدائرة الكهرومغناطيسية مع قواطع الدائرة منخفضة الزيت VMP ولها نفس النطاق. إنها مناسبة لعمليات التحويل المتكررة. تعتمد قدرة التبديل لقواطع الدائرة على نوع محرك الأقراص وتصميمه وموثوقية التشغيل. في المحطات الفرعية للمؤسسات الصناعية ، يتم استخدام محركات الزنبرك والمحركات الكهرومغناطيسية المدمجة في قاطع الدائرة بشكل أساسي. تُستخدم المحركات الكهرومغناطيسية في التركيبات الهامة:

عند إمداد مستهلكي الطاقة من الفئتين الأولى والثانية بعمليات تبديل متكررة ؛

التركيبات الكهربائية المسؤولة بشكل خاص من الفئة الأولى ، بغض النظر عن تكرار العمليات ؛

بوجود بطارية قابلة للشحن.

بالنسبة للمحطات الفرعية للمؤسسات الصناعية ، يتم استخدام أجهزة كاملة الكتلة: KRU و KSO و KTP ذات السعات والجهد والأغراض المختلفة. يتم تصنيع وتجميع واختبار الأجهزة الكاملة مع جميع الأجهزة وأدوات القياس والأجهزة المساعدة في المصنع أو في ورشة العمل وتسليمها مجمعة إلى موقع التثبيت. وهذا يعطي تأثيرًا اقتصاديًا كبيرًا ، حيث إنه يسرع ويقلل من تكلفة البناء والتركيب ويسمح لك بالعمل باستخدام الطرق الصناعية. تحتوي المفاتيح الكهربائية الكاملة على تصميمين مختلفين اختلافًا جوهريًا: قابل للسحب (سلسلة KRU) وثابت (سلسلة KRU)

KSO ، KRUN ، إلخ). تنجح الأجهزة من كلا النوعين بنفس القدر في حل مشاكل التركيبات الكهربائية وأعمال الصيانة.

تعد المفاتيح الكهربائية القابلة للطي أكثر ملاءمة وموثوقية وأمانًا في التشغيل. يتم تحقيق ذلك بسبب حماية جميع الأجزاء الحاملة للتيار واتصالات الاتصال بعزل موثوق ، فضلاً عن القدرة على استبدال قاطع الدائرة بسرعة عن طريق طرحها وصيانتها في ورشة العمل. يعد موقع محرك التبديل بحيث يمكن إجراء فحصه الخارجي مع تشغيل المفتاح وإيقاف تشغيله دون طرح الأخير.

تقوم المصانع بتصنيع سلسلة موحدة من المفاتيح الكهربائية القابلة للسحب للتركيب الداخلي للجهد حتى 10 كيلو فولت ، وترد المعلمات التقنية الرئيسية في الجدول 1.

الجدول 1.1 - المعلمات الرئيسية للمفاتيح الكهربائية للجهد 3-10 كيلو فولت للتركيب الداخلي

سلسلة الفولتية المقدرة ، بالكيلو فولت ، التيار المقنن ، في نوع قاطع دارة الزيت من نوع محرك الأقراص

KRU2-10-20UZ 3.6 ، 10630 1000 1600 2000 2500 3200 وعاء الزيت المنخفض VMP-Yuld PE-11 PP67 PP70

KR-10-31، 5UZ 6.10630 1000 1600 3200 وعاء الزيت المنخفض

KR-10D10UZ 10 1000 2000 4000 5000 وعاء الزيت المنخفض

KE-10-20UZ 10630 1000 1600 2000 3200 كهرومغناطيسي

KE-10-31 ، 5UZ 10630 1000 كهرومغناطيسي

1.1 الجهاز ومبدأ تشغيل المفاتيح

قواطع الدائرة من النوع VMG-10-20 عبارة عن قواطع دوائر عالية الجهد ثلاثية الأقطاب مع حجم صغير من سائل إطفاء القوس (زيت المحولات). المفتاح مخصص لتبديل دوائر التيار المتردد ذات الجهد العالي بجهد 10 كيلو فولت في الوضع العادي للتشغيل للتركيب ، وكذلك لفصل هذه الدوائر تلقائيًا في حالة تيارات الدائرة القصيرة والحمل الزائد الذي يحدث أثناء الحالات غير الطبيعية والطوارئ طرق تشغيل المنشآت.

يعتمد مبدأ تشغيل قاطع الدائرة على إطفاء القوس الكهربائي الذي يحدث عند فتح نقاط التلامس ، من خلال تدفق خليط الغاز والزيت الناتج عن التحلل المكثف لزيت المحولات تحت تأثير درجة حرارة القوس العالية . يتلقى هذا التدفق اتجاهًا معينًا في جهاز تبريد خاص للقوس يقع في منطقة احتراق القوس.

يتم التحكم في قاطع الدائرة بواسطة محركات الأقراص. في الوقت نفسه ، يتم تشغيل التبديل التشغيلي بسبب طاقة المحرك ، وإيقاف التشغيل - بسبب طاقة نوابض الفتح لقاطع الدائرة نفسه.

يظهر تصميم المفتاح في الشكل 1.1. تم تثبيت ثلاثة أعمدة للمفتاح على إطار ملحوم مشترك 3 ، وهو قاعدة المفتاح وبه ثقوب لتركيب المفتاح. على الجانب الأمامي من الإطار ، توجد ستة عوازل من البورسلين 2 (اثنان لكل عمود) ، والتي لها إبزيم ميكانيكي مرن داخلي. في كل زوج من العوازل ، يتم تعليق قطب المفتاح 1.

تتكون آلية محرك قاطع الدائرة (الشكل 9) من عمود 6 مع رافعات ملحومة به 5 نوابض تنطلق 1 متصلة بالأذرع الخارجية 5 ، ونابض عازل 2 متصل بالوسط. مثبتة في الأطراف المتقابلة للرافعات ، المتصلة بقضبان الاتصال الحاملة للتيار 9 بمساعدة

أقراط shchi 7 وتعمل على نقل الحركة من عمود التبديل إلى قضيب الاتصال.

التثبيت (اكتب VMP-10) - منظر عام

بين الروافع المتطرفة والوسطى على عمود التبديل ، يتم لحام زوج من الروافع ثنائية الذراعين 4 مع بكرات في النهايات. تعمل هذه الروافع على الحد من مواضع تشغيل وإيقاف قاطع الدائرة. عند التشغيل ، تقترب إحدى البكرات من الترباس 8 ، عند إيقاف التشغيل ، تحرك الأسطوانة الثانية قضيب عازلة الزيت 3 ؛ يتم عرض ترتيب أكثر تفصيلاً في الشكل 1. 2.

اعتمادًا على حركية المقصورة ، يسمح قاطع الدائرة بالاتصال الأوسط أو الجانبي لمحرك الأقراص. يتم استخدام الرافعة 13 (الشكل 1.1) للتوصيل المتوسط ​​للمحرك ، بالإضافة إلى تثبيت الرافعة 12 (الشكل 1.1) على عمود قاطع الدائرة للتوصيل الجانبي.

الشكل 1.2 - تبديل القطب

الجزء الرئيسي من عمود التبديل (الشكل 1.2) هو الأسطوانة 1. بالنسبة للمفاتيح ذات التيار المقدر 1000 أمبير ، فإن هذه الأسطوانات مصنوعة من النحاس. أسطوانات المفاتيح للتيار المقنن 630A مصنوعة من الفولاذ ولها خط طولي غير مغناطيسي. يتم لحام كتيفين لكل أسطوانة لتوصيلها بعوازل الدعم ، وغطاء 10 مع سدادة تعبئة الزيت 11 ومؤشر الزيت 15. يعمل الغلاف كإضافة إضافية

التحقيق في تأثير عدم الجيوب الأنفية لجهد الإمداد ، بسبب تعديل عرض النبضة ، على خصائص الطاقة للمحركات غير المتزامنة

• • تقنيات ووسائل الميكنة الزراعية
  • التقنيات الكهربائية والمعدات الكهربائية في الزراعة
  • تقنيات ووسائل الصيانة في الزراعة

480 فرك. | 150 غريفنا | 7.5 دولارات أمريكية ، MOUSEOFF ، FGCOLOR ، "#FFFFCC" ، BGCOLOR ، "# 393939") ؛ " onMouseOut = "return nd ()؛"> الرسالة - 480 روبل ، الشحن 10 دقائق 24 ساعة في اليوم وسبعة أيام في الأسبوع وأيام العطل

Ryzhkov الكسندر فيكتوروفيتش تحليل واختيار التصميمات المنطقية لمحرك خطي أسطواني مع إثارة كهرومغناطيسية: أطروحة ... مرشح للعلوم التقنية: 05.09.01 / Ryzhkov Alexander Viktorovich؛ [مكان الحماية: فورونيج. ولاية تقنية. un-t] .- فورونيج ، 2008. - 154 ص: مريض. RSL OD ، 61 09-5 / 404

مقدمة

الفصل 1 تحليل الاتجاهات النظرية والبناءة لتطوير الآلات الكهربائية للحركة الخطية 12

1.1 السمات المحددة لتطبيقات تصميم الآلات الكهربائية الخطية 12

1.2 تحليل التصميم المطور لمحرك كهربائي خطي أسطواني 26

1.3 نظرة عامة على ممارسات تصميم الآلة الخطية 31

1.4 نمذجة العمليات الكهرومغناطيسية على أساس طريقة العناصر المحدودة 38

1.5 الغرض من العمل وأهداف الدراسة 41

الفصل 2 خوارزمية الحساب الكهرومغناطيسي لمحرك DC خطي أسطواني بدون تلامس 43

2.1 بيان المشكلة 43

2.2 تحليل محرك DC خطي أسطواني بتصميم طولي - شعاعي للنظام المغناطيسي 45

2.3 خوارزمية الحساب الكهرومغناطيسي لمحرك DC خطي أسطواني 48

2.4 تقييم الحالة الحرارية لمحرك خطي أسطواني 62

الفصل 3 محاكاة واختيار المجموعات المنطقية لمعلمات الخرج لمحرك DC خطي أسطواني 64

3.1 التوليف الخطي محرك اسطوانيالتيار المباشر على أساس معايير الجر الأقصى ، وأداء الطاقة 64

3.2 نمذجة العناصر المحدودة لمحرك DC خطي أسطواني 69

3.2.1 وصف بيانات الإدخال للنمذجة 69

3.2.2 تحليل نتائج المحاكاة 78

الفصل 4 التنفيذ العملي ونتائج الدراسات التجريبية للمحركات الاسطوانية الخطية 90

1.4 نماذج من محركات DC أسطوانية خطية 90

4.1.1 المكونات الهيكلية لمعمارية المحرك الخطي 90

4.1.2 تنفيذ نموذج لمحركات خطية أسطوانية 95

4.1.3 هيكل وحدة التحكم الأسطواني محرك كهربائي خطي 96

4.2 نتائج الدراسات التجريبية للمتغيرات المطورة للمحركات الكهربائية الأسطوانية الخطية 100

4.2.1 دراسة الحالة الحرارية لمحرك خطي 101

4.2.2 دراسات تجريبية للتحريض في فجوة النماذج الأولية للمحركات الخطية 103

4.2.3 التحقيقات في قوة الجر الكهرومغناطيسي القابضة ضد التيار في الملف 107

4.2.3 دراسة اعتماد قوة الجر للمحركات الكهربائية الخطية المطورة على مقدار إزاحة الجزء المتحرك 110

4.2.3 الخصائص الميكانيكيةعينات مطورة من المحركات الخطية 118

النتائج 119

الخلاصة 120

المراجع 122

الملحق أ 134

الملحق ب 144

الملحق ب 145

مقدمة في العمل

أهمية الموضوع.

في الوقت الحالي ، أصبحت المحركات الخطية الأسطوانية أكثر شيوعًا كمحركات لمحركات الأقراص الكهربائية. الغرض الخاصنفذت في إطار المجمعات الكهربائية المستخدمة ، على وجه الخصوص ، في الفضاء والتكنولوجيا الطبية. في الوقت نفسه ، فإن وجود عمل مباشر مباشر من الجسم التنفيذي في المحركات الخطية الأسطوانية يحدد ميزتها على المحركات الخطية المسطحة. ويرجع ذلك إلى عدم وجود قوى جذب من جانب واحد ، فضلاً عن القصور الذاتي للجزء المتحرك ، والذي يحدد صفاتهم الديناميكية العالية.

تجدر الإشارة إلى أنه في مجال تطوير أدوات التحليل للمتغيرات البناءة للمحركات الخطية ، هناك نتائج إيجابية تم الحصول عليها من قبل كل من النتائج المحلية (Voldek A.I. ، Svecharnik DV ، Veselovsky O.N. ، Konyaev A.Yu. ، Sarapulov F.N.) والأجنبية باحثون (Yamamura ، Wang J. ، Jewell Geraint W. ، Howe D.). ومع ذلك ، لا يمكن اعتبار هذه النتائج كأساس لإنشاء أدوات عالمية تسمح باختيار خيارات التصميم المثلى للمحركات الكهربائية الخطية فيما يتعلق بمنطقة كائن معينة. يتطلب هذا بحثًا إضافيًا في مجال تصميم محركات خطية خاصة للهندسة المعمارية الأسطوانية من أجل الحصول على خيارات تصميم عقلانية موجهة للكائنات.

وبالتالي ، بناءً على ما سبق ، فإن أهمية موضوع البحث تمليه الحاجة إلى إجراء بحث إضافي يهدف إلى تطوير أدوات لنمذجة وتحليل المحركات الخطية الأسطوانية ذات الإثارة المغناطيسية الكهربية من أجل الحصول على حلول تصميم عقلانية.

يتوافق موضوع بحث الأطروحة مع أحد الاتجاهات العلمية الرئيسية لـ VPO "Voronezh State Technical University" أنظمة الحوسبة والمجمعات الكهربائية للبرامج والأجهزة (تطوير وبحث تقنيات المعلومات الذكية لتصميم وإدارة المجمعات والأنظمة الصناعية المعقدة. GB رقم NIR 2007.18).

الغرض من الدراسة وأهدافها. الهدف من العمل هو إنشاء مجموعة من الأدوات لتحليل تصميمات محركات التيار المستمر الأسطوانية الخطية ذات الإثارة المغناطيسية الكهربية ، مما يسمح باختيار خياراتها المنطقية ، مع التركيز على الاستخدام في إطار المحركات الكهربائية ذات الأغراض الخاصة ، وتحقيق القيم المحددة مؤشرات الطاقة المحددة ومستوى الخصائص الديناميكية.

وفقًا لهذا الهدف ، تم تحديد المهام التالية وحلها في العمل:

تحليل التصاميم المنطقية لمحركات التيار المستمر الأسطوانية الخطية ، والتي توفر ، في إطار المحركات الكهربائية ذات الأغراض الخاصة ، القيم المحددة لمؤشرات الطاقة المحددة ؛

إجراء دراسات نظرية للعمليات التي تحدث في المحركات الخطية غير الملامسة للتيار المستمر كأساس لبناء خوارزمية للحساب الكهرومغناطيسي لمحرك كهربائي خطي أسطواني ؛

تطوير خوارزمية حسابية كهرومغناطيسية ، مع مراعاة الميزات التي تسببها بنية الأنظمة المغناطيسية لمحرك خطي أسطواني ؛

تطوير هياكل نماذج العناصر المحدودة لتحليل العمليات الكهرومغناطيسية فيما يتعلق بظروف المحرك الخطي الأسطواني ؛

إجراء الدراسات التجريبية للنماذج تحت
التأكد من كفاية النماذج التحليلية والخوارزمية المطورة
ماجستير تصميم أسطواني المحركات الخطية.

طرق البحث. فياستخدم العمل طرق نظرية المجال ، نظرية الدوائر الكهربائية ، نظرية تصميم الآلات الكهربائية ، الرياضيات الحسابية ، التجربة الفيزيائية.

حداثة علمية. تم الحصول على النتائج التالية التي تتميز بالجدة العلمية في العمل:

تصميم الدائرة المغناطيسية لمحرك DC خطي أسطواني مع ممغنط محوريًا مغناطيس دائمكجزء من نظام مغناطيسي ذو اتجاه شعاعي للمغنطة ، يتميز بهندسة معمارية جديدة لبناء الجزء المتحرك من محرك كهربائي خطي ؛

تم تطوير خوارزمية لحساب محرك DC خطي أسطواني مع مغناطيس دائم ممغنط محوريًا كجزء من نظام مغناطيسي ذي اتجاه شعاعي للمغنطة ، والذي يختلف عن طريق مراعاة الميزات بسبب بنية بناء الجزء المتحرك من أسطواني محرك كهربائي خطي

تم تطوير هياكل نماذج العناصر المحدودة ، والتي تتميز بمجموعة خاصة من الشروط الحدودية في مناطق الحافة ؛

تم تطوير توصيات لاختيار حلول التصميم العقلاني التي تهدف إلى تحسين أداء الطاقة المحدد والصفات الديناميكية لمحركات DC الخطية الأسطوانية بناءً على البيانات الكمية من الحسابات العددية ، وكذلك نتائج الدراسات التجريبية للنماذج الأولية.

الأهمية العملية للعمل. القيمة العملية لأعمال الرسالة هي:

خوارزمية لتصميم المحركات الخطية الأسطوانية
طاقة منخفضة؛

نماذج العناصر المحدودة في التحليل ثنائي الأبعاد للمحركات الخطية الأسطوانية ، والتي تسمح بمقارنة الخصائص المحددة لمحركات التصميمات المختلفة للأنظمة المغناطيسية ؛

يمكن استخدام النماذج والخوارزمية المقترحة كأساس رياضي للإنشاء وسائل خاصةمُطبَّق برمجةأنظمة التصميم بمساعدة الكمبيوتر لمحركات التيار المستمر غير المتصلة.

تنفيذ نتائج العمل. تم استخدام النتائج النظرية والتجريبية التي تم الحصول عليها لأعمال الأطروحة في مؤسسة "معهد أبحاث ميكانيكا الإلكترونيات - ألفا" عند إجراء عمل بحثي "بحث حول طرق إنشاء محركات تشغيل ميكاترونيك حديثة عالية الموارد لأنواع مختلفة من الحركة في أشكال مختلفة باستخدام جهاز رقمي. قناة المعلومات والتحكم غير المستشعر في تحديد إحداثيات الطور المدمجة في أجهزة أنظمة دعم الحياة الفضائية (SC) "، البحث والتطوير" البحث عن طرق لإنشاء محركات كهربائية خطية "ذكية" مع التحكم في ناقل الحالة لأنظمة أتمتة المركبات الفضائية "، البحث والتطوير" البحث وتطوير أجهزة دفع حركة خطية دقيقة ذكية مع تصميم معياري غير تقليدي للمعدات الصناعية والطبية والخاصة من الجيل الجديد "، بالإضافة إلى إدخالها في العملية التعليمية لقسم الأنظمة الكهروميكانيكية وإمدادات الطاقة التابعة للدولة التعليمية مؤسسة التعليم المهني العالي "جامعة فورونيج التقنية الحكومية" في دورة محاضرة"الآلات الكهربائية الخاصة".

استحسان العمل. تم الإبلاغ عن الأحكام الرئيسية لأعمال الأطروحة في المؤتمر العلمي والتقني الإقليمي "التكنولوجيات الجديدة في البحث العلمي والتصميم والإدارة والإنتاج"

(فورونيج 2006 ، 2007) ، في طلاب الجامعات العلمية والتقنية

مؤتمر "المشاكل التطبيقية للميكانيكا الكهربائية والطاقة والإلكترونيات" (فورونيج ، 2007) ، في مؤتمر عموم روسيا "التكنولوجيات الجديدة في البحث والتصميم والإدارة والإنتاج" (فورونيج ، 2008) ، في مؤتمر المدرسة الدولي " التكنولوجيا العاليةتوفير الطاقة "(فورونيج ، 2008) ، في المؤتمر العلمي والعملي الدولي الأول" الشباب والعلم: الواقع والمستقبل "(نيفينوميسك ، 2008) ، في المجلس العلمي والتقني" لمعهد البحث والتصميم لميكانيوترونيك ألفا " (فورونيج ، 2008) ، في المؤتمرات العلمية والتقنية لأعضاء هيئة التدريس وطلاب الدراسات العليا في قسم الأتمتة والمعلوماتية في الأنظمة التقنية في VSTU (فورونيج ، 2006-2008). بالإضافة إلى ذلك ، تم نشر نتائج الأطروحة في مجموعات الأوراق العلمية "المجمعات الكهروتقنية وأنظمة التحكم" ، "المشكلات التطبيقية للميكانيكا الكهروميكانيكية والطاقة والإلكترونيات" (فورونيج ، 2005-2007) ، في مجلة "المجمعات الكهروتقنية والتحكم. أنظمة "(فورونيج ، روسيا). فورونيج 2007-2008) ، في نشرة جامعة فورونيج التقنية الحكومية (2008).

المنشورات. 11 منشوراً حول موضوع الرسالة أعمال علمية، بما في ذلك 1 - في المنشورات التي أوصت بها لجنة التصديق العليا في الاتحاد الروسي.

هيكل ونطاق العمل. تتكون الأطروحة من مقدمة ، وأربعة فصول ، وخاتمة ، وقائمة مراجع من 121 عنوانًا ، والمادة مقدمة في 145 صفحة وتحتوي على 53 شكلًا و 6 جداول و 3 ملاحق.

في الفصل الأولتمت مراجعتها وتحليلها مثال رائع من الفنفي مجال تطوير المحركات الكهربائية الخطية ذات التأثير المباشر. يتم تصنيف المحركات الكهربائية الخطية ذات المفعول المباشر وفقًا لمبدأ التشغيل ، وكذلك وفقًا للتصميمات الرئيسية. يتم النظر في قضايا نظرية تطوير وتصميم المحركات الخطية ، مع مراعاة ميزات الآلة الخطية. استخدام طريقة العناصر المحدودة كأداة حديثة لتصميم الكهرباء المعقدة

الأنظمة الميكانيكية. تم تحديد الغرض من العمل وصياغة مهام البحث.

في الفصل الثانييتم النظر في قضايا تشكيل منهجية لتصميم محركات DC خطية أسطوانية غير متصلة ، يتم تقديم حساب كهرومغناطيسي لتطبيقات التصميم المختلفة للأنظمة المغناطيسية للمحرك الخطي ، والتي تحتوي على الخطوات التالية: اختيار الأبعاد الأساسية ، حساب القوة ؛ حساب ثابت الآلة ؛ تحديد الأحمال الحرارية والكهرومغناطيسية ؛ حساب بيانات اللف حساب قوة الجر الكهرومغناطيسية. حساب النظام المغناطيسي واختيار أحجام المغناطيس الدائم. تم إجراء حساب تقديري لعملية نقل الحرارة لمحرك كهربائي خطي.

في الفصل الثالثيتم إعطاء تعبيرات معيار التحسين العالمي ، مما يسمح بالأداء تحليل مقارنمحركات DC و AC ذات طاقة منخفضة مع مراعاة متطلبات الطاقة والسرعة. يتم تشكيل أحكام منهجية نمذجة محرك DC خطي أسطواني بطريقة العناصر المحدودة ، ويتم تحديد الافتراضات الرئيسية ، والتي تم بناء الجهاز الرياضي لتحليل نماذج من هذه الأنواع من المحركات. يتم الحصول على نماذج العناصر المحدودة ثنائية الأبعاد لمحرك خطي أسطواني لتصميمات مختلفة للجزء المتحرك: مع مغنطة شبه قطرية لمغناطيسات القطع على القضيب ومع غسالات مغناطيسية ممغنطة محوريًا.

في الفصل الرابعيتم تقديم تطوير عملي لعينات من المحركات المتزامنة الخطية الأسطوانية ، ويظهر تنفيذ دائرة لوحدة تحكم لمحرك خطي أسطواني. تم تسليط الضوء على مبادئ التحكم في المحرك الكهربائي المحدد. نتائج الدراسات التجريبية لمحرك أسطواني خطي متزامن بتصميم مختلف للنظام المغناطيسي للجزء المتحرك ، ومنها: دراسات الأنماط الحرارية للمحرك الكهربائي ،

اعتماد قوة الجر للمحرك الكهربائي على التيارات والإزاحة. تم إجراء مقارنة بين نتائج النمذجة باستخدام طريقة العناصر المحدودة مع تجربة فيزيائية ، كما تم إجراء تقييم للمعلمات التي تم الحصول عليها للمحرك الخطي مع المستوى التقني الحديث.

في الختام ، يتم عرض النتائج الرئيسية للدراسات النظرية والتجريبية التي تم إجراؤها.

تحليل التصميم المطور لمحرك كهربائي خطي أسطواني

يفرض محرك كهربائي خطي مع التحكم في ناقل الحالة عددًا من المتطلبات المحددة على تصميم وتشغيل CLSD. يدخل تدفق الطاقة من الشبكة عبر جهاز التحكم إلى لف المحرك ، مما يضمن التسلسل الصحيح للتفاعل بين المجال الكهرومغناطيسي للملف ومجال المغناطيس الدائم للقضيب المتحرك وفقًا لقوانين التبديل المناسبة. إذا كان المغناطيس الدائم عالي الإكراه موجودًا على القضيب ، فإن تفاعل المحرك لا يؤدي عمليًا إلى تشويه التدفق المغناطيسي الرئيسي. يتم تحديد جودة تحويل الطاقة الكهروميكانيكية ليس فقط من خلال نظام مغناطيسي تم اختياره بشكل عقلاني ، ولكن أيضًا من خلال نسبة معلمات الطاقة للعلامة التجارية المغناطيسية والحمل الخطي لملف العضو الثابت. إن حساب المجال الكهرومغناطيسي لـ FEM والبحث عن تصميم منطقي للآلة الكهربائية بطريقة التجربة العددية ، الموجهة بمساعدة معيار التحسين الذي تم الحصول عليه ، يجعل من الممكن القيام بذلك بأقل تكلفة.

مع الأخذ في الاعتبار المتطلبات الحديثة للموارد ونطاق التنظيم وتحديد المواقع ، تم تصميم تخطيط CLSD وفقًا للمبدأ الكلاسيكي للتفاعل الديناميكي للتدفق المغناطيسي لإثارة القضيب المتحرك مع التدفق المغناطيسي لملف المحرك للفتحة الجزء الثابت.

أتاح التحليل الفني الأولي للتصميم المطور إنشاء ما يلي:

تعتمد مسألة طاقة المحرك على عدد الأطوار ودائرة تبديل لف حديد التسليح ، بينما يلعب شكل المجال المغناطيسي الناتج في فجوة الهواء وشكل الجهد الموفر لمراحل اللف دورًا مهمًا ؛

يوجد على القضيب المتحرك مغناطيس دائم ذو أرضية نادرة بهيكل مغنطيسي شبه قطري ، كل منها يتكون من ستة أجزاء ، مجتمعة في هيكل أسطواني مجوف ؛

في التصميم المطور ، من الممكن ضمان الوحدة التكنولوجية لآلية العمل وقضيب CLSD ؛

توفر دعامات المحامل ذات عوامل التحميل المُحسّنة هامش الجودة الضروري من حيث مستوى وقت التشغيل المضمون ونطاق تنظيم سرعة حركة القضيب ؛

تتيح لك إمكانية التجميع الدقيق مع الحد الأدنى من التحمل وضمان الانتقائية اللازمة لأسطح التزاوج للأجزاء والتجمعات زيادة عمر الخدمة ؛

تتيح لك القدرة على الجمع بين أنواع الحركة الترجمية والدورانية في هندسة محرك واحد توسيع وظائفها وتوسيع النطاق.

مرساة TsLSD عبارة عن أسطوانة مصنوعة من الفولاذ المغناطيسي الناعم ، أي لها تصميم بدون فتحات. تتكون الدائرة المغناطيسية لنير المحرك من ست وحدات - البطانات ، متداخلة ومصنوعة من الفولاذ 10 GOST 1050-74. تحتوي البطانات على فتحات لنهايات الإخراج لملفات ملف المحرك ثنائي الطور. تشكل البطانات ، المجمعة في حزمة ، أساسًا نيرًا لإجراء التدفق المغناطيسي الرئيسي والحصول على القيمة المطلوبة للحث المغناطيسي في إجمالي فجوة العمل غير المغناطيسية. يعد التصميم الخالي من الفتحات للحافظة هو الأكثر واعدة من حيث ضمان التوحيد عالي السرعة في منطقة القيم الدنيا لنطاق التحكم في السرعة الخطية ، فضلاً عن دقة تحديد موضع القضيب المتحرك (لا توجد نبضات من قوة الجر الكهرومغناطيسية لترتيب السن في الفجوة غير المغناطيسية). ملفات لف حديد التسليح على شكل أسطوانة ، لفات اللف مصنوعة من سلك مع عزل ذاتي التكلس PFTLD أو مع عزل المينا PETV GOST 7262-54 ، مشرب بمركب حراري يعتمد على راتنجات الايبوكسي ، ملفوف على إطار من الألومنيوم مع شكل صلب ومصمم لدرجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية. بعد صب وبلمرة مركب التشريب ، يكون الملف عبارة عن وحدة متجانسة صلبة. يتم تجميع دروع المحامل مع وحدات نير التثبيت. العلب الدرع المحمل مصنوعة من سبائك الألومنيوم. يتم تثبيت البطانات البرونزية في علب واقي المحمل.

وفقًا لنتائج بحث براءة الاختراع ، تم تحديد تطبيقين بناءين للأنظمة المغناطيسية ، والتي تختلف بشكل أساسي في النظام المغناطيسي للجزء المتحرك من المحرك الخطي الأسطواني.

يحتوي القضيب المتحرك للتصميم الأساسي للمحرك الكهربائي على مغناطيس دائم نادر من الأرض N35 ، حيث يتم تثبيت غسالات فصل غير مغناطيسية غير حديدية ، به 9 أقطاب (لا يزيد عدد الأقطاب المغطاة بالطول النشط للآلة عن 4 أقطاب). يوفر تصميم الماكينة توازنًا في المجال المغناطيسي من المغناطيس الدائم لتقليل تأثير الحافة الطولية الأولية. توفر مغناطيسات الإكراه العالي المستوى المطلوب من الحث في فجوة الهواء. المغناطيس الدائم محمي بواسطة غلاف غير مغناطيسي ، والذي يوفر وظائف الدليل وله الخصائص المرغوبة للسطح المنزلق. يجب أن تكون مادة غلاف التوجيه غير مغنطيسية ، أي يجب ألا يحمي الغلاف المجال المغناطيسي للوحدات المتعرجة والمغناطيسية ، حيث يجب أن يكون ارتباط التدفق بحد أقصى. في نفس الوقت ، يجب أن يكون الغلاف محددًا الخواص الميكانيكية، مما يضمن عمر خدمة مرتفع ومستوى منخفض من خسائر الاحتكاك الميكانيكي في المحامل الخطية. يُقترح استخدام الفولاذ المقاوم للتآكل والمقاوم للحرارة كمادة جلبة.

وتجدر الإشارة إلى أن الزيادة في أداء الطاقة المحددة تتحقق عادة من خلال استخدام مغناطيس دائم مع طاقة مغناطيسية عالية ، ولا سيما من السبائك التي تحتوي على معادن أرضية نادرة. في الوقت الحاضر ، تستخدم الغالبية العظمى من أفضل المنتجات مغناطيس نيوديميوم - حديد - بورون (Nd-Fe-B) مع إضافات من مواد مثل الديسبروسيوم ، الكوبالت ، النيوبيوم ، الفاناديوم ، الغاليوم ؛ إلخ. تؤدي إضافة هذه المواد إلى تحسين ثبات المغناطيس من وجهة نظر درجة الحرارة. يمكن استخدام هذه المغناطيسات المعدلة حتى + 240 درجة مئوية.

نظرًا لأنه يجب مغنطة البطانات ذات المغناطيس الدائم شعاعيًا ، فقد نشأت مشكلة تكنولوجية أثناء تصنيعها بسبب الحاجة إلى توفير التدفق المطلوب للمغنطة والأبعاد الهندسية الصغيرة. لاحظ عدد من مطوري المغناطيس الدائم أن شركاتهم لا تنتج مغناطيسًا دائمًا ممغنطًا شعاعيًا من مواد أرضية نادرة. نتيجة لذلك ، تقرر تطوير غلاف مغناطيسي دائم على شكل مغناطيس - مجموعة من ستة مناشير منحنية - شرائح.

من خلال تطوير ثم مقارنة أداء الطاقة للأنظمة المغناطيسية ، سنقيم إمكانيات الطاقة ، وننظر أيضًا في مدى توافق أداء المحرك الكهربائي مع المستوى التقني الحالي.

يظهر الرسم التخطيطي لمحرك أسطواني خطي متزامن مع نظام مغناطيسي شعاعي طوليًا في الشكل 1.8.

نتيجة للمقارنة والتحليل لمستوى مؤشرات الطاقة لاثنين ، تم تطويرها أثناء البحث ، والتطبيقات البناءة للأنظمة المغناطيسية التي تم الحصول عليها نتيجة تجربة فيزيائية ، ومدى كفاية الطرق التحليلية والرقمية لحساب وتصميم النوع سيتم تأكيد المحرك الكهربائي الخطي قيد الدراسة في الأقسام اللاحقة.

خوارزمية الحساب الكهرومغناطيسي لمحرك DC خطي أسطواني

البيانات التالية هي الأساس لحساب CLSD:

أبعاد؛

طول الشوط للجزء المتحرك (قضيب)

سرعة قضيب متزامن Vs ، م / ث ؛

القيمة الحرجة (القصوى) لقوة الجر الكهرومغناطيسية FT N ؛

جهد الإمداد / ، V ؛

وضع تشغيل المحرك (مستمر ، PV) ؛

نطاق درجة حرارة بيئةفي ، ق ؛

نسخة المحرك (محمية ، مغلقة).

في الآلات الكهربائية الحثية ، تتركز طاقة المجال الكهرومغناطيسي في فجوة العمل ومنطقة السن (لا توجد منطقة أسنان في CLDPT ذات المحرك الأملس) ، وبالتالي فإن اختيار حجم فجوة العمل في تركيب آلة كهربائية ذات أهمية قصوى.

يمكن تعريف كثافة الطاقة المحددة في فجوة العمل على أنها نسبة القوة النشطة للآلة Рg إلى حجم فجوة العمل. تعتمد الطرق الكلاسيكية لحساب الآلات الكهربائية على اختيار ثابت الآلة SA (ثابت أرنولد) ، والذي يربط أبعاد التصميم الرئيسية بالأحمال الكهرومغناطيسية المسموح بها (تتوافق مع أقصى حمل حراري)

لضمان انزلاق القضيب ، يتم وضع جلبة بسمك Ar على مغناطيس دائم ، وتعتمد قيمة Ag على العوامل التكنولوجية ويتم اختيارها كأدنى حد ممكن.

ترتبط السرعة المتزامنة الخطية لقضيب CLDPT والسرعة المتزامنة المكافئة بالعلاقة

لضمان القيمة المطلوبة لقوة الجر مع أدنى قيمة للوقت الثابت وغياب قوة التثبيت (تقليلها إلى قيمة مقبولة) ، تم إعطاء الأفضلية لتصميم بلا أسنان مع إثارة من مغناطيس دائم قائم على طاقة عالية المواد المغناطيسية الصلبة (نيوديميوم - حديد - بورون). في هذه الحالة ، يحتوي المحرك على فجوة عمل كافية لاستيعاب اللف.

تتمثل المهمة الرئيسية لحساب النظام المغناطيسي في تحديد معلمات التصميم المثلى من حيث معلمات الطاقة وقوة الجر والمؤشرات الأخرى التي توفر قيمة معينة للتدفق المغناطيسي في فجوة العمل. في مرحلة التصميم الأولية ، أهم شيء هو إيجاد علاقة منطقية بين سمك الجزء الخلفي من المغناطيس والملف.

يرتبط حساب نظام مغناطيسي بمغناطيس دائم بتحديد منحنى إزالة المغناطيسية والتوصيلات المغناطيسية للأقسام الفردية. المغناطيس الدائم غير متجانسة ، ونمط المجال في الفجوة معقد بسبب تأثير الحافة الطولية وتدفق التشتت. سطح المغناطيس ليس متساوي الجهد ، والأقسام الفردية ، اعتمادًا على الموضع بالنسبة للمنطقة المحايدة ، لها إمكانات مغناطيسية غير متكافئة. هذا الظرف يجعل من الصعب حساب التوصيلات المغناطيسية للتسرب وتدفق التسرب للمغناطيس.

من أجل تبسيط الحساب ، نقبل افتراض تفرد منحنى إزالة المغناطيسية ، واستبدال تدفق التسرب الفعلي ، والذي يعتمد على توزيع MMF على طول ارتفاع المغناطيس ، مع الحساب المحسوب ، والذي يمر على طول الارتفاع بالكامل للمغناطيس ويترك سطح القطب تمامًا.

هناك عدد من الطرق التحليلية الرسومية لحساب الدوائر المغناطيسية ذات المغناطيس الدائم ، والتي وجدت منها طريقة عامل إزالة المغناطيسية المستخدمة لحساب المغناطيس المباشر بدون تقوية أكبر تطبيق في الممارسة الهندسية ؛ طريقة النسبة المستخدمة لحساب المغناطيس باستخدام المحرك ، وكذلك طريقة القياس الكهربائية المستخدمة لحساب الدوائر المغناطيسية المتفرعة باستخدام المغناطيس الدائم.

تعتمد دقة الحسابات الإضافية إلى حد كبير على الأخطاء المرتبطة بتحديد حالة المغناطيس بطاقة معينة مفيدة باستخدام z.opt التي طورتها في فجوة عمل غير مغناطيسية 8 فولت. يجب أن يتوافق الأخير مع أقصى ناتج لتحريض المجال الناتج في فجوة العمل والطاقة المحددة للمغناطيس.

يمكن تحديد توزيع الاستقراء في فجوة العمل في CLSD بدقة أكبر في سياق تحليل العناصر المحدودة لنموذج حساب محدد. في المرحلة الأولى من الحساب ، عندما يتعلق الأمر باختيار مجموعة معينة من الأبعاد الهندسية وبيانات الملف والخصائص الفيزيائية للمواد ، فمن المستحسن تعيين متوسط ​​القيمة الفعالة للتحريض في فجوة العمل Bscp. ستحدد كفاية مهمة B3av خلال الفترة الزمنية الموصى بها مدى تعقيد التحقق من الحساب الكهرومغناطيسي للجهاز بواسطة طريقة العناصر المحدودة.

المغناطيسات المغناطيسية الأرضية النادرة الصلبة المستخدمة على أساس معادن الأرض النادرة لها منحنى إزالة المغناطيسية تقريبًا ، وبالتالي ، في مجموعة واسعة من التغييرات في شدة المجال المغناطيسي ، تتغير قيمة الحث المقابل قليلاً نسبيًا.

لحل مشكلة تحديد ارتفاع الجزء المغناطيسي الخلفي hM في المرحلة الأولى من تركيب CLSD ، يُقترح النهج التالي.

وصف بيانات الإدخال للنمذجة

في قلب الحساب الكهرومغناطيسي الطريقة العدديةيكمن نموذج يتضمن هندسة الماكينة ، والخصائص المغناطيسية والكهربائية لموادها النشطة ، ومعلمات النظام وأحمال التشغيل. أثناء الحساب ، يتم تحديد المستحثات والتيارات في أقسام النموذج. ثم يتم تحديد القوى واللحظات ، وكذلك مؤشرات الطاقة.

يتضمن بناء نموذج تعريف نظام الافتراضات الأساسية التي تحدد إضفاء الطابع المثالي على خصائص الخصائص الفيزيائية والهندسية للهيكل والأحمال ، التي تم بناء النموذج على أساسها. يحتوي تصميم الآلة ، المصنوع من مواد حقيقية ، على عدد من الميزات ، بما في ذلك عيوب الشكل والتشتت وعدم تجانس خواص المواد (انحراف خواصها المغناطيسية والكهربائية عن القيم المحددة) ، إلخ.

المثال النموذجي لإضفاء الطابع المثالي على مادة حقيقية هو تخصيص خصائص التجانس لها. في عدد من تصميمات المحركات الخطية ، فإن مثل هذا المثالية مستحيلة ، لأن يؤدي إلى نتائج حسابية غير صحيحة. مثال على ذلك محرك أسطواني خطي متزامن مع طبقة موصلة غير مغناطيسية (جلبة) ، حيث تتغير الخواص الكهربائية والمغناطيسية فجأة عند عبور السطح البيني بين المواد.

بالإضافة إلى التشبع ، تتأثر خصائص خرج المحرك بشكل كبير بآثار السطح والحافة الطولية. في هذه الحالة ، تتمثل إحدى المهام الرئيسية في تعيين الشروط الأولية عند حدود المناطق النشطة بالجهاز.

وبالتالي ، يمكن أن يُمنح النموذج جزءًا فقط من خصائص الهيكل الحقيقي ، لذلك يتم تبسيط وصفه الرياضي. يعتمد تعقيد الحساب ودقة نتائجه على مدى جودة اختيار النموذج.

يعتمد الجهاز الرياضي لتحليل نماذج المحركات المتزامنة الخطية الأسطوانية على معادلات المجال الكهرومغناطيسي وهو مبني على الافتراضات الأساسية التالية:

1. المجال الكهرومغناطيسي شبه ثابت ، لأن تيارات الإزاحة والتأخير في انتشار الموجة الكهرومغناطيسية داخل منطقة المجال لا يكاد يذكر.

2. بالمقارنة مع تيارات التوصيل في الموصلات ، فإن تيارات التوصيل في المواد العازلة وتيارات الحمل التي تنشأ عندما تتحرك الشحنات مع الوسط لا تكاد تذكر ، وبالتالي يمكن إهمال هذه الأخيرة. نظرًا لعدم مراعاة تيارات التوصيل وتيارات الإزاحة وتيارات الحمل في العازل الكهربائي لملء الفجوة بين الجزء الثابت والدوار ، فإن سرعة حركة العازل (الغاز أو السائل) في الفجوة لا تؤخذ في الاعتبار. تأثير على المجال الكهرومغناطيسي.

3. حجم المجالات الكهرومغناطيسية للحث الكهرومغناطيسي أكبر بكثير من المجالات الكهرومغناطيسية لهول ، وطومسون ، والاتصال ، وما إلى ذلك ، وبالتالي يمكن إهمال الأخير.

4. عند النظر في المجال في وسط غير مغناطيسي ، يُفترض أن النفاذية المغناطيسية النسبية لهذا الوسط هي الوحدة.

المرحلة التالية من الحساب هي الوصف الرياضي لسلوك النموذج ، أو بناء نموذج رياضي.

يتكون الحساب الكهرومغناطيسي لـ FEM من الخطوات التالية:

1. اختيار نوع التحليل وإنشاء هندسة النموذج لـ FEM.

2. تحديد أنواع العناصر ، وإدخال خصائص المواد ، وتخصيص خصائص المواد والعناصر للمناطق الهندسية.

3. تقسيم مناطق النموذج إلى شبكة عناصر محدودة.

4. التطبيق على نموذج الشروط والأحمال الحدودية.

5. تحديد نوع التحليل الكهرومغناطيسي وتحديد خيارات الحل والحل العددي لنظام المعادلات.

6. استخدام وحدات ماكرو المعالج اللاحق لحساب القيم التكاملية للفائدة وتحليل النتائج.

تشير المراحل 1-4 إلى مرحلة ما قبل المعالج من الحساب ، والمرحلة 5 - إلى مرحلة المعالج ، والمرحلة 6 - إلى مرحلة ما بعد المعالج.

يعد إنشاء نموذج عنصر محدود خطوة شاقة في حساب FEM ، لأنه المرتبطة بإعادة إنتاج أدق هندسة ممكنة للكائن ووصف الخصائص الفيزيائية لمناطقه. يطرح التطبيق المبرر للأحمال وشروط الحدود أيضًا بعض الصعوبات.

يتم تنفيذ الحل العددي لنظام المعادلات تلقائيًا ، ومع تساوي جميع الأشياء الأخرى ، يتم تحديده من خلال موارد الأجهزة لتقنية الكمبيوتر المستخدمة. يتم تسهيل تحليل النتائج إلى حد ما من خلال أدوات التصور المتاحة كجزء من البرنامج المستخدم (PS) ، ومع ذلك ، فهذه واحدة من أقل المراحل الرسمية ، والتي لديها كثافة عمالية أكبر.

تم تحديد المعلمات التالية: الجهد المتجه المعقد للحقل المغناطيسي A ، والجهد القياسي Ф ، وحجم تحريض المجال المغناطيسي B والقوة H. تم استخدام تحليل المجالات المتغيرة بمرور الوقت للعثور على تأثير الدوامة. التيارات في النظام.

الحل (7) لحالة التيار المتردد له شكل جهد معقد (يتميز بالسعة وزاوية الطور) لكل عقدة في النموذج. يمكن تحديد النفاذية المغناطيسية والتوصيل الكهربائي لمادة المنطقة على أنها ثابتة أو كدالة لدرجة الحرارة. تجعل PS المستخدمة من الممكن تطبيق وحدات الماكرو المناسبة في مرحلة ما بعد المعالج لحساب السلسلة أهم المعلمات: طاقة المجال الكهرومغناطيسي ، القوى الكهرومغناطيسية ، كثافة تيار الدوامة ، فقدان الطاقة الكهربائية ، إلخ.

يجب التأكيد على أنه في سياق نمذجة العناصر المحدودة ، تتمثل المهمة الرئيسية في تحديد بنية النماذج: اختيار العناصر المحدودة ذات الوظائف الأساسية المحددة ودرجات الحرية ، ووصف الخصائص الفيزيائية للمواد في مختلف المجالات ، تعيين الأحمال المطبقة ، وكذلك الشروط الأولية عند الحدود.

على النحو التالي من المفهوم الأساسي لـ FEM ، يتم تقسيم جميع أجزاء النموذج إلى مجموعات من العناصر المحدودة المتصلة ببعضها البعض عند الرؤوس (العقد). يتم استخدام عناصر محدودة من نموذج بسيط نوعًا ما ، حيث يتم تحديد معلمات الحقل باستخدام دوال تقريب متعددة الحدود متعددة الحدود.

يمكن أن تكون حدود العناصر المحدودة في التحليل ثنائي الأبعاد خطية متعددة التعريف (عناصر من الدرجة الأولى) أو قطع مكافئ (عناصر من الدرجة الثانية). العناصر الخطية المتقطعة لها جوانب وعقد مستقيمة في الزوايا فقط. قد تحتوي العناصر المكافئة على عقدة وسيطة على طول كل جانب. بفضل هذا يمكن أن تكون جوانب العنصر منحنية (قطع مكافئ). مع وجود عدد متساوٍ من العناصر ، تعطي العناصر المكافئة دقة أكبر في الحسابات ، لأنها تعيد إنتاج الهندسة المنحنية للنموذج بدقة أكبر ولها وظائف شكل أكثر دقة (وظائف تقريبية). ومع ذلك ، فإن الحساب باستخدام العناصر المحدودة للطلبات العالية يتطلب موارد أجهزة كبيرة ووقتًا أطول للكمبيوتر.

هناك عدد كبير من الأنواع المستخدمة من العناصر المحدودة ، من بينها العناصر التي تتنافس مع بعضها البعض ، بينما نماذج مختلفةلا يوجد قرار مبرر رياضيًا حول كيفية تقسيم المنطقة بشكل أكثر كفاءة.

نظرًا لاستخدام الكمبيوتر لبناء وحل النماذج المنفصلة المدروسة نظرًا للكم الكبير من المعلومات التي تتم معالجتها ، فإن شرط الراحة والبساطة في الحسابات أمر مهم ، والذي يحدد اختيار الوظائف متعددة الحدود المقبولة. في هذه الحالة ، تصبح مسألة الدقة التي يمكنهم بها تقريب الحل المطلوب ذات أهمية قصوى.

في المشاكل قيد النظر ، المجهول هي قيم الجهد المغناطيسي المتجه A في العقد (الرؤوس) للعناصر المحدودة للمناطق المقابلة لتصميم آلة معين ، بينما تتطابق الحلول النظرية والرقمية في الجزء المركزي للعنصر المحدود ، لذلك ستكون الدقة القصوى لحساب الجهد المغناطيسي والكثافة الحالية في مركز العنصر.

هيكل وحدة التحكم لمحرك أسطواني خطي

تنفذ وحدة التحكم خوارزميات التحكم بالبرمجيات لمحرك كهربائي خطي. من الناحية الوظيفية ، تنقسم وحدة التحكم إلى قسمين: المعلومات والقوة. يحتوي جزء المعلومات على متحكم دقيق مع دوائر الإدخال / الإخراج للإشارات المنفصلة والتناظرية ، بالإضافة إلى دائرة تبادل البيانات مع الكمبيوتر. يحتوي قسم الطاقة على دائرة لتحويل إشارات PWM إلى جهد لف متعرج.

يتم عرض مخطط الدائرة الكهربائية لوحدة التحكم في المحرك الخطي في الملحق ب.

تُستخدم العناصر التالية لتشغيل جزء المعلومات بوحدة التحكم:

تشكيل مصدر طاقة بجهد مستقر +15 فولت (مصدر طاقة للدوائر الدقيقة DD5 ، DD6): مكثفات المرشح СІ ، С2 ، المثبت + 15 فولت ، الصمام الثنائي الواقي VD1 ؛

تشكيل مصدر طاقة بجهد مستقر +5 فولت (مصدر طاقة للدوائر الدقيقة DD1 ، DD2 ، DD3 ، DD4): المقاوم R1 لتقليل الأحمال الحرارية للمثبت ، مكثفات المرشح C3 ، C5 ، C6 ، مقسم جهد قابل للتعديل على المقاومات R2 ، R3 ، مكثف التنعيم C4 ، مثبت قابل للتعديل +5 فولت.

يستخدم موصل XP1 لتوصيل مستشعر الموضع. تمت برمجة المتحكم الدقيق من خلال موصل XP2. يقوم المقاوم R29 والترانزستور VT9 تلقائيًا بإنشاء إشارة منطقية "1" في دائرة إعادة الضبط في وضع التحكم ولا يشارك في تشغيل وحدة التحكم في وضع البرمجة.

موصل HRZ ، رقاقة DD1 ، المكثفات C39 ، C40 ، C41 ، C42 تنقل البيانات بين الكمبيوتر الشخصي ووحدة التحكم في كلا الاتجاهين.

لتشكيل ردود فعل الجهد لكل دائرة جسر ، يتم استخدام العناصر التالية: فواصل الجهد R19-R20 ، R45-R46 ، مكبر للصوت DD3 ، تصفية دوائر RC R27 ، R28 ، C23 ، C24.

تتيح الدوائر المنطقية التي يتم تنفيذها باستخدام شريحة DD4 إمكانية تنفيذ التبديل المتماثل ثنائي القطب لمرحلة محرك واحدة باستخدام إشارة PWM يتم توفيرها مباشرة من دبوس المتحكم الدقيق.

لتنفيذ قوانين التحكم اللازمة لمحرك كهربائي خطي ثنائي الطور ، يتم استخدام توليد منفصل للتيارات في كل ملف ثابت (جزء ثابت) باستخدام دائرتين جسريتين ، مما يوفر تيار خرج يصل إلى 20 أمبير في كل مرحلة عند جهد إمداد من 20 فولت إلى 45 فولت ، يتم استخدام مفاتيح الطاقة MOSFETs VT1-VT8 IRF540N من ​​International Rectifier (الولايات المتحدة الأمريكية) ، مع مقاومة مصدر تصريف منخفضة إلى حد ما RCH = 44 mOhm ، سعر مقبول ووجود نظير محلي 2P769 من VZPP ( روسيا) ، تم تصنيعها بقبول OTK و VP.

المتطلبات المحددة لمعلمات إشارة التحكم في MOSFET: مطلوب جهد مصدر بوابة كبير نسبيًا الشمول الكامل MOSFET ، لضمان التبديل السريع ، من الضروري تغيير جهد البوابة لفترة قصيرة جدًا (أجزاء من الميكروثانية) ، وتيارات إعادة شحن كبيرة لسعات الإدخال في MOSFET ، وإمكانية تلفها عند تقليل جهد التحكم في وضع "on" ، كقاعدة عامة ، يملي الحاجة إلى استخدام عناصر تكييف إضافية لإشارات التحكم في الإدخال.

لإعادة شحن سعات الإدخال الخاصة بـ MOSFETs بسرعة ، يجب أن يكون تيار التحكم النبضي 1A تقريبًا للأجهزة الصغيرة وما يصل إلى 7A للترانزستورات عالية الطاقة. يتم تنسيق مخرجات التيار المنخفض للدوائر الدقيقة للأغراض العامة (وحدات التحكم ، منطق TTL أو CMOS ، وما إلى ذلك) مع بوابة عالية السعة باستخدام مضخمات نبضية خاصة (محركات).

أتاحت مراجعة برامج التشغيل تحديد اثنين من السائقين Si9978DW من Vishay Siliconix (الولايات المتحدة الأمريكية) و IR2130 من International Rectifier (الولايات المتحدة الأمريكية) الأكثر ملاءمة للتحكم في جسر الترانزستور MOS.

تحتوي برامج التشغيل هذه على حماية مدمجة للجهد المنخفض للترانزستورات ، مع ضمان جهد الإمداد المطلوب عند بوابات MOSFETs ، ومتوافق مع منطق 5V CMOS و TTL ، مما يوفر سرعات تحويل سريعة جدًا ، طاقة منخفضةتشتت ويمكن أن تعمل في وضع التمهيد (بترددات من عشرات هرتز إلى مئات كيلوهرتز) ، أي لا تتطلب مصادر طاقة إضافية مرجحة ، مما يسمح لك بالحصول على دائرة بأقل عدد ممكن من العناصر.

بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي برامج التشغيل هذه على مقارن داخلي لتنفيذ دائرة حماية التيار الزائد ودائرة قمع مدمجة من خلال التيار في دوائر MOSFET الخارجية.

تم استخدام الدوائر الدقيقة IR2130 من International Rectifier DD5 و DD6 كسائقين لوحدة التحكم ، نظرًا لأنه ، مع تساوي الأشياء الأخرى ، تكون الشروط الفنية أكثر انتشارًا في السوق الروسية للمكونات الإلكترونية وهناك إمكانية لشرائها بالتجزئة.

يتم تنفيذ مستشعر تيار دائرة الجسر باستخدام المقاومات R11 ، R12 ، R37 ، R38 ، المحددة لتنفيذ الحد الحالي عند مستوى 10 أ.

بمساعدة مكبر الصوت الحالي المدمج في السائق ، المقاومات R7 ، R8 ، SW ، R34 ، ترشيح دوائر RC R6 ، C18-C20 ، R30 ، C25-C27 ، تعليقعلى تيارات المرحلة للمحرك الكهربائي. يظهر تخطيط لوحة النموذج الأولي لوحدة التحكم في المحرك الكهربائي الخطي المباشر في الشكل 4.8.

لتنفيذ خوارزميات التحكم والمعالجة السريعة للمعلومات الواردة ، تم استخدام وحدة التحكم الدقيقة الرقمية AVR ATmega 32 من عائلة Mega المصنعة من قبل At-mel كمتحكم DD2. متحكمات الأسرة الضخمة هي متحكمات 8 بت. يتم تصنيعها باستخدام تقنية CMOS منخفضة الطاقة ، والتي ، بالاقتران مع بنية RISC المتقدمة ، تحقق أفضل نسبة أداء / طاقة.