موتور ناهمزمان خطی استوانه ای در درایو قطع کننده های مدار ولتاژ بالا. CLD. سیستم کنترل درایو EDM میتسوبیشی الکتریک موتور خطی استوانه ای به عنوان نسخه خطی

به عنوان نسخه خطی

باژنوف ولادیمیر آرکادیویچ

موتور ناهمزمان خطی استوانه ای در درایو بالاسوئیچ های ولتاژ

تخصص 05.20.02 - فناوری های برق و تجهیزات الکتریکی در

پایان نامه برای مدرک

کاندیدای علوم فنی

ایژفسک 2012

این کار در موسسه آموزشی بودجه ایالتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک" (FGBOU VPO آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک) انجام شد.

مشاور علمی: داوطلب رشته علوم فنی، دانشیار

ولادیکین ایوان روویچ

مخالفان رسمی: وروبیوف ویکتور آندریویچ

دکترای علوم فنی، استاد

FGBOU VPO MGAU

آنها را V.P. گوریاچکینا

بکماچف الکساندر اگوروویچ

کاندیدای علوم فنی،

مدیر پروژه

CJSC "Radiant-Elcom"

سازمان رهبری:

موسسه آموزشی بودجه ایالتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "آکادمی کشاورزی دولتی چوواش" (FGOU VPO آکادمی کشاورزی دولتی چوواش)

دفاع انجام خواهد شد 28 » می 2012 در 10 ساعت در جلسه شورای پایان نامه KM 220.030.02 در آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک به آدرس: 426069, Izhevsk, st. دانشجو، 11، اتاق. 2.

پایان نامه را می توان در کتابخانه آکادمی کشاورزی دولتی FGBOU VPO Izhevsk یافت.

ارسال شده در وب سایت: www.izhgsha/ru

دبیر علمی

شورای پایان نامه N.Yu. لیتوینیوک

شرح کلی کار

مرتبط بودن موضوعبا انتقال محصولات کشاورزی به پایه صنعتی، الزامات برای سطح قابلیت اطمینان منبع تغذیه به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

برنامه جامع هدف برای بهبود قابلیت اطمینان منبع تغذیه مصرف کنندگان کشاورزی /TsKP PN/ معرفی گسترده تجهیزات اتوماسیون شبکه های توزیع روستایی 0.4 ... 35 کیلو ولت را به عنوان یکی از بهترین ها فراهم می کند. راه های موثردستیابی به این هدف. این برنامه به ویژه شامل تجهیز شبکه های توزیع به تجهیزات سوئیچینگ مدرن و دستگاه های درایو برای آنها است. در کنار این، فرض بر این است که تجهیزات سوئیچینگ اولیه در حال کار به طور گسترده مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

رایج ترین آنها در شبکه های روستایی کلیدهای روغن (VM) با درایوهای فنر و بار فنری هستند. با این حال، از تجربه عملیاتی مشخص است که درایوهای VM یکی از کم اعتمادترین عناصر هستند. تابلو برق. این امر کارایی اتوماسیون پیچیده شبکه های برق روستایی را کاهش می دهد. به عنوان مثال، در مطالعات Sulimov M.I.، Gusev V.S. اشاره شد که 30 ... 35 درصد موارد حفاظت رله و اتوماسیون (RPA) به دلیل وضعیت نامناسب درایوها اجرا نمی شود. علاوه بر این، تا 85٪ از عیوب توسط VM 10 ... 35 کیلو ولت با درایوهای بار فنری ایجاد می شود. محققان Zul N.M.، Palyuga M.V.، Anisimov Yu.V. توجه داشته باشید که 59.3٪ از خرابی های بسته شدن مجدد خودکار (AR) بر اساس درایوهای فنری به دلیل تماس های کمکی درایو و قطع کننده مدار، 28.9٪ به دلیل مکانیسم های روشن کردن درایو و نگه داشتن آن در وضعیت روشن رخ می دهد. وضعیت نامطلوب و نیاز به نوسازی و توسعه درایوهای قابل اعتماد در آثار Gritsenko A.V.، Tsvyak V.M.، Makarova V.S.، Olinichenko A.S. ذکر شده است.

تصویر 1 - تجزیه و تحلیل خرابی در درایوهای الکتریکی ВМ 6…35 کیلو ولت

تجربه مثبتی در استفاده از درایوهای الکترومغناطیسی قابل اعتمادتر با جریان مستقیم و متناوب برای VM 10 کیلو ولت در پست‌های رو به پایین برای اهداف کشاورزی وجود دارد. درایوهای برقی، همانطور که در کار G.I. Melnichenko ذکر شد، از نظر طراحی ساده با انواع دیگر درایوها به خوبی مقایسه می شوند. با این حال، از آنجایی که درایوهای مستقیم عمل می کنند، انرژی زیادی مصرف می کنند و به باتری و شارژر حجیم یا یکسوساز با ترانسفورماتور 100 کیلو ولت آمپر مخصوص نیاز دارند. با توجه به تعداد مشخص شده ویژگی ها، این درایوها کاربرد گسترده ای پیدا نکرده اند.

ما مزایا و معایب درایوهای مختلف را برای CM تجزیه و تحلیل کرده‌ایم.

معایب درایوهای الکترومغناطیسی جریان مستقیم: عدم امکان تنظیم سرعت حرکت هسته آهنربای الکتریکی بسته، اندوکتانس زیاد سیم پیچ آهنربای الکتریکی، که زمان روشن شدن کلید را به 3..5 ثانیه افزایش می دهد، وابستگی نیروی کشش به موقعیت هسته، که منجر به نیاز به سوئیچینگ دستی می شود، باتری باترییا یک واحد یکسو کننده با توان بالا و ابعاد و وزن زیاد آنها که تا 70 متر مربع را در فضای قابل استفاده اشغال می کند و غیره.

معایب درایوهای الکترومغناطیسی AC: مصرف برق بالا (تا 100 ... 150 کیلو ولت آمپر)، سطح مقطع زیاد سیم های تغذیه، نیاز به افزایش توان ترانسفورماتور کمکی با توجه به شرایط افت ولتاژ قابل قبول، وابستگی قدرت در موقعیت اولیه هسته، عدم امکان تنظیم سرعت حرکت و غیره.

معایب درایو القایی موتورهای آسنکرون خطی تخت عبارتند از: ابعاد و وزن زیاد، جریان راه اندازی تا 170 آمپر، وابستگی (کاهش چشمگیر) نیروی کشش به گرمایش رانر، نیاز به تنظیم شکاف با کیفیت بالا و پیچیدگی طراحی

معایب فوق در موتورهای القایی خطی استوانه ای (CLAM) به دلیل ویژگی های طراحی و شاخص های وزن و اندازه آنها وجود ندارد. بنابراین، ما پیشنهاد می کنیم از آنها به عنوان یک عنصر قدرت در درایوهای نوع PE-11 برای قطع کننده های مدار روغن استفاده کنیم، که طبق داده های اداره اورال غربی Rostekhnadzor برای جمهوری اودمورت، در حال حاضر در ترازنامه کار می کنند. شرکت های تامین انرژی VMP-10 نوع 600 قطعه، VMG-35 نوع 300 قطعه.

با توجه به مطالب فوق به شرح زیر می باشد هدف، واقعگرایانه: افزایش راندمان درایو کلیدهای فشار قوی روغن 6 ... 35 کیلو ولت، کار بر اساس CLAD، که امکان کاهش آسیب های ناشی از کمبود برق را فراهم می کند.

برای دستیابی به این هدف، وظایف پژوهشی زیر تعیین شد:

1. تجزیه و تحلیل بررسی طرح های موجود درایوهای قطع کننده مدار ولتاژ بالا 6 ... 35 کیلو ولت انجام دهید.
2. یک مدل ریاضی از CLA بر اساس یک مدل سه بعدی برای محاسبه ویژگی ها ایجاد کنید.
3. پارامترهای منطقی ترین نوع درایو را بر اساس مطالعات نظری و تجربی تعیین کنید.
4. انجام مطالعات تجربی ویژگی های کشش کلیدهای مدار 6 ... 35 کیلو ولت به منظور بررسی کفایت مدل پیشنهادی با استانداردهای موجود.
5. برای توسعه طراحی درایو کلیدهای مدار روغن 6 ... 35 کیلو ولت بر اساس TsLAD.
6. انجام یک مطالعه امکان سنجی در مورد کارایی استفاده از اتاق کنترل مرکزی برای درایوهای کلیدهای مدار روغن 6 ... 35 کیلو ولت.

موضوع مطالعهعبارت است از: یک موتور الکتریکی ناهمزمان خطی استوانه ای (CLAM) برای هدایت دستگاه های سوئیچ شبکه های توزیع روستایی 6 ... 35 کیلو ولت.

موضوع مطالعه: بررسی ویژگی های کشش CLIM هنگام کار در کلیدهای مدار روغن 6 ... 35 کیلو ولت.

روش های پژوهش.مطالعات نظری با استفاده از قوانین اساسی هندسه، مثلثات، مکانیک، دیفرانسیل و حساب انتگرال انجام شد. مطالعات طبیعی با سوئیچ VMP-10 با استفاده از ابزارهای فنی و اندازه گیری انجام شد. داده های تجربی با استفاده از برنامه Microsoft Excel پردازش شدند.

تازگی علمی کار.

1. نوع جدیدی از درایو برای کلیدهای مدار روغن پیشنهاد شده است که امکان افزایش قابلیت اطمینان عملکرد آنها را 2.4 برابر می کند.
2. تکنیکی برای محاسبه ویژگی‌های CLIM ایجاد شده است، که بر خلاف آنچه قبلاً پیشنهاد شد، به فرد اجازه می‌دهد تا اثرات لبه توزیع میدان مغناطیسی را در نظر بگیرد.
3. پارامترهای اصلی طراحی و حالت های عملکرد درایو برای قطع کننده مدار VMP-10 اثبات شده است که باعث کاهش کمبود برق برای مصرف کنندگان می شود.

ارزش عملی کاربا نتایج اصلی زیر تعیین می شود:

1. طراحی درایو قطع کننده مدار VMP-10 پیشنهاد شده است.
2. تکنیکی برای محاسبه پارامترهای یک موتور القایی خطی استوانه ای توسعه داده شده است.
3. یک تکنیک و یک برنامه برای محاسبه درایو ایجاد شده است که امکان محاسبه درایوهای سوئیچ های طرح های مشابه را فراهم می کند.
4. پارامترهای درایو پیشنهادی برای VMP-10 و موارد مشابه تعیین می شود.
5. یک مدل آزمایشگاهی از درایو توسعه و آزمایش شد که امکان کاهش تلفات قطع برق را فراهم کرد.

اجرای نتایج تحقیقات.

این کار مطابق با طرح تحقیق و توسعه FGBOU VPO CHIMESH به شماره ثبت 02900034856 "توسعه درایو برای قطع کننده های مدار فشار قوی 6 ... 35 کیلو ولت" انجام شد. نتایج کار و توصیه‌ها پذیرفته شده و در انجمن تولید "Bashkirenergo" S-VES مورد استفاده قرار می‌گیرد (یک عمل اجرایی دریافت شده است).

این کار بر اساس تعمیم نتایج مطالعات انجام شده به طور مستقل و با همکاری دانشمندان دانشگاه کشاورزی دولتی چلیابینسک (چلیابینسک)، دفتر فناوری طراحی ویژه Prodmash (Izhevsk) و آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک است.

از مفاد زیر دفاع شده است:

1. نوع درایو مدار شکن روغن بر اساس CLAD.
2. مدل ریاضی برای محاسبه مشخصات CLIM و همچنین نیروی کشش بسته به طراحی شیار.
3. روش شناسی و برنامه محاسبه درایو برای قطع کننده های مدار انواع VMG، VMP با ولتاژ 10 ... 35 کیلو ولت.
4. نتایج مطالعات طراحی پیشنهادی درایو قطع کننده مدار روغن بر اساس CLAD.

تایید نتایج تحقیق.مفاد اصلی کار در کنفرانس‌های علمی و عملی زیر گزارش و مورد بحث قرار گرفت: کنفرانس علمی XXXIII که به پنجاهمین سالگرد تأسیس مؤسسه اختصاص داشت، Sverdlovsk (1990). کنفرانس بین المللی علمی-عملی "مشکلات توسعه انرژی در شرایط تحولات تولید" (Izhevsk, FGBOU VPO Izhevsk State Agricultural Academy 2003)؛ کنفرانس علمی و روش شناسی منطقه ای (Izhevsk, Izhevsk State Agricultural Academy, 2004); مشکلات واقعی مکانیزاسیون کشاورزی: مطالب کنفرانس علمی و عملی سالگرد "آموزش عالی مهندسی کشاورزی در اودمورتیا - 50 سال." (Izhevsk، 2005)، در کنفرانس های علمی و فنی سالانه معلمان و کارکنان آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک.

انتشارات با موضوع پایان نامه.نتایج مطالعات نظری و تجربی در 8 اثر چاپی منعکس شده است، از جمله: در یک مقاله منتشر شده در مجله ای که توسط کمیسیون عالی تصدیق توصیه شده است، دو گزارش سپرده شده است.

ساختار و محدوده کار.پایان نامه شامل یک مقدمه، پنج فصل، نتیجه گیری کلیو ضمائم ارائه شده در 138 صفحه از متن اصلی، شامل 82 شکل، 23 جدول و فهرست منابع از 103 عنوان و 4 پیوست است.

در مقدمه، ارتباط کار اثبات شده است، وضعیت موضوع، هدف و اهداف تحقیق در نظر گرفته شده و مفاد اصلی ارائه شده برای دفاع تدوین شده است.

در فصل اولتجزیه و تحلیل طرح های درایو سوئیچ انجام شده است.

نصب شده است:

مزیت اساسی ترکیب درایو با CLA؛

نیاز به تحقیقات بیشتر؛

اهداف و اهداف کار پایان نامه.

در فصل دومروش هایی برای محاسبه CLAD در نظر گرفته شده است.

بر اساس تجزیه و تحلیل انتشار میدان مغناطیسی، یک مدل سه بعدی انتخاب شد.

سیم پیچ CLIM در حالت کلی شامل سیم پیچ های جداگانه ای است که به صورت سری در یک مدار سه فاز متصل می شوند.

ما یک CLA با سیم پیچ تک لایه و آرایش متقارن عنصر ثانویه در شکاف را با توجه به هسته سلف در نظر می گیریم. مدل ریاضی چنین LIM در شکل 2 نشان داده شده است.

مفروضات زیر مطرح می شود:

1. سیم پیچ جریان گذاشته در طول 2p، در لایه های جریان بی نهایت نازک واقع بر روی سطوح فرومغناطیسی سلف متمرکز شده و یک موج سینوسی سینوسی صرف ایجاد می کند. دامنه با یک رابطه شناخته شده با چگالی جریان خطی و بار جریان مرتبط است

, (1)

- قطب؛

m تعداد فازها است.

W تعداد چرخش در فاز است.

I - ارزش فعلی موثر؛

P تعداد جفت قطب است.

J چگالی جریان است.

Cob1 - ضریب سیم پیچی هارمونیک اساسی.

2. میدان اولیه در ناحیه قسمت های جلویی با تابع نمایی تقریبی می شود

(2)

قابلیت اطمینان چنین تقریبی به تصویر واقعی میدان توسط مطالعات قبلی و همچنین آزمایش‌های روی مدل LIM اثبات شده است. امکان تعویض وجود دارد L=2 ثانیه.

3. ابتدای سیستم مختصات ثابت x, y, z در ابتدای قسمت زخمی لبه ورودی سلف قرار دارد (شکل 2).

با فرمول پذیرفته شده مسئله، n.s. سیم پیچ ها را می توان به عنوان یک سری فوریه دوگانه نشان داد:

کوب - ضریب سیم پیچ؛

L عرض گذرگاه واکنشی است.

طول کل سلف؛

- زاویه برش؛

z = 0.5L - a - منطقه تغییر القاء؛

n ترتیب هارمونیک در امتداد محور عرضی است.

ترتیب هارمونیک ها در امتداد محور طولی است.

راه حل پتانسیل مغناطیسی بردار جریان ها را پیدا می کنیم. در ناحیه شکاف هوا، A معادلات زیر را برآورده می کند:

برای معادله SE 2، معادلات به شکل زیر است:

(5)

معادلات (4) و (5) با روش جداسازی متغیرها حل می شود. برای ساده کردن مسئله، ما فقط عبارتی را برای مولفه عادی القاء در شکاف ارائه می دهیم:

شکل 2 - محاسبه مدل ریاضی LIM بدون در نظر گرفتن

توزیع سیم پیچ

(6)

کل توان الکترومغناطیسی Sem که از اولیه به شکاف و SE منتقل می شود، می تواند به عنوان جریان مولفه Sy نرمال بردار Poynting در سطح y = پیدا شود.

(7)

جایی که آرEm= آرهاسEm- جزء فعال با در نظر گرفتن توان مکانیکی P2 و تلفات در SE.

سEm= منمتراسEm- جزء واکنشی، شار مغناطیسی اصلی و پراکندگی در شکاف را در نظر می گیرد.

با- پیچیده، صرف با با2 .

نیروی کشش Fx و نیروی نرمال افدربرای LIM بر اساس تانسور تنش ماکسول تعیین می شود.

(8)

(9)

برای محاسبه یک LIM استوانه ای، باید L = 2c، تعداد هارمونیک ها در امتداد محور عرضی n = 0، به عنوان مثال. در واقع، راه حل در امتداد مختصات X-Y به یک راه حل دو بعدی تبدیل می شود. علاوه بر این، این تکنیک به فرد اجازه می دهد تا حضور یک روتور فولادی عظیم را به درستی در نظر بگیرد، که مزیت آن است.

روش محاسبه مشخصات در مقدار ثابت جریان در سیم پیچ:

1. نیروی کشش Fx(S) با استفاده از فرمول (8) محاسبه شد.
2. قدرت مکانیکی

آر2 (S)=Fایکس(S) ·= افایکس(S) 21 (1 – س); (10)

1. قدرت الکترومغناطیسی اسEm(S) = PEm(S) + jQEm(S)با توجه به عبارت (7) محاسبه شد.
2. از دست دادن مس سلف

آرel.1= mI2 rf (11)

جایی که rf- مقاومت فعال سیم پیچ فاز؛

1. بهره وری بدون در نظر گرفتن تلفات در فولاد هسته

(12)

1. ضریب قدرت

(13)

که در آن، مدول امپدانس مدار معادل سری است (شکل 2).

(14)

- راکتانس القایی نشتی سیم پیچ اولیه.

بنابراین، یک الگوریتم برای محاسبه ویژگی های استاتیک یک LIM با یک عنصر ثانویه اتصال کوتاه به دست آمده است، که این امکان را فراهم می کند تا خواص بخش های فعال ساختار را در هر تقسیم دندان در نظر بگیریم.

مدل ریاضی توسعه یافته اجازه می دهد:

• از یک دستگاه ریاضی برای محاسبه یک موتور ناهمزمان خطی استوانه ای استفاده کنید، ویژگی های استاتیکی آن بر اساس مدارهای معادل دقیق برای مدارهای الکتریکی اولیه و ثانویه و مغناطیسی.
• ارزیابی تأثیر پارامترها و طرح‌های مختلف عنصر ثانویه بر ویژگی‌های کشش و انرژی یک موتور القایی خطی استوانه‌ای.
• نتایج محاسبات این امکان را فراهم می کند که به عنوان اولین تقریب، داده های فنی و اقتصادی بهینه اولیه در هنگام طراحی موتورهای القایی خطی استوانه ای تعیین شود.

در فصل سوم "تحقیقات محاسباتی-نظری"نتایج محاسبات عددی تاثیر پارامترهای مختلف و ابعاد هندسیدر مورد انرژی و عملکرد کشش CLAD با استفاده از مدل ریاضی که قبلا توضیح داده شد.

سلف TsLAD شامل واشرهای جداگانه است که در یک سیلندر فرومغناطیسی قرار دارند. ابعاد هندسی واشرهای سلفی که در محاسبه گرفته شده است، در شکل نشان داده شده است. 3. تعداد واشرها و طول سیلندر فرومغناطیسی با تعداد قطب ها و تعداد شیارهای هر قطب و فاز سیم پیچ سلف CLIM تعیین می شود.

پارامترهای سلف (هندسه لایه دندان، تعداد قطب، تقسیم قطب، طول و عرض) به عنوان متغیر مستقل در نظر گرفته شد، پارامترهای ساختار ثانویه نوع سیم پیچ، هدایت الکتریکی G2 = 2 d2 و همچنین به عنوان پارامترهای مدار مغناطیسی معکوس. نتایج تحقیق در قالب نمودار ارائه شده است.

شکل 3 - دستگاه سلف

1-عنصر ثانویه; 2- مهره؛ 3- واشر آب بندی; 4- سیم پیچ;

مسکن 5 موتور; 6 سیم پیچ، 7 واشر.

برای درایو قطع کننده مدار در حال توسعه، موارد زیر به طور واضح تعریف شده است:

1. حالت عملکرد، که می تواند به عنوان "شروع" مشخص شود. زمان کار کمتر از یک ثانیه است (tv = 0.07 ثانیه)، ممکن است شروع های مکرر وجود داشته باشد، اما حتی در این حالت کل زمان عملیاتی از یک ثانیه تجاوز نمی کند. در نتیجه، بارهای الکترومغناطیسی یک بار جریان خطی هستند، چگالی جریان در سیم پیچ ها را می توان به طور قابل توجهی بالاتر از آنچه برای ماشین های الکتریکی حالت پایدار پذیرفته شده است: A = (25 ... 50) 103 A / m. J = (4…7) A/mm2. بنابراین، وضعیت حرارتی دستگاه را می توان نادیده گرفت.
2. ولتاژ منبع تغذیه سیم پیچ استاتور U1 = 380 ولت.
3. نیروی کشش مورد نیاز Fx 1500 N. در عین حال، تغییر در تلاش در طول عملیات باید حداقل باشد.
4. محدودیت ابعاد دقیق: طول Ls 400 میلی متر. قطر بیرونی استاتور D = 40…100 میلی متر.
5. شاخص های انرژی (، cos) مهم نیستند.

بنابراین، کار تحقیق را می توان به صورت زیر فرموله کرد: برای ابعاد داده شده، تعیین بارهای الکترومغناطیسی، مقدار پارامترهای طراحی LIM، ارائه نیروی کشش لازم در بازه زمانی 0,3 اس 1 .

بر اساس تکلیف تحقیقاتی شکل گرفته، شاخص اصلی LIM نیروی کشش در بازه لغزش است 0,3 اس 1 . در این مورد، نیروی کشش تا حد زیادی به پارامترهای طراحی (تعداد قطب ها) بستگی دارد 2p, شکاف هوا , ضخامت سیلندر غیر مغناطیسی د2 و هدایت الکتریکی آن 2 ، رسانایی الکتریکی 3 و نفوذپذیری مغناطیسی 3 یک میله فولادی که به عنوان یک مدار مغناطیسی معکوس عمل می کند). برای مقادیر خاص این پارامترها، نیروی کشش بدون ابهام توسط بار جریان خطی سلف تعیین می شود، که به نوبه خود، در U = ثابتبه ترتیب لایه دندان بستگی دارد: تعداد شکاف ها در هر قطب و فاز q، تعداد دور سیم پیچ دبلیوبهو شاخه های موازی الف.

بنابراین، نیروی رانش LIM با یک وابستگی عملکردی نشان داده می شود

افایکس= f(2р,, ، د2 , 2 , 3 , 3 ، q ، Wک، الف ، الف) (16)

بدیهی است که برخی از این پارامترها فقط مقادیر گسسته می گیرند ( 2p،، q ، Wک، آ) و تعداد این مقادیر ناچیز است. به عنوان مثال، تعداد قطب ها را فقط می توان در نظر گرفت 2p=4یا 2p=6; از این رو تقسیم قطب بسیار خاص = 400/4 = 100 میلی متر و 400/6 = 66.6 میلی متر. q = 1 یا 2; a = 1، 2 یا 3 و 4.

با افزایش تعداد قطب ها، کشش شروع به طور قابل توجهی کاهش می یابد. افت نیروی کششی با کاهش تقسیم قطب و القای مغناطیسی در شکاف هوایی B همراه است. بنابراین، بهینه 2p=4(شکل 4).

شکل 4 - مشخصه کشش CLAD بسته به تعداد قطب ها

تغییر شکاف هوا منطقی نیست، با توجه به شرایط عملیاتی باید حداقل باشد. در نسخه ما = 1 میلی متر. با این حال، در شکل. شکل 5 وابستگی نیروی کشش به شکاف هوا را نشان می دهد. آنها به وضوح افت نیرو را با افزایش ترخیص کالا نشان می دهند.

شکل 5 ویژگی کشش CLA در مقادیر مختلف شکاف هوا ( = 1.5 میلی متر و= 2.0 میلی متر)

در همان زمان، جریان عملیاتی افزایش می یابد منو سطح انرژی را کاهش داد. نسبتاً آزادانه فقط رسانایی الکتریکی تغییر می کند 2 , 3 و نفوذپذیری مغناطیسی 3 VE.

تغییر در هدایت الکتریکی سیلندر فولادی 3 (شکل 6) نیروی کشش CLAD دارای مقدار ناچیز تا 5٪ است.

شکل 6

هدایت الکتریکی سیلندر فولادی

تغییر در نفوذپذیری مغناطیسی 3 سیلندر فولادی (شکل 7) تغییرات قابل توجهی در نیروی کشش Fх=f(S) ایجاد نمی کند. با یک لغزش کاری S=0.3، ویژگی های کشش یکسان است. نیروی کشش شروع در 3…4٪ متغیر است. بنابراین با توجه به تأثیر ناچیز 3 و 3 بر اساس نیروی کشش CLA، سیلندر فولادی را می توان از فولاد نرم مغناطیسی ساخت.

شکل 7 ویژگی کشش CLA در مقادیر مختلف ایکسنفوذپذیری مغناطیسی (3 =1000 0 و 3 =500 0 ) سیلندر فولادی

از تجزیه و تحلیل وابستگی های گرافیکی (شکل 5، شکل 6، شکل 7)، نتیجه گیری به شرح زیر است: تغییر در رسانایی سیلندر فولادی و نفوذپذیری مغناطیسی، محدود کردن شکاف غیر مغناطیسی، دستیابی به ثبات غیرممکن است. نیروی کشش Fx به دلیل تأثیر اندک آنها.

شکل 8 ویژگی کشش CLA در مقادیر مختلف

هدایت الکتریکی SE

پارامتری که با آن می توانید به یک تلاش کششی ثابت دست یابید افایکس= f(2р,, ، د2 , 2 , 3 , 3 ، q ، Wک، الف ، الف) TSLAD، هدایت الکتریکی 2 عنصر ثانویه است. شکل 8 انواع شدید بهینه رسانایی را نشان می دهد. آزمایش‌های انجام‌شده بر روی تنظیمات آزمایشی، تعیین مناسب‌ترین رسانایی خاص را در داخل ممکن ساخت = 0.8 107 …1.2 107 سانتی متر بر متر.

شکل 9…11 وابستگی ها را نشان می دهد F، Iدر مقادیر مختلف تعداد چرخش در سیم پیچ سیم پیچ سلف CLIM با یک عنصر ثانویه محافظ ( د2 =1 میلی متر =1 میلی متر).

شکل 9 وابستگی I=f(S) برای مقادیر مختلف عدد

در یک سیم پیچ می چرخد

شکل 10. اعتیاد cos=f(S)شکل 11. اعتیاد= f(S)

وابستگی گرافیکی نشانگرهای انرژی به تعداد چرخش در کاسه ها یکسان است. این نشان می دهد که تغییر در تعداد چرخش در سیم پیچ منجر به تغییر قابل توجهی در این شاخص ها نمی شود. دلیل کم توجهی به آنها همین است.

افزایش نیروی کشش (شکل 12) با کاهش تعداد چرخش در سیم پیچ با این واقعیت توضیح داده می شود که سطح مقطع سیم در مقادیر ثابت ابعاد هندسی و ضریب پر شدن شکاف سلف با مس و مس افزایش می یابد. تغییر جزئی در مقدار چگالی جریان موتور در درایوهای قطع کننده مدار در حالت راه اندازی کمتر از یک ثانیه کار می کند. بنابراین، برای به حرکت درآوردن مکانیسم‌هایی با نیروی کشش راه‌اندازی زیاد و حالت عملکرد کوتاه‌مدت، استفاده از CLA با تعداد دور کم و سطح مقطع زیاد سیم سیم‌پیچ سیم‌پیچ سلف کارآمدتر است.

شکل 12. مشخصه کشش CLIM برای مقادیر مختلف عدد

سیم پیچ استاتور می چرخد

با این حال، با روشن شدن مکرر چنین مکانیزم هایی، لازم است که یک ذخیره گرمایش موتور داشته باشید.

بنابراین، بر اساس نتایج یک آزمایش عددی با استفاده از روش محاسبه فوق، می توان با درجه دقت کافی روند تغییر در شاخص های الکتریکی و کشش را برای متغیرهای مختلف CLIM تعیین کرد. شاخص اصلی برای ثبات کشش، هدایت الکتریکی پوشش عنصر ثانویه 2 است. تغییر آن در داخل = 0.8 107 …1.2 107 سانتی متر / متر، می توانید ویژگی کشش مورد نیاز را بدست آورید.

بنابراین، برای پایداری رانش CLIM، تنظیم مقادیر ثابت کافی است 2p،, , 3 , 3 ، ق ، الف ، الف. سپس، وابستگی (16) را می توان به عبارت تبدیل کرد

افایکس= f(K2 ، دبلیوک) (17)

جایی که K \u003d f (2p،, ، د2 , 3 , 3 ، ق ، الف ، الف).

در فصل چهارمروش انجام آزمایش روش مورد مطالعه درایو قطع کننده مدار شرح داده شده است. مطالعات تجربی از ویژگی های درایو بر روی یک قطع کننده مدار ولتاژ بالا VMP-10 انجام شد (شکل 13).

شکل 13. راه اندازی آزمایشی.

همچنین در این فصل مقاومت اینرسی قطع کننده مدار تعیین شده است که با استفاده از روش ارائه شده در روش تحلیلی نموداری و با استفاده از نمودار سینماتیکیتعویض. ویژگی های عناصر الاستیک تعیین می شود. در عین حال، طراحی کلید مدار روغن شامل چندین عنصر الاستیک است که با بسته شدن مدار شکن مقابله می کند و به شما امکان می دهد انرژی را برای خاموش کردن مدار شکن جمع کنید:

1. فنرهای شتاب افPU;
2. فنر را رها کنید افتوسط;
3. نیروهای الاستیک ایجاد شده توسط فنرهای تماسی افKP.

اثر کل فنرها که با نیروی موتور مخالف هستند را می توان با این معادله توصیف کرد:

افOP(x)=FPU(x)+Fتوسط(x)+FKP(ایکس) (18)

نیروی کششی فنر به طور کلی با این رابطه توصیف می شود:

افPU=kx+F0 , (19)

جایی که ک- ضریب سختی فنر؛

اف0 - نیروی پیش بارگذاری فنر.

برای 2 فنر شتاب دهنده، معادله (19) به شکل (بدون ادعا) است:

افPU=2 کyایکس1 (20)

جایی که کy- ضریب صلبیت فنر شتاب دهنده.

نیروی فنر بازشو با معادله توضیح داده می شود:

افتوسط=k0 ایکس2 +F0 (21)

جایی که ک0 - سفتی فنر بازشو؛

ایکس1 ، ایکس2 - جنبش؛

اف0 - نیروی پیش کشنده فنر بازشو.

نیروی لازم برای غلبه بر مقاومت فنرهای تماسی، به دلیل تغییر جزئی در قطر سوکت، ثابت و برابر در نظر گرفته شده است.

افKP(x)=FKP (22)

با در نظر گرفتن (20)، (21)، (22)، معادله (18) شکل می گیرد

افOP=kyایکس1 +k0 ایکس2 +F0 +FKP (23)

نیروهای الاستیک ایجاد شده توسط فنرهای باز شدن، شتاب دهنده و تماسی با مطالعه خصوصیات استاتیکی کلید مدار روغن تعیین می شود.

افنیروی دریایی=f(که در) (24)

برای مطالعه خصوصیات استاتیکی سوئیچ، یک نصب ایجاد شد (شکل 13). اهرمی با بخش دایره ای ساخته شد تا تغییر در طول بازو را در هنگام تغییر زاویه از بین ببرد که درمحور محرک در نتیجه، هنگامی که زاویه تغییر می کند، شانه اعمال نیرو ایجاد شده توسط وینچ 1 ثابت می ماند.

L=f()=const (25)

برای تعیین ضرایب سختی فنر کy، ک0 نیروهای مقاومتی که کلید مدار را از هر فنر روشن می کند، بررسی شد.

مطالعه به ترتیب زیر انجام شد:

1. بررسی مشخصه استاتیکی در حضور تمامی فنرها z1 , z2 ، z3 ;
2. بررسی خصوصیات استاتیکی در حضور 2 فنر z1 و z3 (فنرهای شتاب دهنده);
3. بررسی خصوصیات استاتیکی در حضور یک فنر z2 (بهار خاموشی).
4. بررسی خصوصیات استاتیکی در حضور یک فنر شتاب دهنده z1 .
5. بررسی خصوصیات استاتیکی در حضور 2 فنر z1 و z2 (فنرهای شتاب دهنده و قطع کننده).

در ادامه، در فصل چهارم، تعریف ویژگی های الکترودینامیکی انجام شده است. هنگامی که جریان های اتصال کوتاه در امتداد مدار قطع کننده مدار جریان می یابد، نیروهای الکترودینامیکی قابل توجهی ایجاد می شود که در روشن شدن تداخل ایجاد می کند و به طور قابل توجهی بار روی مکانیسم درایو قطع کننده مدار را افزایش می دهد. محاسبه نیروهای الکترودینامیکی انجام شد که به روش گرافیکی- تحلیلی انجام شد.

مقاومت آیرودینامیکی هوا و روغن عایق هیدرولیک نیز با روش استاندارد تعیین شد.

علاوه بر این، ویژگی های انتقال مدار شکن تعیین می شود که عبارتند از:

1. مشخصه سینماتیکی h=f(c);
2. مشخصه انتقال شفت قطع کننده مدار v=f(1);
3. مشخصه انتقال اهرم تراورس 1=f(2);
4. مشخصه انتقال h=f(xT)

در کجا - زاویه چرخش محور محرک؛

1 - زاویه چرخش محور قطع کننده مدار.

2 - زاویه چرخش اهرم تراورس.

در فصل پنجمارزیابی کارایی فنی و اقتصادی استفاده از CLCM در درایوهای قطع کننده مدار روغن انجام شد که نشان داد استفاده از درایو قطع کننده مدار روغن مبتنی بر CLCM باعث می شود تا قابلیت اطمینان آنها 2.4 برابر افزایش یابد و مصرف برق کاهش یابد. 3.75 برابر، در مقایسه با استفاده از درایوهای قدیمی. اثر اقتصادی سالانه مورد انتظار از معرفی CLAD در درایوهای قطع کننده مدار روغن 1063 روبل / خاموش است. با دوره بازگشت سرمایه سرمایه گذاری در کمتر از 2.5 سال. استفاده از TsLAD باعث کاهش 834 کیلووات ساعت در هر سوئیچ برق برای مصرف کنندگان روستایی می شود که منجر به افزایش سودآوری شرکت های تامین انرژی می شود که برای جمهوری اودمورت به حدود 2 میلیون روبل می رسد.

نتیجه گیری

1. مشخصه کشش بهینه برای درایو کلیدهای مدار روغن تعیین شده است که امکان توسعه حداکثر نیروی کشش برابر با 3150 نیوتن را فراهم می کند.
2. یک مدل ریاضی از یک موتور القایی خطی استوانه ای بر اساس یک مدل سه بعدی پیشنهاد شده است که امکان در نظر گرفتن اثرات لبه توزیع میدان مغناطیسی را فراهم می کند.
3. روشی برای جایگزینی یک درایو الکترومغناطیسی با یک درایو با یک CLAD پیشنهاد شده است که امکان افزایش قابلیت اطمینان را با ضریب 2.7 و کاهش آسیب ناشی از کمبود برق توسط شرکت های تامین انرژی تا 2 میلیون روبل امکان پذیر می کند.
4. یک مدل فیزیکی از درایو برای کلیدهای مدار روغن از نوع VMP VMG برای ولتاژ 6 ... 35 کیلو ولت توسعه یافته است و توضیحات ریاضی آنها ارائه شده است.
5. یک نمونه آزمایشی از درایو توسعه و تولید شد که امکان اجرای پارامترهای لازم مدار شکن را فراهم می کند: سرعت بسته شدن 3.8 ... 4.2 متر بر ثانیه، خاموش شدن 3.5 متر بر ثانیه.
6. با توجه به نتایج تحقیقات، شرایط مرجعو برای توسعه اسناد طراحی کاری برای بازنگری تعدادی از کلیدهای مدار کم روغن از انواع VMP و VMG به باشکینرگو منتقل شد.

انتشاراتی که در فهرست VAK فهرست شده و معادل آنها هستند:

1. باژنوف، V.A. بهبود درایو قطع کننده مدار ولتاژ بالا. / V.A. باژنوف، I.R. ولادیکین، A.P. Kolomiets//ژورنال علمی و نوآورانه الکترونیکی "بولتن مهندسی دان" [منبع الکترونیکی]. - №1، 2012 ص 2-3. - حالت دسترسی: http://www.ivdon.ru.

نسخه های دیگر:

1. پیاستولوف، A.A. توسعه درایو برای قطع کننده های مدار ولتاژ بالا 6…35 کیلو ولت. /ع.ا. پیاستولوف، I.N. Ramazanov، R.F. Yunusov، V.A. Bazhenov // گزارش در مورد کار تحقیقاتی (هنر شماره GR 018600223428، شماره inv. 02900034856. - Chelyabinsk: CHIMESH، 1990. - P. 89-90.
2. یونسوف، R.F. توسعه یک محرک الکتریکی خطی برای اهداف کشاورزی. / RF. یونسوف، I.N. رمضانوف، وی. ایوانیتسکایا، V.A. Bazhenov // XXXIII کنفرانس علمی. چکیده گزارش ها - Sverdlovsk، 1990، ص 32-33.
3. پیاستولوف، A.A. درایو قطع کننده مدار روغن فشار قوی. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., باژنوف V.A.// جزوه اطلاع رسانی شماره 91-2. - TsNTI، چلیابینسک، 1991. S. 3-4.
4. پیاستولوف، A.A. موتور آسنکرون خطی استوانه ای. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., باژنوف V.A.// جزوه اطلاع رسانی شماره 91-3. - TsNTI، چلیابینسک، 1991. ص. 3-4.
5. باژنوف، V.A.انتخاب عنصر تجمعی برای قطع کننده مدار VMP-10. مشکلات واقعی مکانیزاسیون کشاورزی: ​​مطالب کنفرانس علمی و عملی سالگرد "آموزش عالی مهندسی کشاورزی در اودمورتیا - 50 سال". / Izhevsk, 2005. S. 23-25.
6. باژنوف، V.A.توسعه یک درایو قطع کننده مدار روغن اقتصادی. کنفرانس علمی و روش شناسی منطقه ای Izhevsk: FGOU VPO Izhevsk State Agricultural Academy, Izhevsk, 2004. P. 12-14.
7. باژنوف، V.A.بهبود درایو قطع کننده مدار روغن VMP-10. مشکلات توسعه انرژی در شرایط تحولات صنعتی: مجموعه مقالات کنفرانس علمی و عملی بین المللی به مناسبت بیست و پنجمین سالگرد تاسیس دانشکده برق و اتوماسیون کشاورزی و گروه فناوری برق تولیدات کشاورزی. ایژفسک 2003، ص 249-250.

پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی

در سال 2012 به مجموعه تحویل داده شد. برای انتشار در 24 آوریل 2012 امضا شد.

کاغذ افست Headset Times New Roman فرمت 60x84/16.

جلد 1 چاپ.ل. تیراژ 100 نسخه. سفارش شماره 4187.

انتشارات آکادمی کشاورزی دولتی FGBOU VPO Izhevsk Izhevsk, st. دانش آموز، 11

تخصص 05.09.03 - "مجتمع ها و سیستم های برق"

پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی

مسکو - 2013 2

کار در بخش "درایو الکتریکی خودکار" انجام شد

موسسه آموزشی بودجه ایالتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه تحقیقات ملی "MPEI".

مدیر علمی: دکترای علوم فنی، پروفسور ماساندیلف لو بوریسویچ

مخالفان رسمی: دکترای علوم فنی، استاد گروه الکترومکانیک، موسسه آموزشی بودجه دولتی فدرال آموزش عالی حرفه ای NRU MPEI

بسپالوف ویکتور یاکولوویچ؛

کاندیدای علوم فنی، پژوهشگر ارشد، کارشناس ارشد شعبه "LiftAvtoService" MGUP "MOSLIFT"

چوپراسوف ولادیمیر واسیلیویچ

رهبری سازمان: شرکت فدرال واحد دولتی "موسسه الکتروتکنیکی تمام روسیه به نام V.I. لنین"

دفاع از پایان نامه در تاریخ 16 خرداد 1392 ساعت 14:00 انجام می شود. 00 دقیقه در اتاق M-611 در جلسه شورای پایان نامه D 212.157.02 در موسسه آموزشی بودجه دولتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "NRU MPEI" به آدرس: 111250، مسکو، خیابان Krasnokazarmennaya، 13.

پایان نامه را می توان در کتابخانه FGBOU VPO NRU MPEI یافت.

دبیر علمی شورای پایان نامه د 212.157. کاندیدای علوم فنی، دانشیار Tsyruk S.A.

شرح کلی کار

ارتباطموضوعات

40 تا 50 درصد مکانیسم های تولید دارای بدنه های کاری با حرکت انتقالی یا رفت و برگشتی هستند. با وجود این، در حال حاضر، موتورهای الکتریکی از نوع دوار بیشترین استفاده را در درایوهای چنین مکانیزم هایی دارند، که به دستگاه های مکانیکی اضافی نیاز دارند که حرکت چرخشی را به حرکت انتقالی تبدیل می کند: مکانیزم میل لنگ، پیچ و مهره، چرخ دنده و قفسه و غیره. در بسیاری از موارد، این دستگاه‌ها گره‌های پیچیده‌ای از زنجیره سینماتیک هستند که با تلفات انرژی قابل توجهی مشخص می‌شوند که باعث پیچیده‌تر شدن و افزایش هزینه درایو می‌شود.

استفاده در درایوهای با حرکت انتقالی بدنه کار به جای موتور با روتور چرخان آنالوگ خطی مربوطه که حرکت مستقیم مستقیم می دهد، حذف مکانیسم انتقال در قسمت مکانیکی درایو الکتریکی را امکان پذیر می کند. این مشکل حداکثر همگرایی منبع انرژی مکانیکی - موتور الکتریکی و محرک را حل می کند.

نمونه هایی از ماشین آلات صنعتی که در حال حاضر می توان در آنها از موتورهای خطی استفاده کرد عبارتند از: ماشین های بالابر، دستگاه های حرکت رفت و برگشتی مانند پمپ ها، دستگاه های سوئیچینگ، چرخ دستی های جرثقیل، درب آسانسور و غیره.

در بین موتورهای خطی، ساده ترین آنها در طراحی، موتورهای القایی خطی (LAM) به ویژه از نوع استوانه ای (CLAM) هستند که موضوع بسیاری از انتشارات هستند. در مقایسه با موتورهای ناهمزمان دوار (AM)، CLIM با ویژگی های زیر مشخص می شود: باز بودن مدار مغناطیسی، که منجر به وقوع اثرات لبه های طولی می شود، و پیچیدگی قابل توجه تئوری مرتبط با حضور اثرات لبه.

استفاده از LIM در درایوهای الکتریکی نیاز به دانش تئوری آنها دارد، که محاسبه حالت های ایستا و فرآیندهای گذرا را ممکن می سازد. با این حال، تا به امروز، به دلیل ویژگی های ذکر شده آنها توضیحات ریاضیشکل بسیار پیچیده ای دارد که در صورت نیاز به انجام تعدادی محاسبات منجر به مشکلات قابل توجهی می شود. بنابراین، استفاده از روش های ساده شده برای تجزیه و تحلیل خواص الکترومکانیکی LIM توصیه می شود. اغلب، برای محاسبات درایوهای الکتریکی با LIM، بدون شواهد، از نظریه ای استفاده می شود که مشخصه IM معمولی است. در این موارد، محاسبات اغلب با خطاهای قابل توجهی همراه است.

برای محاسبات پمپ های الکترومغناطیسی مایع فلزی Voldekom A.I. نظریه ای مبتنی بر حل معادلات ماکسول ایجاد شد. این نظریه به عنوان پایه ای برای ظهور روش های مختلف برای محاسبه ویژگی های استاتیکی CLIM عمل کرد که در میان آنها می توان روش معروف مدل سازی آنالوگ سازه های چند لایه را مشخص کرد.

با این حال، این روش اجازه محاسبه و تجزیه و تحلیل حالت های دینامیکی را نمی دهد، که برای درایوهای الکتریکی بسیار مهم است.

با توجه به این واقعیت که درایوهای الکتریکی گیربکس با CLIM می توانند به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار گیرند، تحقیق و توسعه آنها از نظر نظری و عملی قابل توجه است.

هدف از انجام پایان نامه توسعه تئوری موتورهای القایی خطی استوانه ای با استفاده از روش مدل سازی آنالوگ سازه های چندلایه و کاربرد این نظریه در محاسبات خصوصیات استاتیکی و دینامیکی درایوهای الکتریکی و همچنین توسعه است. یک درایو الکتریکی بدون دنده با فرکانس کنترل شده با CLA برای درب های اتوماتیک که به طور گسترده در صنعت استفاده می شود.

برای رسیدن به این هدف در کار پایان نامه سوالات زیر تنظیم و حل شد. وظایف:

1. انتخاب مدل ریاضی CLIM و توسعه روشی برای تعیین پارامترهای تعمیم یافته CLIM متناظر با مدل انتخاب شده، که با استفاده از آن محاسبات مشخصه های استاتیکی و دینامیکی توافق قابل قبولی با آزمایش ها ارائه می دهد.

2. توسعه روش تعریف تجربیپارامترهای CLAD

3. تجزیه و تحلیل ویژگی های کاربردی و توسعه درایوهای الکتریکی بر اساس سیستم های FC-TSLAD و TPN-TSLAD برای درب آسانسور.

4. توسعه گزینه هایی برای طرح های مکانیزم درایو بدون دنده برای درهای کشویی کابین آسانسور با CLA.

روش های پژوهش. برای حل مسائل مطرح شده در کار، از موارد زیر استفاده شد: تئوری درایو الکتریکی، مبانی نظری مهندسی برق، تئوری ماشین های الکتریکی، به ویژه روش مدل سازی آنالوگ سازه های چند لایه، مدل سازی و توسعه با ابزار. کامپیوتر شخصی در برنامه های تخصصی Mathcad و Matlab، مطالعات آزمایشگاهی تجربی.

اعتبار و پایایی مفاد و نتیجه گیری های علمی با نتایج مطالعات آزمایشگاهی تجربی تایید می شود.

تازگی علمیکار به شرح زیر است:

با استفاده از روش توسعه یافته برای تعیین پارامترهای تعمیم یافته یک CLIM کم سرعت، توصیف ریاضی آن در قالب یک سیستم معادلات اثبات شده است، که امکان انجام محاسبات مختلف از ویژگی های استاتیکی و دینامیکی یک درایو الکتریکی را با CLIM;

یک الگوریتم برای یک روش تجربی برای تعیین پارامترهای یک IM با یک روتور چرخان و یک CLA پیشنهاد شده است که با افزایش دقت در پردازش نتایج آزمایش ها مشخص می شود.

در نتیجه مطالعات خواص دینامیکی CLAD، مشخص شد که فرآیندهای گذرا در CLAD با نوسانات بسیار کمتری نسبت به AD مشخص می شوند.

استفاده از CLAD برای درایو بدون دنده درهای آسانسور اجازه می دهد عملیات سادهدر سیستم FC-CLAD، برای تشکیل فرآیندهای صاف باز و بسته شدن درها.

نتیجه عملی اصلی پایان نامه به شرح زیر است:

روشی برای تعیین پارامترهای تعمیم یافته یک CLIM کم سرعت ایجاد شد که انجام تحقیقات و محاسبات را در حین کار و توسعه درایوهای الکتریکی امکان پذیر می کند.

نتایج مطالعه CLIMهای فرکانس پایین امکان به حداقل رساندن توان مورد نیاز مبدل فرکانس را در هنگام استفاده از آنها در درایوهای الکتریکی بدون دنده تایید کرد که عملکرد فنی و اقتصادی چنین درایوهای الکتریکی را بهبود می بخشد.

نتایج مطالعه CLIM، متصل به شبکه از طریق مبدل فرکانس، نشان داد که درایو درب آسانسور نیازی به مقاومت ترمز و سوئیچ ترمز ندارد، زیرا CLIM حالت ترمز احیا کننده در منطقه فرکانس مورد استفاده ندارد. برای عملکرد درایو عدم وجود مقاومت ترمز و کلید ترمز باعث کاهش هزینه درایو درب آسانسور با CLA می شود.

برای درب های کشویی تک لنگه و دو لنگه کابین آسانسور، طرحی از مکانیزم درایو بدون دنده توسعه داده شده است که با استفاده از یک موتور ناهمزمان خطی استوانه ای، که با حرکت انتقالی عنصر متحرک مشخص می شود، مقایسه مطلوبی دارد. حرکت انتقالی برگ های در.

تایید کار. نتایج اصلیاین کار در جلسات گروه "درایو الکتریکی خودکار" NRU "MPEI" مورد بحث قرار گرفت، که در شانزدهمین کنفرانس بین المللی علمی و فنی دانشجویان و دانشجویان فارغ التحصیل "رادیو الکترونیک، مهندسی برق و انرژی" گزارش شد (مسکو، MPEI، 2010) .

انتشارات. در موضوع پایان نامه، شش اثر چاپی منتشر شد، از جمله 1 اثر در انتشارات توصیه شده توسط کمیسیون عالی گواهی فدراسیون روسیه برای انتشار نتایج اصلی پایان نامه ها برای درجات علمی دکترا و کاندیدای علوم، و 1 ثبت اختراع. برای یک مدل کاربردی دریافت شد.

ساختار و محدوده کار. پایان نامه شامل یک مقدمه، پنج فصل، نتیجه گیری کلی و فهرست منابع می باشد. تعداد صفحات - 146، تصاویر - 71، تعداد مراجع - 92 در 9 صفحه.

در مقدمهارتباط موضوع کار پایان نامه اثبات شده است، هدف کار تدوین شده است.

در فصل اولطرح های CLAD های مورد مطالعه ارائه شده است. روشی برای محاسبه ویژگی‌های استاتیکی CLIM با استفاده از روش مدل‌سازی آنالوگ سازه‌های چند لایه توضیح داده شده است. توسعه درایوهای بدون دنده برای درب کابین آسانسور در نظر گرفته شده است. ویژگی های درایوهای الکتریکی موجود درهای آسانسور نشان داده شده است، وظایف تحقیقاتی تنظیم شده است.

روش مدلسازی آنالوگ سازه های چندلایه مبتنی بر حل سیستم معادلات ماکسول برای نواحی مختلف موتورهای القایی خطی است. هنگام بدست آوردن فرمول های محاسباتی اولیه، این فرض وجود دارد که سلف در جهت طولی بی نهایت طولانی در نظر گرفته می شود (اثر لبه طولی در نظر گرفته نمی شود). با استفاده از این روش، ویژگی های استاتیکی CLIM با فرمول های زیر تعیین می شود:

که در آن d 2 قطر خارجی عنصر ثانویه CLIM است.

لازم به ذکر است که محاسبات خصوصیات استاتیکی CLIM با استفاده از فرمول های (1) و (2) دشوار است، زیرا این فرمول ها شامل متغیرهایی هستند که برای تعیین آنها به محاسبات میانی زیادی نیاز دارند.

برای دو CLIM با داده های هندسی یکسان، اما تعداد دورهای مختلف wf سیم پیچ سلف (CLIM 1 - 600، CLIM 2 - 1692)، طبق فرمول های (1) و (2)، مشخصات مکانیکی و الکترومکانیکی آنها محاسبه شد. در f1 50 هرتز، U1 220 ولت نتایج محاسبه برای CLAD 2 در شکل ها نشان داده شده است. 1.

در کشور ما، در اکثر موارد، درایوهای الکتریکی غیرقابل تنظیم با یک نسبتا پیچیده است قسمت مکانیکیبا یک قطعه الکتریکی نسبتا ساده. معایب اصلی چنین درایوهایی وجود یک جعبه دنده و طراحی پیچیده یک دستگاه مکانیکی است که حرکت چرخشی را به انتقال تبدیل می کند و در طی آن نویز اضافی ایجاد می شود.

در ارتباط با توسعه فعال فناوری مبدل، تمایل به ساده سازی سینماتیک مکانیسم ها با عارضه همزمان بخش الکتریکی درایو از طریق استفاده از مبدل های فرکانس وجود دارد که با کمک آنها امکان شکل گیری مسیر حرکت درب مورد نظر

بنابراین در سال های اخیر از محرک های الکتریکی قابل تنظیم برای درب آسانسورهای مدرن استفاده شده است که حرکت تقریبا بی صدا، سریع و روان درها را فراهم می کند. به عنوان مثال یک درایو درب کنترل شده با فرکانس است. تولید روسیهبا یک واحد کنترل از نوع BUAD و یک موتور ناهمزمان که شفت آن از طریق یک درایو تسمه V به مکانیزم درب متصل می شود. به گفته تعدادی از متخصصان، درایوهای قابل تنظیم شناخته شده، علیرغم مزایایی که نسبت به درایوهای غیرقابل تنظیم دارند، دارای معایبی نیز هستند که مربوط به وجود تسمه محرک و هزینه نسبتاً بالای آنها است.

در فصل دومتکنیکی برای تعیین پارامترهای تعمیم یافته CLIM ایجاد شده است که با کمک آن توصیف ریاضی آن در قالب یک سیستم معادلات اثبات شده است. نتایج مطالعات تجربی ویژگی های استاتیکی CLAP ارائه شده است. ویژگی های CLIM با SE های مرکب تجزیه و تحلیل می شوند. امکان ساخت CLADS با فرکانس پایین مورد بررسی قرار گرفت.

رویکرد زیر برای مطالعه درایو الکتریکی با CLIM و توصیف ریاضی آن پیشنهاد شده است:

1) ما از فرمول های (1) و (2) به دست آمده با استفاده از روش مدل سازی آنالوگ سازه های چند لایه برای ویژگی های استاتیکی CLIM (مکانیکی و الکترومکانیکی) استفاده می کنیم و این ویژگی ها را محاسبه می کنیم (شکل 1 را ببینید).

2) بر روی ویژگی های به دست آمده، دو نقطه را انتخاب می کنیم که برای آنها متغیرهای زیر را ثابت می کنیم: نیروی الکترومغناطیسی، جریان سلف و مقاومت فاز پیچیده برای یکی از این نقاط انتخاب شده (شکل 1 را ببینید).

3) ما معتقدیم که ویژگی های استاتیکی CLIM را می توان با فرمول های (5) و (6) نیز توصیف کرد که در زیر آورده شده است و مربوط به حالت پایدار یک موتور ناهمزمان معمولی با روتور چرخان است و از دیفرانسیل آن به دست می آید. معادلات؛

4) سعی خواهیم کرد پارامترهای تعمیم یافته موجود در فرمول های مشخص شده (5) و (6) ویژگی های استاتیک را با استفاده از دو نقطه انتخاب شده پیدا کنیم.

5) با جایگزینی پارامترهای تعمیم یافته یافت شده در فرمول های نشان داده شده (5) و (6)، ما به طور کامل مشخصات استاتیک را محاسبه می کنیم.

6) ما ویژگی های استاتیک موجود در پاراگراف و بند 5 را با هم مقایسه می کنیم (شکل 2 را ببینید). اگر این ویژگی ها به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک باشند، می توان استدلال کرد که توصیفات ریاضی CLAD (4) و AD شکل مشابهی دارند.

7) با استفاده از پارامترهای تعمیم یافته یافت شده، می توان هم معادلات دیفرانسیل CLAD (4) و هم فرمول های مشخصه های مختلف استاتیک را نوشت که برای محاسبات زیر از آنها راحت تر است.

برنج. شکل 1. مشخصات مکانیکی (الف) و الکترومکانیکی (ب) CLIM توصیف ریاضی تقریبی CLIM، که مشابه توصیف متناظر IM معمولی، به صورت برداری و در یک سیستم مختصات سنکرون است، به شکل زیر است:

با استفاده از نتایج حل سیستم (4) در شرایط حالت پایدار (در v / const)، فرمول هایی برای ویژگی های استاتیک به دست می آید:

برای یافتن پارامترهای تعمیم یافته CLIM های مورد بررسی موجود در (5) و (6)، پیشنهاد شده است که روش شناخته شده تعیین تجربی پارامترهای تعمیم یافته مدار معادل T شکل برای یک IM با روتور چرخان از متغیرهای دو حالت حالت پایدار

از عبارات (5) و (6) چنین می شود:

که در آن k FI یک ضریب مستقل از لغزش است. با نوشتن روابط شکل (7) برای دو لغزش دلخواه s1 و s2 و تقسیم آنها بر یکدیگر به دست می آید:

با مقادیر شناخته شده نیروهای الکترومغناطیسی و جریان های سلف برای دو لغزش، از (8) پارامتر تعمیم یافته r تعیین می شود:

علاوه بر این برای یکی از لغزش ها، به عنوان مثال s1، مقدار مقاومت مختلط Z f (s1) مدار معادل CLAD شناخته می شود، که فرمول آن را نیز می توان در نتیجه حل سیستم (4) به دست آورد. شرایط حالت پایدار، پارامترهای تعمیم یافته و s به صورت زیر محاسبه می شوند:

مقادیر نیروها و جریان های الکترومغناطیسی سلف برای دو لغزش و همچنین مقاومت پیچیده مدار معادل برای یکی از لغزش ها در (9)، (10) و (11) پیشنهاد شده است. با روش مدلسازی آنالوگ سازه های چند لایه مطابق با (1)، (2) و (3) تعیین می شود.

با استفاده از فرمول های نشان داده شده (9)، (10) و (11)، پارامترهای تعمیم یافته CLIM 1 و CLIM 2 محاسبه شد که به کمک آن، با استفاده از فرمول های (5) و (6) در f1 50 هرتز استفاده شد. ، U1 220 V، مشخصات مکانیکی و الکترومکانیکی آنها (برای CLAD 2 با منحنی های 2 در شکل 2 نشان داده شده است). همچنین در شکل شکل 2 ویژگی های استاتیکی CLAD 2 را نشان می دهد که با روش مدل سازی آنالوگ سازه های چند لایه (منحنی 1) تعیین شده است.

برنج. شکل 2. مشخصات مکانیکی (الف) و الکترومکانیکی (ب) CLIM از نمودارهای شکل. از شکل 2 می توان دید که منحنی های 1 و 2 عملاً با یکدیگر منطبق هستند، به این معنی که توصیفات ریاضی CLIM و IM شکل مشابهی دارند. بنابراین، در مطالعات بعدی، می توان از پارامترهای تعمیم یافته CLIM و همچنین فرمول های ساده تر و راحت تر برای محاسبه ویژگی های CLIM استفاده کرد. اعتبار استفاده از روش پیشنهادی برای محاسبه پارامترهای CLIM نیز به صورت تجربی تأیید شد.

امکان ساخت CLADS با فرکانس پایین، i.e. طراحی شده برای افزایش ولتاژ و با افزایش تعداد چرخش سیم پیچ سلف ساخته شده است. روی انجیر شکل 3 مشخصات ثابت CLIM 1 (در f1 10 هرتز، U1 55 ولت)، CLIM 2 (در f1 10 هرتز، U1 87 ولت) و CLIM فرکانس پایین (در f1 10 هرتز و U1 220 ولت) را ترسیم می کند. ، منحنی های 3)، که دارای تعداد دورهایی است که سیم پیچ های سلف 2.53 برابر بزرگتر از سیم پیچ های TsLAD 2 هستند.

از موارد نشان داده شده در شکل. 3 از نمودارها نشان می دهد که با همان مشخصات مکانیکی CLIM در نظر گرفته شده در ربع اول، CLIM 2 بیش از 3 برابر کمتر از CLIM 1 جریان سلف دارد و CLIM فرکانس پایین 2.5 برابر کمتر از CLIM 2 است. بنابراین، معلوم می‌شود که استفاده از یک CLIM فرکانس پایین در یک درایو الکتریکی بدون دنده، امکان به حداقل رساندن توان مورد نیاز مبدل فرکانس را فراهم می‌کند و در نتیجه عملکرد فنی و اقتصادی درایو الکتریکی را بهبود می‌بخشد.

1، شکل شکل 3. مشخصات مکانیکی (الف) و الکترومکانیکی (ب) TsLAD 1، در فصل سومروشی را برای تعیین تجربی پارامترهای تعمیم یافته CLAP توسعه داده است که اجرا می شود به روشی سادهدر یک SE ثابت و به شما امکان می دهد پارامترهای CLIM را تعیین کنید که داده های هندسی آن ناشناخته است. نتایج محاسبات پارامترهای تعمیم یافته CLIM و IM معمولی با استفاده از این روش ارائه شده است.

در آزمایشی که طرح آن در شکل 1 نشان داده شده است. 4، سیم پیچ های موتور (BP یا TsLAD) به یک منبع DC متصل می شوند. پس از بستن کلید K، جریان در سیم پیچ ها در زمان از مقدار اولیه تعیین شده توسط پارامترهای مدار به صفر تغییر می کند. در این مورد، وابستگی جریان در فاز A به زمان با استفاده از یک سنسور جریان DT و، به عنوان مثال، یک برد تخصصی L-CARD L-791 که در رایانه شخصی نصب شده است، ثبت می شود.

برنج. 4. طرح آزمایش برای تعیین پارامترهای IM یا CLIM در نتیجه تبدیل های ریاضی، فرمولی برای وابستگی افت جریان در فاز CLIM به دست آمد که به شکل زیر است:

که در آن p1، p2 ثابت های مربوط به پارامترهای تعمیم یافته s، r و CLIM یا AD به شرح زیر هستند:

از فرمول های (12) و (13) نتیجه می شود که نوع فرآیند انتقالی کاهش جریان CLIM فقط به پارامترهای تعمیم یافته s، r و بستگی دارد.

برای تعیین پارامترهای تعمیم یافته CLIM یا IM با توجه به منحنی واپاشی جریان تجربی، پیشنهاد شده است که سه نقطه زمانی مساوی t1، t2 و t3 را بر روی آن جدا کنید و مقادیر متناظر جریان ها را ثابت کنید. در این صورت، با در نظر گرفتن (12) و (13)، می توان یک سیستم از سه معادله جبری با سه مجهول - s، r و:

که توصیه می شود حل آن را به صورت عددی به دست آورید، به عنوان مثال، با روش لونبرگ-مارکوارت.

آزمایش‌هایی برای تعیین پارامترهای تعمیم‌یافته IM و TsLAD برای دو موتور انجام شد: IM 5A90L6KU3 (1.1 کیلووات) و TsLAD 2.

روی انجیر شکل 5 منحنی های تئوری و تجربی کاهش جریان CLIM 2 را نشان می دهد.

برنج. شکل 5. منحنی های فروپاشی جریان برای CLIM 2: 1 - منحنی محاسبه شده از پارامترهای تعمیم یافته به دست آمده در فصل دوم. 2- منحنی محاسبه شده توسط پارامترهای تعمیم یافته که در نتیجه تعیین تجربی آنها CLAD به دست می آید.

فصل چهارم ویژگی های ماهیت فرآیندهای گذرا در CLAD را نشان می دهد. یک محرک الکتریکی بر اساس سیستم FC-CLAD برای درب های آسانسور توسعه و تحقیق شده است.

برای ارزیابی کیفی ویژگی های ماهیت فرآیندهای گذرا در CLIM، از یک روش شناخته شده استفاده شد که شامل تجزیه و تحلیل ضرایب تضعیف است که وابستگی متغیرهای IM را با روتور چرخان با سرعت ثابت مشخص می کند.

بیشترین تأثیر بر روی نرخ تضعیف (نوسان) فرآیندهای گذرا متغیرهای TsLAD یا HELL دارای کمترین ضریب میرایی 1 است. در شکل. شکل 6 وابستگی محاسبه شده ضرایب تضعیف 1 را به سرعت الکتریکی برای دو CLIM (CLIM 1 و CLIM 2) و دو IM (4AA56V4U3 (180 W) و 4A71A4U3 (550 W) نشان می دهد.

برنج. شکل 6. وابستگی های کمترین ضریب تضعیف 1 برای CLAD و IM. شکل 6 نشان می دهد که ضرایب میرایی CLIM عملاً مستقل از سرعت هستند، برخلاف ضرایب میرایی AM در نظر گرفته شده، که برای آن 1 در سرعت صفر 5 تا 10 برابر کمتر از سرعت اسمی است. همچنین باید توجه داشت که مقادیر ضرایب تضعیف 1 در سرعت های پایین برای دو IM در نظر گرفته شده به طور قابل توجهی کمتر از CLIM 1 (9-16 برابر) یا CLIM 2 (5-9 برابر) است. در ارتباط با موارد فوق، می توان فرض کرد که فرآیندهای گذرا واقعی در CLAD با نوسانات بسیار کمتری نسبت به IM مشخص می شوند.

برای آزمایش فرضیه ایجاد شده در مورد نوسان کمتر فرآیندهای گذرا واقعی در CLIM در مقایسه با IM، تعدادی از محاسبات عددی شروع مستقیم CLIM 2 و IM (550 W) انجام شد. وابستگی های بدست آمده از لحظه، نیرو، سرعت و جریان IM و CLIM به زمان، و همچنین ویژگی های مکانیکی دینامیکی، این فرض را تایید می کند که قبلاً بیان شد که فرآیندهای گذرا IM با نوسان بسیار کمتری نسبت به نوسانات مشخص می شوند. IM، به دلیل تفاوت قابل توجهی در کمترین ضرایب میرایی آنها (شکل 6). در عین حال، ویژگی های مکانیکی دینامیکی CLIM نسبت به IM با روتور چرخان، کمتر با ویژگی های استاتیک متفاوت است.

برای یک آسانسور معمولی (با دهانه 800 میلی متر)، امکان استفاده از یک CLAD فرکانس پایین به عنوان موتور محرک برای مکانیزم درب آسانسور مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. به گفته کارشناسان، برای آسانسورهای معمولی با عرض بازشو 800 میلی متر، نیروهای ساکن هنگام باز کردن و بسته شدن درها با یکدیگر متفاوت هستند: هنگام باز کردن آنها حدود 30 - 40 نیوتن و در هنگام بسته شدن - حدود 0 - 10 نیوتن است. فرآیندهای گذرا CLIM در مقایسه با IM دارای نوسانات قابل توجهی کمتری هستند، اجرای حرکت برگ های درب با کمک CLIM فرکانس پایین با سوئیچ کردن به ویژگی های مکانیکی مربوطه، که بر اساس آن CLIM شتاب یا کاهش می یابد. سرعت معین در نظر گرفته می شود.

مطابق با ویژگی های مکانیکی انتخاب شده CLAD فرکانس پایین، محاسبه فرآیندهای گذرا آن انجام شد. در محاسبات فرض شده است که جرم کل درایو الکتریکی که توسط جرم CE TsLAD و درهای کابین و شفت یک آسانسور معمولی (با دهانه 800 میلی متر) تعیین می شود، 100 کیلوگرم است. نمودارهای حاصل از فرآیندهای گذرا در شکل نشان داده شده است. 7.

برنج. شکل 7. فرآیندهای گذرا CLIM فرکانس پایین در حین باز شدن (a, c, e) مشخصه P شتاب درایو را تا سرعت ثابت 0.2 متر بر ثانیه فراهم می کند و مشخصه T ترمز را از سرعت ثابت به صفر می دهد. نوع در نظر گرفته شده از کنترل CLIM برای باز و بسته کردن درها نشان می دهد که استفاده از CLIM برای درایو درب دارای چندین مزیت است (گذرهای گذرا با کنترل نسبتاً ساده؛ عدم وجود وسایل اضافی که حرکت چرخشی را به انتقال تبدیل می کند. و غیره) در مقایسه با استفاده از IM معمولی و بنابراین از علاقه قابل توجهی برخوردار است.

درایو درب کابین آسانسور با IM یا CLAD معمولی، همانطور که در بالا ذکر شد، با نیروهای مقاومت متفاوت هنگام باز و بسته کردن درها مشخص می شود. در عین حال، ماشین الکتریکی محرک می تواند در فرآیند باز و بسته کردن درهای آسانسور هم در حالت موتور و هم در حالت ترمز کار کند. در پایان نامه، تحلیلی از امکان انتقال انرژی به شبکه در حین کارکرد CLA در حالت های ترمز انجام شد.

نشان داده شده است که CLAD 2 هیچ حالت ترمز احیا کننده ای در محدوده فرکانس وسیع ندارد. فرمولی برای تعیین فرکانس قطع ارائه شده است که در زیر آن حالت ژنراتور با بازگشت برق به شبکه در IM و TsLAD وجود ندارد. مطالعات انجام شده در مورد حالت های انرژی عملکرد CLR به ما امکان می دهد یک نتیجه گیری مهم را بدست آوریم: هنگام استفاده از CLR متصل به شبکه از طریق مبدل فرکانس، مقاومت ترمز و سوئیچ ترمز برای حرکت درهای آسانسور مورد نیاز نیست. عدم وجود مقاومت ترمز و کلید ترمز باعث می شود تا هزینه راندن درهای آسانسور با CLAD کاهش یابد.

فصل پنجم نمای کلی درایوهای موجود در آسانسور را ارائه می دهد.

انواعی از طرح های مکانیزم درایو بدون دنده برای درب های آسانسور کشویی با CLAD توسعه یافته است.

برای درب های کشویی تک لنگه و دو لنگه کابین آسانسور، پیشنهاد می شود از درایو بدون دنده توسعه یافته با CLAD استفاده شود. نمودار مکانیسم چنین درایو در مورد درهای تک لنگه در شکل نشان داده شده است. 8، a، در مورد درهای دوتایی - در شکل. 8، ب.

برنج. شکل 8. طرح های مکانیزم محرک درب های کشویی تک لنگه (الف) و دو لنگه (ب) کابین آسانسور با CLIM: 1 - CLIM، 2 - سلف CLIM، 3 - عنصر ثانویه CLIM ، 4 - خط کش مرجع ، 5 ، 6 - برگ درب ، 7 ، 8 - بلوک سیستم کابلی ، پیشنهادی راه حل های فنیایجاد درایوهای بدون چرخ دنده برای درهای کشویی تک لنگه یا دو لنگه، به ویژه کابین آسانسور، که با شاخص های فنی و اقتصادی بالا، و همچنین عملکرد قابل اعتماد و ارزان در هنگام استفاده از یک خطی استوانه ای ساده و نسبتا ارزان مشخص می شود، امکان پذیر است. موتور الکتریکی با حرکت انتقالی یک عنصر متحرک برای تشکیل حرکت انتقالی برگ های در.

یک پتنت برای مدل کاربردی شماره 127056 برای گزینه های پیشنهادی برای درایوهای بدون دنده درب های کشویی تک لنگه و دو لنگه با CLAD به دست آمده است.

نتیجه گیری کلی

1. تکنیکی برای تعیین پارامترهای تعمیم یافته موجود در معادلات دیفرانسیل CLAD ایجاد شده است که مبتنی بر محاسبات با استفاده از روش مدل سازی آنالوگ سازه های چندلایه و روش تعیین متغیرهای BP از شاخص های دو ثابت آن است. حالت های حالت

2. با استفاده از روش توسعه یافته برای تعیین پارامترهای تعمیم یافته یک CLIM کم سرعت، توصیف ریاضی آن در قالب یک سیستم معادلات اثبات شده است که امکان انجام محاسبات مختلف از ویژگی های استاتیکی و دینامیکی یک درایو الکتریکی را فراهم می کند. با CLIM

3. استفاده از CLIM فرکانس پایین در یک درایو الکتریکی بدون دنده امکان به حداقل رساندن توان مورد نیاز مبدل فرکانس را فراهم می کند که باعث بهبود عملکرد فنی و اقتصادی درایو الکتریکی می شود.

4. روشی برای تعیین تجربی پارامترهای تعمیم یافته CLAD پیشنهاد شده است که با افزایش دقت در پردازش نتایج آزمایش ها مشخص می شود.

5. استفاده از CLAD برای درایو بدون دنده درهای آسانسور اجازه می دهد تا با کنترل ساده در سیستم FC-CLAD، فرآیندهای صاف باز و بسته شدن درب ها شکل گیرد. برای اجرای فرآیندهای مورد نظر، استفاده از مبدل فرکانس نسبتاً ارزان با حداقل مجموعه ای از عملکردهای مورد نیاز ضروری است.

6. هنگام استفاده از CLCM متصل به شبکه از طریق مبدل فرکانس، درایو درب آسانسور نیازی به مقاومت ترمز و ترمز خردکن ندارد، زیرا CRCM حالت ترمز احیا کننده در منطقه فرکانس مورد استفاده برای عملکرد دستگاه ندارد. راندن. عدم وجود مقاومت ترمز و کلید ترمز باعث می شود تا هزینه راندن درهای آسانسور با CLAD کاهش یابد.

7. برای درب های کشویی تک لنگه و دو لنگه، عمدتاً برای کابین آسانسور، یک مکانیسم درایو بدون دنده ایجاد شده است که با استفاده از یک موتور ناهمزمان خطی استوانه ای، که با حرکت انتقالی عنصر متحرک مشخص می شود، مقایسه مطلوبی دارد. برای انجام حرکت انتقالی برگ های در. یک پتنت برای مدل کاربردی شماره 127056 برای گزینه های پیشنهادی برای درایوهای بدون دنده درب های کشویی تک لنگه و دو لنگه با CLAD به دست آمده است.

1. Masandilov L.B.، Novikov S.E.، Kuraev N.M. ویژگی های تعیین پارامترهای یک موتور ناهمزمان با کنترل فرکانس.

// بولتن MPEI، شماره 2. - M.: MPEI Publishing House, 2011. - S. 54-60.

2. پتنت مدل سودمند شماره 127056. Masandilov L.B., Kuraev N.M., Fumm G.Ya., Zholudev I.S. محرک درب کشویی کابین آسانسور (گزینه ها) // BI No. 11, 2013.

3. Masandilov L.B., Kuraev N.M. ویژگی های انتخاب پارامترهای طراحی یک موتور ناهمزمان با کنترل فرکانس // درایو الکتریکی و سیستم های کنترل // مجموعه مقالات MPEI. موضوع. 683. - M.: MPEI Publishing House, 2007. - S. 24-30.

4. Masandilov L.B., Kuraev N.M. محاسبه پارامترهای مدار معادل T شکل و مشخصات موتورهای ناهمزمان خطی استوانه ای // درایو الکتریکی و سیستم های کنترل // مجموعه مقالات MPEI. موضوع. 687. - M.: MPEI Publishing House, 2011. - S. 14-26.

5. Masandilov L.B., Kuzikov S.V., Kuraev N.M. محاسبه پارامترهای مدارهای معادل و مشخصات موتورهای استوانه ای خطی ناهمزمان و MHD // درایو الکتریکی و سیستم های کنترل // مجموعه مقالات MPEI.

موضوع. 688. - M.: MPEI Publishing House, 2012. - S. 4-16.

6. Baidakov O.V., Kuraev N.M. نوسازی درایو الکتریکی طبق سیستم TVC-AD با کنترل شبه فرکانس // رادیو الکترونیک، مهندسی برق و انرژی: شانزدهمین کارآموز. علمی-فنی conf. دانشجویان و دانشجویان تحصیلات تکمیلی: مجموعه مقالات. گزارش در 3 جلد T. 2. M.: انتشارات MPEI، 2010.

کارهای مشابه:

"کوتین دنیس الکسیویچ الگوریتم های تطبیقی ​​کنترل بردار بدون سنسور درایوهای الکتریکی ناهمزمان مکانیزم های بالابر و حمل و نقل تخصص: شماره 05.09.03 - مجتمع های الکتریکی و سیستم های مهندسی علوم ABSTRACT 2) ولادیمیر ویاچسلاوویچ ... "

« مجتمع ها و سیستم ها چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی مسکو - 2010 کار در گروه مهندسی برق نظری موسسه هوانوردی مسکو (دانشگاه تحقیقات ملی در زمینه هوانوردی، موشک و سیستم های فضایی) انجام شد. MAI. علمی..."

"کامالوف فیلیوس آسلیاموویچ مجتمع الکتریکی با مبدل مغناطیسی-هیدرودینامیکی رسانا با کانال مخروطی (تحقیق و توسعه) تخصص: 05.09.03 - کاندیدای رشته های فنی و مهندسی برق برای مجتمع های فنی و مهندسی سیستم های 3-1. . استاد راهنما: دکتری علوم فنی،...»

«تیورین ماکسیم ولادیمیرویچ بهبود راندمان فرمان الکترومکانیکی بدون چرخ دنده برقی یک خودرو تخصص: 05.09.03 – مجتمع های الکتریکی و سیستم های چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی NOVOSIBIRSK - 20"

Stotskaya Anastasia Dmitrievna توسعه و تحقیق در مورد سیستم کنترل موقعیت روتور در تعلیق الکترومغناطیسی تخصص: 05.09.03 – مجتمع ها و سیستم های الکتریکی چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی سنت پتربورگ -2 انجام شد. دانشگاه ایالتی الکتروتکنیکی پترزبورگ LETI به نام . در و. اولیانوف (لنین)، در گروه سیستم ها کنترل خودکارمشاور علمی:..."

«TOLKACHEVA KSENIA PETROVNA RESEARCH OF ENERGY EFICIENCY OF OUTDOOR LIGHTING INSTALLATIONS WHEN DESIGNING USING LASER SCANNING تخصص 05.09.07 – مهندسی نور چکیده پایان نامه برای رشته علوم13 سارانسک 2»

«کوزنتسوف آندری ولادیمیرویچ تحقیق و توسعه تنظیم‌کننده‌های تطبیقی ​​سیستم‌های فرمان الکتروهیدراولیک تخصص: 05.09.03 – مجتمع‌ها و سیستم‌های الکتریکی چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی در سن پتربورگ1 -2 کار انجام شد. دانشگاه الکتروتکنیکی LETI im. در و. اولیانوا (لنینا) استاد راهنما - دکترای علوم فنی، پروفسور N. D. Polyakhov ... "

«کازمین اوگنی ویکتوروویچ محاسبه و بهینه سازی ماشین های مغناطیسی الکتریک با PM شعاعی بر روی سطح روتور تخصص 05.09.01 – الکترومکانیک و دستگاه های الکتریکی چکیده پایان نامه انجام شده برای مقطع کارشناسی ارشد رشته علوم 20 مسکو – کاندیدای کار گروه فنی 20 بود. الکترومکانیک موسسه مهندسی برق مسکو (دانشگاه فنی). ناظر علمی دکترای علوم فنی، پروفسور ایوانوف اسمولنسکی الکسی...»

«املیانوف اولگ آناتولیویچ کارایی خازن های فیلم فلزی در حالت های گرمایش الکتریکی اجباری تخصص 05.09.02 - مواد و محصولات الکتریکی چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی سن پترزبورگ در سال 2004 در موسسه آموزش عالی دولتی انجام شد. آموزش حرفه ای دانشگاه پلی تکنیک ایالتی سن پترزبورگ سرپرستان علمی: دکتر..."

"گریگوریف الکساندر واسیلیویچ توسعه و مطالعه گزینه هایی برای مدیریت وضعیت درایوهای الکتریکی بر اساس تخصص موتورهای الکتریکی ناهمزمان 05.09.03 - مجتمع های الکتریکی و سیستم های انتزاعی پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی Kemerovo - 2010 2 کار در پایان یافت. مشاور علمی دانشگاه فنی دولتی کوزباس، موسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای -..."

«Tikhomirov Ilya Sergeevich مجتمع گرمایش القایی با عملکردهای انرژی بهبودیافته تخصص: 05.09.03 - مجتمع ها و سیستم های الکتریکی چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی. کار در سن پترزبورگ 2 انجام شد. دانشگاه الکتروتکنیک. در و. اولیانوا (لنینا) سرپرست - کارمند محترم علم و فناوری RSFSR، دکترای علوم فنی، ... "

"Shutov Kirill Alekseevich توسعه فن آوری ساخت و تحقیق در مورد کابل های برق ابررسانا بر اساس ابررساناهای با دمای بالا نسل اول در محصولات تخصصی 05.09.

«KUCHER EKATERINA SERGEEVNA تحقیق در مورد الگوریتم‌های شناسایی برای سیستم‌های کنترل بردار بدون سنسور درایوهای الکتریکی ناهمزمان تخصص: 05.09.03 – مجتمع‌های الکتریکی – مجتمع‌های فنی – مهندسی برق – مجموعه‌های فنی و درجه‌ای 2 رشته‌های علوم ABSTRACT...»

Kolovsky Aleksey Vladimirovich سنتز سیستم های کنترل برای درایو الکتریکی بیل مکانیکی خودکار با استفاده از حالت های کشویی. تخصص 05.09.03 - مجتمع ها و سیستم های الکتروتکنیکی (علوم فنی و) چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی Tomsk 2012 1 این کار در موسسه فنی Khakass - شعبه ای از موسسه آموزشی عالی ایالتی خودمختار فدرال انجام شد. آموزش حرفه ای دانشگاه فدرال سیبری ناظر دکترای علوم فنی، استاد، ... »

«SHISHKOV Kirill Sergeevich DEVELOPMENT AND RESEARCH OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE MECHANISMS OF Formation OF WATER SHAFTS تخصص: 05.09.03 – مجتمع ها و سیستم های برق چکیده پایان نامه کار نامزد علم ایالتی فدرال برای درجه I1-20 در رشته فنی 20 بود. موسسه آموزشی بودجه آموزش عالی حرفه ای ایوانوو انرژی دولتی به نام V. I. Lenin ... "

"ساختار واسیلیف بوگدان یوریویچ و الگوریتم های موثر برای مدیریت درایو الکتریکی تنظیم کننده فرکانس سوپر گیربکس گریز از مرکز واحد گاز اسکیت تخصصی 05.09.03- مجتمع های برق و سیستم های پایان نامه برای درجه علمی کاندیدای علوم فنی سن پترزبورگ-2013 کار در موسسه آموزشی بودجه ایالتی فدرال آموزش عالی حرفه ای حرفه ای ملی انجام شد...»

«Gorozhankin Aleksey Nikolaevich VALVE ELECTRIC DRIVE WITH SYNCHRONOUS REACTIVE ENGINE OF Independent Eccitation Speciality 05.09.03 – مجتمع ها و سیستم های الکتریکی چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای کاردانی رشته علوم فنی Electrical و در رشته علوم فنی درایو20 انجام شد. تاسیسات دانشگاه دولتی اورال جنوبی. استاد راهنما - دکترای علوم فنی، پروفسور یوری اوسینین ... "

IVANOV Mikhail Alekseevich مدل سازی و جستجوی طراحی منطقی موتور بدون تماس با تحریک از آهنرباهای دائمی تخصص: 05.09.01 – الکترومکانیک و دستگاه های الکتریکی در پایان نامه انجام شد. دکترای علوم فنی دانشگاه فنی دولتی Voronezh، دانشیار Annenkov Andrey Nikolaevich مخالفان رسمی ...»

«BALAGULA Yuri Moiseevich کاربرد آنالیز فراکتال در مسائل مهندسی برق تخصص: 05.09.05 – مهندسی برق نظری چکیده پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی، سر دکتری علوم فنی سن پترزبورگ 2013، استاد علوم فنی سنت پترزبورگ. .»

«KUBAREV Vasiliy Anatolyevich SYSTEM OF LOGICAL CONTROL OF AN AUTOMATED ELECTRIC DRIVE OF A MINING Lifting Installation 05.09.03 – مجتمع ها و سیستم های برق چکیده پایان نامه برای درجه دکترای Novokuz1netsk، Novokuz-1netsk

در سال 2010، ماشین‌های EDM سری NA میتسوبیشی برای اولین بار به موتورهای خطی استوانه‌ای مجهز شدند که از همه راه‌حل‌های مشابه در این زمینه پیشی گرفتند.

در مقایسه با بال اسکروها، حاشیه دوام و قابلیت اطمینان بسیار بیشتری دارند، قابلیت قرارگیری با دقت بالاتر و همچنین ویژگی های دینامیکی بهتری دارند. در پیکربندی های دیگر موتورهای خطی، CLD ها از بهینه سازی طراحی کلی سود می برند: تولید گرمای کمتر، بازده اقتصادی بالاتر، سهولت نصب، نگهداری و بهره برداری.

با توجه به تمام مزایایی که CLD دارد، به نظر می رسد، دیگر چرا با قسمت درایو تجهیزات هوشمند باشیم؟ با این حال، همه چیز به این سادگی نیست، و یک بهبود جداگانه، جدا شده، هرگز به اندازه به روز رسانی کل سیستم عناصر به هم پیوسته موثر نخواهد بود.

میتسوبیشی الکتریک MV1200R Y-Axis Drive

بنابراین، استفاده از موتورهای خطی استوانه ای تنها نوآوری اجرا شده در سیستم محرک ماشین های EDM میتسوبیشی الکتریک باقی نمانده است. یکی از دگرگونی های کلیدی که امکان استفاده کامل از مزایا و پتانسیل CLD را برای دستیابی به شاخص های منحصر به فرد دقت و بهره وری تجهیزات فراهم کرد، نوسازی کامل سیستم کنترل درایو بود. و برخلاف خود موتور، زمان اجرای پیشرفت های خودمان فرا رسیده است.

میتسوبیشی الکتریک یکی از بزرگترین تولید کنندگان سیستم های CNC در جهان است که اکثریت قریب به اتفاق آنها مستقیماً در ژاپن ساخته می شوند. در همان زمان، شرکت میتسوبیشی شامل تعداد زیادی موسسات تحقیقاتی است که تحقیقات انجام می دهند، از جمله در زمینه سیستم های کنترل درایو و سیستم های CNC. جای تعجب نیست که دستگاه های این شرکت تقریباً تمام پر کردن الکترونیکی تولید خود را دارند. بنابراین، آنها راه حل های مدرنی را اجرا می کنند که حداکثر با یک خط خاص از تجهیزات سازگار است (البته انجام این کار با محصولات خود بسیار آسان تر از قطعات خریداری شده است) و با کمترین قیمت، حداکثر کیفیت، قابلیت اطمینان و عملکرد ارائه شده است.

نمونه بارز کاربرد عملی تحولات خودمان ایجاد یک سیستم بود ODS- سیستم درایو نوری سری ماشین‌های NA و MV اولین ماشین‌هایی بودند که از موتورهای خطی استوانه‌ای در درایوهای تغذیه که توسط تقویت‌کننده‌های سروو نسل سوم کنترل می‌شدند استفاده کردند.

ماشین‌های Mitsubishi NA و MV مجهز به اولین سیستم درایو نوری در نوع خود هستند

یکی از ویژگی های کلیدی تقویت کننده های سروو میتسوبیشی خانواده MelServoJ3توانایی برقراری ارتباط با استفاده از پروتکل است SSCNET III: اتصال موتورها، حسگرهای بازخورد از طریق تقویت کننده ها با سیستم CNC از طریق کانال های ارتباطی فیبر نوری صورت می گیرد.

در همان زمان، نرخ تبادل داده ها تقریباً 10 برابر (در مقایسه با سیستم های نسل های قبلی ماشین ابزار) افزایش می یابد: از 5.6 مگابیت در ثانیه به 50 مگابیت در ثانیه.

به همین دلیل، مدت چرخه تبادل اطلاعات 4 برابر کاهش می یابد: از 1.77 میلی ثانیه به 0.44 میلی ثانیه. بنابراین، کنترل موقعیت فعلی، صدور سیگنال های اصلاحی 4 بار بیشتر اتفاق می افتد - تا 2270 بار در ثانیه! بنابراین، حرکت آرام تر اتفاق می افتد و مسیر آن تا حد امکان به مسیر داده شده نزدیک است (این امر به ویژه هنگام حرکت در مسیرهای منحنی پیچیده مهم است).

علاوه بر این، استفاده از کابل‌های فیبر نوری و تقویت‌کننده‌های سروو که تحت پروتکل SSCNET III کار می‌کنند، می‌تواند ایمنی نویز (شکل را ببینید) و قابلیت اطمینان تبادل اطلاعات را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. در صورتی که پالس ورودی حاوی اطلاعات نادرست (نتیجه تداخل) باشد، توسط موتور پردازش نمی شود، در عوض از داده های پالس بعدی استفاده می شود. از آنجایی که تعداد کل پالس ها 4 برابر بیشتر است، چنین حذف یکی از آنها حداقل بر دقت حرکت تأثیر می گذارد.

در نتیجه، سیستم جدید کنترل درایو، به لطف استفاده از تقویت کننده های سروو نسل سوم و کانال های ارتباطی فیبر نوری، ارتباطات مطمئن تر و 4 برابر سریعتر را فراهم می کند که امکان دستیابی به دقیق ترین موقعیت را فراهم می کند. اما در عمل، این مزایا همیشه مفید نیستند، زیرا خود شی کنترلی - موتور، به دلیل ویژگی های دینامیکی آن، قادر به پردازش پالس های کنترل چنین فرکانسی نیست.

به همین دلیل است که موجه ترین ترکیبی از تقویت کننده های سروو است j3با موتورهای خطی استوانه ای در یک سیستم ODS واحد که در ماشین های سری NA و MV استفاده می شود. CLD به دلیل ویژگی های دینامیکی عالی خود - توانایی انجام شتاب های بزرگ و کوچک، حرکت پایدار در سرعت های بالا و پایین، پتانسیل زیادی برای بهبود دقت موقعیت یابی دارد که سیستم کنترل جدید به تحقق آن کمک می کند. این موتور پالس های کنترل فرکانس بالا را به راحتی کنترل می کند و حرکت دقیق و روان را ارائه می دهد.

ماشین های میتسوبیشی به شما امکان می دهند قطعات را با دقت و زبری فوق العاده دریافت کنید. گارانتی برای دقت موقعیت یابی - 10 سال.

با این حال، مزایای یک EDM مجهز به سیستم ODS به آن محدود نمی شود دقت موقعیت یابی بهبود یافته. واقعیت این است که به دست آوردن یک قطعه با دقت و زبری معین در دستگاه الکتروفرساینده با حرکت الکترود (سیم) با سرعت معین در طول مسیر و در حضور ولتاژ و فاصله معین بین الکترودها (سیم و قطعه کار) به دست می آید. ). فاصله تغذیه، ولتاژ و الکترود به طور دقیق برای هر ماده، ارتفاع برش و زبری مورد نظر تعریف شده است. با این حال، شرایط پردازش دقیقاً تعریف نشده است، همانطور که مواد قطعه کار همگن نیست، بنابراین برای به دست آوردن یک قطعه مناسب با مشخصات مشخص شده، لازم است که در هر لحظه از زمان، پارامترهای پردازش تغییر کند. مطابق با تغییرات در شرایط پردازش. این امر به ویژه در هنگام بدست آوردن دقت میکرون و مقادیر زبری بالا بسیار مهم است. همچنین اطمینان از پایداری فرآیند بسیار ضروری است (سیم نباید شکسته شود، نباید جهش های قابل توجهی در میزان سرعت حرکت وجود داشته باشد).

مانیتور پردازش به رنگ سبزنمودار سرعت را نشان می دهد که نحوه عملکرد کنترل تطبیقی ​​را نشان می دهد

این مشکل با کمک کنترل تطبیقی ​​حل می شود. این دستگاه با تغییر نرخ تغذیه و ولتاژ، خود را با تغییر شرایط پردازش وفق می دهد. اینکه این اصلاحات چقدر سریع و صحیح انجام می شود بستگی به این دارد که قطعه کار چقدر دقیق و سریع انجام شود. بنابراین، کیفیت کنترل تطبیقی ​​تا حدی کیفیت خود ماشین را از طریق دقت و بهره وری آن تعیین می کند. و اینجاست که مزایای استفاده از CLD و سیستم ODS به طور کلی آشکار می شود. توانایی ODS در حصول اطمینان از پردازش پالس های کنترلی با بالاترین فرکانس و دقت، بهبود کیفیت کنترل تطبیقی ​​را با مرتبه ای از بزرگی ممکن کرده است. اکنون پارامترهای پردازش تا 4 برابر بیشتر تنظیم می شوند، علاوه بر این، دقت موقعیت یابی کلی نیز بالاتر است.

کاربید، ارتفاع 60 میلی متر، زبری Ra 0.12، حداکثر. خطا 2 میکرومتر است. این قطعه بر روی یک دستگاه میتسوبیشی NA1200 به دست آمد

به طور خلاصه، می‌توان گفت که استفاده از CLD در ماشین‌های میتسوبیشی الکتریک آنقدر گام موثری نبوده است و امکان دستیابی به ارتفاعات جدیدی از دقت و بهره‌وری پردازش را بدون معرفی یک سیستم کنترل به روز می‌دهد.

تنها تغییرات پیچیده، اما، با این وجود، کاملاً موجه و اثبات شده در طراحی می تواند کلید بهبود کیفیت (به عنوان شاخص کل سطح قابلیت اطمینان و قابلیت های تکنولوژیکی تجهیزات) و رقابت پذیری دستگاه باشد. Changes for the Better شعار میتسوبیشی است.

چکیده پایان نامه در این مورد ""

به عنوان نسخه خطی

بازنوف ولادیمیر آرکادیویچ

موتور ناهمزمان خطی استوانه ای در درایو سوئیچ های فشار قوی

تخصص 05.20.02 - فناوری برق و تجهیزات الکتریکی در کشاورزی

پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی

ایژفسک 2012

این کار در موسسه آموزشی بودجه دولتی فدرال توسعه حرفه ای عالی "آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک" (FGBOU VIO Izhevsk State Agricultural Academy) انجام شد.

مشاور علمی: داوطلب رشته علوم فنی، دانشیار

1 در ولادیکین ایوان روویچ

حریفان رسمی: ویکتور وروبیوف

دکترای علوم فنی، استاد

FGBOU VPO MGAU

آنها را V.P. گوریاچکینا

بکماچف الکساندر اگوروویچ کاندیدای علوم فنی، مدیر پروژه Radiant-Elcom CJSC

سازمان رهبری:

موسسه آموزشی بودجه ایالتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "آکادمی کشاورزی دولتی چوواش" (FGOU VPO آکادمی کشاورزی ایالتی چوواش)

حفاظت در 28 مه 2012 در ساعت 10 در جلسه شورای پایان نامه KM 220.030.02 در آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک به آدرس: 426069،

ایژفسک، خ. دانشجو، 11، اتاق. 2.

پایان نامه را می توان در کتابخانه آکادمی کشاورزی دولتی FGBOU VPO Izhevsk یافت.

ارسال شده در سایت: tuyul^vba/gi

دبیر علمی شورای پایان نامه

بشقاب پرنده. لیتوینیوک

شرح کلی کار

اتوماسیون یکپارچه سیستم های برق روستایی Nosg "

Sulimov M.I., Gusev B.C. علامت گذاری شده ™ ^

اقدامات حفاظت رله و اتوماسیون /rchaGIV Z0 ... 35 درصد موارد

درایو حالت خلاقانه تا TsJTJ™

سهم VM 10 ... 35 kV s, nv ", m "n mv" ؛ نقص حساب برای

N.M.، Palyuga M^AaSTZ^rZZr^Tsy

فعال کردن مجدد GAPSH "°TKa30V astoma™che-

به طور کلی رانندگی کنید

■ PP-67 PP-67K

■VMP-10P KRUN K-13

VMPP-YUP KRUN K-37

شکل I - تجزیه و تحلیل خرابی ها در درایوهای الکتریکی BM 6 .. 35 کیلو ولت VIA، آنها انرژی زیادی مصرف می کنند و نیاز به نصب یک دستگاه حجیم دارند.

خرابی مکانیسم خاموش کردن، r.u.

00 اینچ PP-67 PP-67

■ VMP-10P KRU| K-13

■ VMPP-YUP KRUN K-37 PE-11

- ""، "" و یک شارژر یا یکسو کننده واحد باتری 3 ^ DD ° 0rMTs0M با توان 100 کیلو ولت آمپر. به موجب

رویستوا با "n^ ^ prnvo" در مورد کاربرد وسیع یافت.

3ashyunaRGbsh ^ "انجام یک ™ و" از شایستگی "nedospshyuv مختلف سرنخ-

dovdlyaVM. "_,.,* درایوهای DC: ممکن نیست

معایب el.sgromap ^ ^ ^ ^ از جمله الکترومغناطیس تنظیم SK0R ° ^ DH ^ ^ el ^ ^.apnpv، که Sh1Ta> "القایی" بزرگ سیم پیچ I را از کف افزایش می دهد.

زمان روشن شدن سوئیچ

باتری lator یا - "P-^ / ™ منطقه تا 70 متر> و ابعاد و وزن DR بزرگ، جریان متناوب: بزرگ

معایب سیم های اتصال ^^^^^^^

¡yyyy-^5^-speed-and

T-D "معایب درایو القایی

b ^ ^ "خطوط استوانه ای GGZH - کاستی های فوق * "ویژگی های ساختاری"

"موتورهای ناهمزمان b، x" بنابراین، ما پیشنهاد می کنیم از آنها استفاده کنیم

و وزن و اندازه "O ^ 3 ^" "110 ^ 0 * e_ \ برای کلیدهای روغن به عنوان عنصر قدرت در pr " ^ مهلت Rostekhiadzor برای

lei که بر اساس داده های شرکت های West-Ur^sko^ در

Udmurt Republic VMG-35 300 قطعه.

عملیات "^^^^^ هدف زیر Pa تعیین شد بر اساس کلیدهای روغن فشار قوی بالا، افزایش راندمان، "P ^ ^ ^ امکان کاهش آسیب کلبه های 6.35 کیلوولتی که بر اساس CLAD کار می کنند، اجازه می دهد.

"پرها پس از تجزیه و تحلیل طرح های موجود درایوها تحویل داده شدند

3" نظری و خصوصیات

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

اساس CLAD.

6. یک مطالعه امکان سنجی انجام دهید. .

استفاده از TsLAD برای درایوهای کلیدهای مدار روغن 6...35 کیلو ولت.

هدف از این مطالعه: یک موتور الکتریکی ناهمزمان خطی استوانه ای (CLAM) برای هدایت دستگاه های سوئیچ شبکه های توزیع روستایی 6 ... 35 کیلو ولت.

موضوع مطالعه: بررسی ویژگی های کشش CLIM هنگام کار در کلیدهای مدار روغن 6 ... 35 کیلو ولت.

روش های پژوهش. مطالعات نظری با استفاده از قوانین اساسی هندسه، مثلثات، مکانیک، دیفرانسیل و حساب انتگرال انجام شد. مطالعات طبیعی با سوئیچ VMP-10 با استفاده از ابزارهای فنی و اندازه گیری انجام شد. داده های تجربی با استفاده از برنامه Microsoft Excel پردازش شدند. تازگی علمی کار.

1. نوع جدیدی از درایو قطع کننده مدار روغن پیشنهاد شده است که امکان افزایش قابلیت اطمینان عملکرد آنها را 2.4 برابر می کند.

2. تکنیکی برای محاسبه ویژگی های CLIM ایجاد شده است، که بر خلاف مواردی که قبلا پیشنهاد شد، به فرد اجازه می دهد تا اثرات لبه توزیع میدان مغناطیسی را در نظر بگیرد.

3. پارامترهای طراحی اصلی و حالت های عملکرد درایو برای قطع کننده مدار VMP-10 اثبات شده است که باعث کاهش کمبود برق برای مصرف کنندگان می شود.

ارزش عملی کار با نتایج اصلی زیر تعیین می شود:

1. طراحی درایو قطع کننده مدار VMP-10 پیشنهاد شده است.

2. روشی برای محاسبه پارامترهای یک موتور القایی خطی استوانه ای توسعه داده شده است.

3. یک تکنیک و یک برنامه برای محاسبه درایو ایجاد شده است که امکان محاسبه درایوهای سوئیچ های طرح های مشابه را فراهم می کند.

4. پارامترهای درایو پیشنهادی برای VMP-10 و موارد مشابه تعیین شده است.

5. یک نمونه آزمایشگاهی از درایو ساخته و آزمایش شد که امکان کاهش تلفات قطع برق را فراهم کرد.

اجرای نتایج تحقیقات. این کار مطابق با طرح تحقیق و توسعه FGBOU VPO CHIMESH به شماره ثبت 02900034856 "توسعه درایو برای قطع کننده های مدار فشار قوی 6 ... 35 کیلو ولت" انجام شد. نتایج کار و توصیه‌ها پذیرفته شده و در انجمن تولید "Bashkirenergo" S-VES مورد استفاده قرار می‌گیرد (یک عمل اجرایی دریافت شده است).

این کار بر اساس تعمیم نتایج مطالعاتی است که به طور مستقل و با همکاری دانشمندان دانشگاه کشاورزی دولتی چلیابینسک (چلیابینسک)، آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک انجام شده است.

از مفاد زیر دفاع شده است:

1. نوع درایو قطع کننده روغن بر اساس CLAD

2. مدل ریاضی برای محاسبه ویژگی های CLIM و همچنین کشش

نیرو بسته به طراحی شیار.

برنامه محاسباتی درایو کلیدهای VMG، VMP با ولتاژ 10...35 کیلو ولت. 4. نتایج مطالعات طرح پیشنهادی درایو قطع کننده مدار روغن بر اساس CLA.

تایید نتایج تحقیق. مفاد اصلی کار در کنفرانس‌های علمی و عملی زیر گزارش و مورد بحث قرار گرفت: کنفرانس علمی XXXIII که به پنجاهمین سالگرد تأسیس مؤسسه اختصاص داشت، Sverdlovsk (1990). کنفرانس بین المللی علمی-عملی "مشکلات توسعه انرژی در شرایط تحولات صنعتی" (Izhevsk, Izhevsk State Agricultural Academy, 2003). کنفرانس علمی و روش شناسی منطقه ای (Izhevsk, Izhevsk State Agricultural Academy, 2004); مشکلات واقعی مکانیزاسیون کشاورزی: ​​مطالب کنفرانس علمی و عملی سالگرد "آموزش عالی مهندسی کشاورزی در اودمورتیا - 50 سال". (Izhevsk، 2005)، در کنفرانس های علمی و فنی سالانه معلمان و کارکنان آکادمی کشاورزی دولتی ایژفسک.

انتشارات با موضوع پایان نامه. نتایج مطالعات نظری و تجربی در 8 اثر چاپی منعکس شده است، از جمله: در یک مقاله منتشر شده در مجله ای که توسط کمیسیون عالی تصدیق توصیه شده است، دو گزارش سپرده شده است.

ساختار و محدوده کار. این پایان نامه مشتمل بر یک مقدمه، پنج فصل، نتیجه گیری کلی و کاربردها، ارائه شده در 167 صفحه از متن اصلی، شامل 82 شکل، 23 جدول و فهرست منابع از 105 عنوان و 4 کاربرد است.

در مقدمه، ارتباط کار اثبات شده است، وضعیت موضوع، هدف و اهداف تحقیق در نظر گرفته شده و مفاد اصلی ارائه شده برای دفاع تدوین شده است.

فصل اول به تجزیه و تحلیل طراحی درایوهای قطع کننده مدار می پردازد.

نصب شده است:

مزیت اساسی ترکیب درایو با CLA؛

نیاز به تحقیقات بیشتر؛

اهداف و اهداف کار پایان نامه.

در فصل دوم روش های محاسبه CLIM در نظر گرفته شده است.

بر اساس تجزیه و تحلیل انتشار میدان مغناطیسی، یک مدل سه بعدی انتخاب شد.

سیم پیچ CLIM در حالت کلی شامل سیم پیچ های جداگانه ای است که به صورت سری در یک مدار سه فاز متصل می شوند.

ما یک CLA با سیم پیچ تک لایه و آرایش متقارن عنصر ثانویه در شکاف را با توجه به هسته سلف در نظر می گیریم.

مفروضات زیر مطرح شد: 1. جریان سیم پیچی که در طول 2 بعد از ظهر گذاشته شده است در لایه های جریان بی نهایت نازک واقع در سطوح فرومغناطیسی سلف متمرکز شده و یک موج سینوسی سینوسی صرف ایجاد می کند. دامنه با یک رابطه شناخته شده با چگالی جریان خطی و بار جریان مرتبط است

یک موج سینوسی سینوسی خالص ایجاد می کند. دامنه با یک رابطه شناخته شده با چگالی جریان خطی و بار جریان مرتبط است

به """د.""*. (1)

تی - قطب; w - تعداد فازها؛ W تعداد چرخش در فاز است. I - ارزش فعلی موثر؛ P تعداد جفت قطب است. J چگالی جریان است.

Ko6| - ضریب سیم پیچ هارمونیک بنیادی.

2. میدان اولیه در ناحیه قسمت های جلویی با تابع نمایی تقریبی می شود

/(") = 0.83 exp ~~~ (2)

قابلیت اطمینان چنین تقریبی به تصویر واقعی میدان توسط مطالعات قبلی و همچنین آزمایشات بر روی مدل LIM نشان داده شده است.در این صورت امکان جایگزینی L-2 با آن وجود دارد.

3. ابتدای سیستم مختصات ثابت x, y, z در ابتدای قسمت زخمی لبه ورودی سلف قرار دارد (شکل 2).

با فرمول پذیرفته شده مسئله، n.s. سیم پیچ ها را می توان به عنوان یک سری فوریه دوگانه نشان داد:

که در آن، A بار جریان خطی سلف است. کوب - ضریب سیم پیچ؛ L عرض گذرگاه واکنشی است. C طول کل سلف است. الف - زاویه برشی؛

z \u003d 0.5L - a - منطقه تغییر القایی؛ n ترتیب هارمونیک در امتداد محور عرضی است. v ترتیب هارمونیک ها در امتداد خط اصلی طولی است.

ما جواب پتانسیل مغناطیسی بردار جریان A را پیدا می کنیم در ناحیه شکاف هوا، Ar معادلات زیر را برآورده می کند:

divAs = 0.J(4)

برای معادله VE A 2، معادلات به شکل زیر است:

DA2 = GgM 2 cIU T2 = 0.

معادلات (4) و (5) با روش جداسازی متغیرها حل می شود. برای ساده کردن مسئله، ما فقط عبارتی را برای مولفه عادی القاء در شکاف ارائه می دهیم:

جهنم [KY<л

y 2a V 1st<ЬК0.51.

_¿1-2s-1-1"

شکل 2 - محاسبه مدل ریاضی LIM بدون توزیع سیم پیچ

KP2. SOB --- ق

X (sILu + C^Ly) exp y

کل توان الکترومغناطیسی 83M منتقل شده از اولیه به z" opTvE، Xer را می توان به عنوان جریان 8 جزء عادی بردار Poynting از طریق سطح y - 5 یافت.

= / / یاوز =

" - - \shXS + S2sILd\2

^ GrLs ^ GvVeG "" "S0STASH1YaSCHAYA" U ™ "*" "" قدرت مکانیکی-

R™so "zR™"SHYA S°FASTELING"LECHES FLOW"

C\ مجموعه ای از صرف با C2 است.

"z-or،"، g ".msha" "mode"". ..z

II "در e., brss

^ I O L V o_£ V y

- " "\shXS + C.chaz?"

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

l " \shXS +S2s1gL5^

از نظر مختصات L-Ukrome r r^r در دو بعدی، بر حسب

چیه فولاد ^torus^to^^^i

2) قدرت مکانیکی

توان الکترومغناطیسی £,., "1 \u003d p / c" + .y, / C1 " 1"

با توجه به عبارت، فرمول (7) بر اساس محاسبه شد

4) تلفات در سلف مسی

Р,г1 = ШI1 Гф ^

که در آن rf مقاومت فعال سیم پیچ فاز است.

5) کارایی بدون در نظر گرفتن تلفات در فولاد هسته

"r.-i ■ (12) P، R "(5> + L، ..

6) ضریب قدرت

r m!\rr+rf) ^ typh1 m1 Z £

که در آن، 2 = + x1 امپدانس مطلق سری است

مدارهای معادل (شکل 2).

x1=xn+xa1O4)

v-yazi-g (15)

x \u003d x + x + x + Xa - راکتانس القایی نشتی ob-p a * h اولیه

بنابراین، یک الگوریتم برای محاسبه ویژگی های استاتیک یک LIM با یک عنصر ثانویه اتصال کوتاه به دست آمد، که این امکان را فراهم می کند تا خواص بخش های فعال ساختار را در هر تقسیم دندان در نظر بگیریم.

مدل ریاضی توسعه یافته اجازه می دهد: . استفاده از یک دستگاه ریاضی برای محاسبه یک موتور ناهمزمان خطی استوانه ای، ویژگی های استاتیکی آن بر اساس انواع مدارهای معادل برای مدارهای الکتریکی اولیه و ثانویه و مغناطیسی

ارزیابی تأثیر پارامترها و طرح‌های مختلف عنصر ثانویه بر ویژگی‌های کشش و انرژی یک موتور القایی خطی استوانه‌ای. . نتایج محاسبات این امکان را فراهم می کند که به عنوان اولین تقریب، داده های فنی و اقتصادی بهینه اولیه در هنگام طراحی موتورهای القایی خطی استوانه ای تعیین شود.

فصل سوم "مطالعات محاسباتی و نظری" نتایج محاسبات عددی تاثیر پارامترهای مختلف و پارامترهای هندسی بر انرژی و عملکرد کششی CLIM را با استفاده از مدل ریاضی که قبلا توضیح داده شد ارائه می‌کند.

سلف TsLAD شامل واشرهای جداگانه است که در یک سیلندر فرومغناطیسی قرار دارند. ابعاد هندسی واشرهای سلفی که در محاسبه گرفته شده است در شکل 1 آورده شده است. 3. تعداد واشرها و طول استوانه فرومغناطیسی - Гя "با تعداد قطب ها و تعداد شیارهای هر قطب و فاز سیم پیچ سیم پیچ های سلف، هدایت الکتریکی C2 - Ug L، و

و همچنین پارامترهای مدار مغناطیسی معکوس. نتایج تحقیق در قالب نمودار ارائه شده است.

شکل 3 - دستگاه سلف 1-عنصر ثانویه; 2- مهره؛ ز- واشر آب بندی; 4- سیم پیچ; مسکن 5 موتور; 6 سیم پیچ، 7 واشر.

برای درایو قطع کننده مدار در حال توسعه، موارد زیر به طور واضح تعریف شده است:

1 حالت عملکرد، که می تواند به عنوان "شروع" مشخص شود. "زمان کار" کمتر از یک ثانیه است (t. = 0.07 ثانیه)، ممکن است راه اندازی مجدد وجود داشته باشد، اما حتی در

در این مورد، کل زمان عملیاتی از یک ثانیه تجاوز نمی کند. بنابراین، بارهای الکترومغناطیسی یک بار جریان خطی هستند، چگالی جریان در سیم‌پیچ‌ها را می‌توان به طور قابل‌توجهی بیشتر از موارد پذیرفته شده برای ماشین‌های الکتریکی حالت پایدار j در نظر گرفت: A = (25 ... 50) 10 A / m، J (4) ... /) A / mm2. بنابراین، وضعیت حرارتی دستگاه را می توان نادیده گرفت.

3. نیروی کشش مورد نیاز Fn > 1500 نیوتن. در این حالت، تغییر نیرو در حین کار باید حداقل باشد.

4. محدودیت های اندازه شدید: طول Ls. 400 میلی متر؛ قطر بیرونی استاتور D = 40 ... 100 میلی متر.

5 مقادیر انرژی (l، coscp) بی ربط هستند.

بنابراین، وظیفه تحقیق را می توان به صورت زیر فرموله کرد: برای ابعاد داده شده، تعیین بارهای الکترومغناطیسی، مقدار پارامترهای طراحی LIM، ارائه

نیروی کشش قابل تنظیم در محدوده 0.3

بر اساس تکلیف تحقیق شکل گرفته، شاخص اصلی LIM نیروی کشش در فاصله لغزش 0.3 است.

بنابراین، نیروی کشش LIM به نظر یک وابستگی عملکردی است.

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

تامترها، مقداری pr-t -ko و t \u003d 400/4 \u003d 100 - * 66.6 mmh

نیروی کششی به طور قابل توجهی کاهش می یابد 5

کشش ° تلاش مرتبط با کاهش تقسیم قطب t و القای مغناطیسی در هوا و تقسیم t

2p=4 است (شکل 4). °3 شکاف هوا بنابراین، بهینه است

OD 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 9

اسلاید B، اوه

شکل 4- مشخصه کشش TsLAD «بسته به تعداد قطب ها

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 ■

1.5 | در 2.0 لیتر<

0 0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1

FIGURE5YUK5، azo.

ra (6=1.5mm و 5=2.0mm)

رسانایی y2، y3 و نفوذپذیری مغناطیسی ts3 VE.

تغییر در هدایت الکتریکی سیلندر فولادی "(شکل 6) در نیروی کشش CLAD مقدار ناچیز تا 5٪ دارد.

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

اسلاید 8، اوه

شکل 6. مشخصه کشش CLA در مقادیر مختلف هدایت الکتریکی سیلندر فولادی

تغییر در نفوذپذیری مغناطیسی u3 یک سیلندر فولادی (شکل 7) تغییرات قابل توجهی در نیروی کشش Px = DB ایجاد نمی کند. با لغزش کاری 8=0.3، ویژگی های کشش یکسان است. نیروی کشش شروع در 3...4٪ متغیر است. بنابراین، با در نظر گرفتن تأثیر ناچیز پیوندها و Mz بر نیروی کشش CLA، استوانه فولادی را می توان از فولاد نرم مغناطیسی ساخت.

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

شکل 7. مشخصه کشش CDIM در مقادیر مختلف نفوذپذیری مغناطیسی (Ts = 1000tso و Ts = 500tso) یک سیلندر فولادی

از تجزیه و تحلیل وابستگی های گرافیکی (شکل 5، شکل 6، شکل 7)، نتیجه گیری به شرح زیر است: تغییر در رسانایی سیلندر فولادی و نفوذپذیری مغناطیسی، محدود کردن شکاف غیر مغناطیسی، دستیابی به یک ثابت غیرممکن است. نیروی کشش 1 "X به دلیل تأثیر اندک آنها.

y=1.2-10 اینچ S/m

y=3 10 اینچ S/m

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

شکل 8. مشخصه کشش CLIM برای مقادیر مختلف هدایت الکتریکی SE

پارامتری که با آن می توانید به ثبات نیروی کشش = / (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.

شکل 9...11 وابستگی های Г، I، t)، oo$ را نشان می دهد<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 To

شکل 9. وابستگی 1=G(8) برای مقادیر مختلف تعداد چرخش در سیم پیچ

شکل 10. eos وابستگی

نقاشی! I وابستگی t]= f(S)

وابستگی گرافیکی نشانگرهای انرژی به تعداد چرخش در کاسه ها یکسان است. این نشان می دهد که تغییر در تعداد چرخش در سیم پیچ منجر به تغییر قابل توجهی در این شاخص ها نمی شود. دلیل کم توجهی به آنها همین است.

افزایش نیروی کششی (شکل 12) با کاهش تعداد چرخش در سیم پیچ با این واقعیت توضیح داده می شود. که سطح مقطع سیم در مقادیر ثابت ابعاد هندسی و ضریب پر شدن شیار سلف با مس افزایش می یابد و مقدار چگالی جریان کمی تغییر می کند. موتور در درایوهای قطع کننده مدار در حالت راه اندازی کمتر از یک ثانیه کار می کند. بنابراین، برای به حرکت درآوردن مکانیسم‌هایی با نیروی کشش راه‌اندازی زیاد و حالت عملکرد کوتاه‌مدت، استفاده از CLA با تعداد دور کم و سطح مقطع زیاد سیم سیم‌پیچ سیم‌پیچ سلف کارآمدتر است.

آنها می گویند / "4a؟ /؟ (/," ■ W0O 8oo boa íoo 2 os ■

O o/ O.3 oi 05 O 07 os ¿J? که

شکل 12. مشخصه کشش CLIM برای مقادیر مختلف دوره تعداد چرخش سیم پیچ کوهستان

با این حال، با روشن شدن مکرر چنین مکانیزم هایی، لازم است که یک ذخیره گرمایش موتور داشته باشید.

بنابراین، بر اساس نتایج یک آزمایش عددی با استفاده از روش محاسبه فوق، می توان با درجه دقت کافی روند تغییر در شاخص های الکتریکی و کشش را برای متغیرهای مختلف CLIM تعیین کرد. شاخص اصلی ثابت بودن نیروی کشش رسانایی الکتریکی پوشش عنصر ثانویه y2 است که با تغییر آن در محدوده y=0.8-10 ... 1.2-10 S/m می توانید مشخصه کشش مورد نیاز را بدست آورید. .

در نتیجه، برای ثبات نیروی رانش CLIM، کافی است مقادیر ثابت 2p، m، s، y را تنظیم کنید.

! ]،=/(K y2، \UK) (17)

جایی که K \u003d / (2p، m، 8، L2، y، Z »

فصل چهارم روش انجام آزمایش روش بررسی شده درایو قطع کننده مدار را شرح می دهد. مطالعات تجربی ویژگی‌های درایو بر روی یک قطع کننده مدار ولتاژ بالا VMP-10 انجام شد (شکل 13)

شکل 13 تنظیم آزمایشی.

همچنین در این فصل مقاومت اینرسی قطع کننده مدار تعیین می شود که با استفاده از تکنیک ارائه شده در روش تحلیلی نموداری و با استفاده از نمودار سینماتیکی مدار شکن انجام می شود. ویژگی های عناصر الاستیک تعیین می شود. در عین حال، طراحی کلید مدار روغن شامل چندین عنصر الاستیک است که با بسته شدن مدار شکن مقابله می کند و به شما امکان می دهد انرژی را برای خاموش کردن مدار شکن جمع کنید:

1) فنرهای شتاب GPU"

2) انتشار بهار G on،

31 نیروهای الاستیک ایجاد شده توسط فنرهای تماسی Pk. - №1، 2012 ص 2-3. - حالت دسترسی: http://w\v\v.ivdon.ru.

نسخه های دیگر:

2. پیاستولوف، A.A. توسعه درایو برای قطع کننده های مدار ولتاژ بالا 6...35 کیلو ولت." /A.A. Pyastolov, I.N. No. 02900034856.-Chelyabinsk: CHIMESH.1990. - S. 89-90.

3. یونسوف، ر.ف. توسعه یک محرک الکتریکی خطی برای اهداف کشاورزی. / RF. یونسوف، I.N. رمضانوف، وی. ایوانیتسکایا، V.A. Bazhenov // XXXIII کنفرانس علمی. چکیده گزارش ها - Sverdlovsk، 1990، ص 32-33.

4. پیاستولوف، A.A. درایو قطع کننده مدار روغن فشار قوی. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., Bazhenov V.A. // جزوه اطلاع رسانی شماره 91-2. -TsNTI، چلیابینسک، 1991. S. 3-4.

5. پیاستولوف، A.A. موتور آسنکرون خطی استوانه ای. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., Bazhenov V.A. // جزوه اطلاع رسانی شماره 91-3. -TsNTI، چلیابینسک، 1991. ص. 3-4.

6. باژنوف، V.A. انتخاب عنصر تجمعی برای قطع کننده مدار VMP-10. مشکلات واقعی مکانیزاسیون کشاورزی: ​​مطالب کنفرانس علمی و عملی سالگرد "آموزش عالی مهندسی کشاورزی در اودمورتیا - 50 سال". / Izhevsk, 2005. S. 23-25.

7. باژنوف، V.A. توسعه یک درایو قطع کننده مدار روغن اقتصادی. کنفرانس علمی و روش شناسی منطقه ای Izhevsk: FGOU VPO Izhevsk State Agricultural Academy, Izhevsk, 2004. P. 12-14.

8. باژنوف، V.A. بهبود درایو قطع کننده مدار روغن VMP-10. مشکلات توسعه انرژی در شرایط تحولات صنعتی: مجموعه مقالات کنفرانس علمی و عملی بین المللی به مناسبت بیست و پنجمین سالگرد تاسیس دانشکده برق و اتوماسیون کشاورزی و گروه فناوری برق تولیدات کشاورزی. ایژفسک 2003، ص 249-250.

پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی

تحویل به مجموعه_2012. برای انتشار در 24 آوریل 2012 امضا شد.

کاغذ افست Typeface Times New Roman فرمت 60x84/16 جلد اول چاپ.l. تیراژ 100 نسخه. سفارش شماره 4187. انتشارات FGBOU BIIO آکادمی کشاورزی دولتی Izhevsk Izhevsk, st. دانشجو. یازده

متن کار باژنوف، ولادیمیر آرکادیویچ، پایان نامه با موضوع فناوری برق و تجهیزات الکتریکی در کشاورزی

موسسه آموزش عالی حرفه ای بودجه ایالتی فدرال "آکادمی کشاورزی دولتی ایزوسک"

به عنوان نسخه خطی

باژنوف ولادیمیر آرکادیویچ

موتور ناهمزمان خطی استوانه ای در درایو سوئیچ های فشار قوی

تخصص 05.20.02 فناوری های برق و تجهیزات الکتریکی در کشاورزی

پایان نامه برای درجه کاندیدای علوم فنی

مشاور علمی: داوطلب علوم فنی،

ولادیکین ایوان روویچ

ایژفسک - 2012

در مراحل مختلف تحقیق، کار با راهنمایی دکترای علوم فنی، پروفسور، سرپرست انجام شد. بخش "ماشین های الکتریکی" موسسه مکانیزاسیون و برق رسانی کشاورزی چلیابینسک A.A. پیاستولوا (فصل 1، 4، 5) و دکترای علوم فنی، اساتید، رئیس. دپارتمان "حرکه الکتریکی و ماشین های الکتریکی" دانشگاه دولتی کشاورزی سن پترزبورگ A.P. Epifanova (فصل 2، 3)، نویسنده صمیمانه سپاسگزاری می کند.

معرفی ................................................. ................................................. ......................................5

1 تجزیه و تحلیل محرک های مدار روغن و ویژگی های آنها ...................................... ...................................................... ...................................................... ......................7

1.1 دستگاه و اصل عملکرد سوئیچ ها .......................................... ...... ...... یازده

1.2 طبقه بندی درایوها ..................................................... ...................................... 14

1.3 اجزای اصلی درایو................................................ ..........................................19

1.4 الزامات طراحی عمومی برای محرک ها ...................................... ...................... ..22

1.5 درایوهای الکترومغناطیسی ...................................... ...................................................... ..............26

1.5.1 طراحی محرک های الکترومغناطیسی .......................................... ......... .......28

1.5.2 درایو برقی AC ................................................ ................. .42

1.5.3 درایو بر اساس LIM مسطح .......................................... .......................................... 45

1.5.4 درایو قطع کننده مدار مبتنی بر موتور ناهمزمان دوار ...................................... ...................................................... ................................ ...................... ........48

1.5.5 درایو بر اساس ناهمزمان خطی استوانه ای

موتور ................................................ ................................................ . ......................50

نتیجه گیری در مورد فصل و اهداف کار ................................................... .....................................52

2 محاسبه ویژگیهای گاگلهای موتور ناهمزمان خطی ...................................... ...................................................... ...................................................... ......................55

2.1 تجزیه و تحلیل روش های محاسبه ویژگی های LIM ...................................... ....... ......55

2.2 روش شناسی مبتنی بر تئوری تک بعدی .......................................... ......................56

2.3 تکنیک مبتنی بر تئوری دو بعدی .......................................... ................................ 58

2.4 تکنیک بر اساس مدل سه بعدی ...................................... ...................... .................59

2.5 مدل ریاضی موتور القایی استوانه ای روشن

اساس مدار معادل ...................................... ...................................................... ................65

نتیجه گیری در مورد فصل ...................................... ................................................ . ................94

3 بررسی های محاسباتی و نظری................................. ...................... 95

3.1 مفاد کلی و وظایفی که باید حل شوند (بیان مسئله) ...................................... ........ 95

3.2. شاخص ها و پارامترهای بررسی شده ...................................... ..................96

نتیجه گیری در مورد فصل ...................................... ................................................ . ..........105

4 مطالعات تجربی ...................................... .............. ............106

4.1 تعیین مقاومت اینرسی سیستم BM-drive ...................................106

4.2 تعیین خصوصیات عناصر الاستیک ...................................... .....................110

4.3 تعیین خصوصیات الکترودینامیکی ...................................... ......114

4.4 تعیین مقاومت هوای آیرودینامیکی و

روغن عایق هیدرولیک BM................................................ ........ .................. 117

نتیجه گیری در مورد فصل ...................................... ................................................ . ..........121

5 شاخص های فنی و اقتصادی ............................................ ......................................122

نتیجه گیری در مورد فصل ...................................... ................................................ . ..........124

نتیجه گیری کلی و نتایج تحقیق................................. .....................125

ادبیات................................................. ................................................ . ..........................126

پیوست اول................................................ ................................................... .. .................137

ضمیمه B محاسبه شاخص های قابلیت اطمینان درایوهای VM6...35KV...139

مرجع ضمیمه ب تحقیق در مورد هدف توسعه .................................. 142

اسناد ثبت اختراع من ...................................... ...................................................... .................142

II ادبیات علمی و فنی و مستندات فنی ...................................................143

III مشخصات فنی یک موتور ناهمزمان خطی استوانه ای ................................... ...................................................... ...................................... 144

تجزیه و تحلیل IV قابلیت اطمینان عملیاتی درایوهای VM-6... 0.35kV......................145

V ویژگی های طراحی انواع اصلی درایو VM-6... 35 کیلو ولت.........150

ضمیمه D................................................ ................................................... .. .....................156

نمونه ای از پیاده سازی خاص درایو ...................................... .................................. 156

مدار شکن فشار قوی ................................ ...................... ...................................................... ..... 156

محاسبه توان مصرفی درایو اینرسی .......................................... ..............162

در حین عملیات روشن کردن ...................................... ...................................................... .....................162

فهرست نمادها و اختصارات اصلی ............................................ ......................................165

معرفی

با انتقال محصولات کشاورزی به پایه صنعتی، الزامات برای سطح قابلیت اطمینان منبع تغذیه به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

برنامه پیچیده هدف برای بهبود قابلیت اطمینان منبع تغذیه مصرف کنندگان کشاورزی /TsKP PN/ معرفی گسترده تجهیزات اتوماسیون برای شبکه های توزیع روستایی 0.4.. .35 کیلوولت را به عنوان یکی از موثرترین راه ها برای دستیابی به این هدف فراهم می کند. این برنامه به ویژه شامل تجهیز شبکه های توزیع به تجهیزات سوئیچینگ مدرن و دستگاه های درایو برای آنها است. همراه با این، برنامه ریزی شده است که به طور گسترده، به ویژه در مرحله اول، از تجهیزات سوئیچینگ اولیه در حال کار استفاده شود.

پرکاربردترین آنها در شبکه های روستایی، کلیدهای مدار روغن (VM) با فنر و درایو بار فنری هستند. با این حال، از تجربه عملیاتی مشخص است که درایوهای VM یکی از کم اعتمادترین عناصر تابلو برق هستند. این امر کارایی اتوماسیون پیچیده شبکه های برق روستایی را کاهش می دهد. به عنوان مثال، در آن اشاره شده است که 30 ... 35٪ موارد حفاظت رله و اتوماسیون / RZA / به دلیل وضعیت نامناسب درایوها اجرا نمی شود. علاوه بر این، تا 85٪ از عیوب مربوط به سهم VM 10 ... 35 کیلوولت با درایوهای بار فنری است. بر اساس داده های کار، 59.3 درصد از خرابی های بسته شدن مجدد خودکار /AR/ بر اساس درایوهای فنری به دلیل کنتاکت های کمکی درایو و کلید مدار، 28.9 درصد به دلیل مکانیسم های روشن کردن درایو و نگه داشتن آن در درایو رخ می دهد. در موقعیت وضعیت نامناسب و نیاز به نوسازی و توسعه درایوهای قابل اعتماد در کارها ذکر شده است.

تجربه مثبتی در استفاده از درایوهای DC الکترومغناطیسی قابل اعتمادتر برای VMهای 10 کیلوولت در پستهای پایین رونده برای اهداف کشاورزی وجود دارد. با این حال، به دلیل تعدادی از ویژگی ها، این درایوها کاربرد گسترده ای پیدا نکرده اند [53].

هدف از این مرحله از تحقیق انتخاب جهت تحقیق است.

در روند کار، وظایف زیر حل شد:

تعیین شاخص های قابلیت اطمینان انواع اصلی درایوهای VM-6.. 0.35 کیلو ولت و واحدهای عملکردی آنها.

تجزیه و تحلیل ویژگی های طراحی انواع درایو VM-6...35 kV;

اثبات و انتخاب یک راه حل سازنده برای درایو VM 6...35 کیلو ولت و زمینه های تحقیق.

1 تجزیه و تحلیل عملگرهای مدار روغن و خصوصیات آنها

عملکرد درایو کلیدهای مدار روغن 6 - 10 کیلو ولت تا حد زیادی به کمال طراحی بستگی دارد. ویژگی های طراحی با توجه به الزامات آنها تعیین می شود:

توان مصرفی درایو در هنگام روشن کردن ماشین مجازی باید محدود باشد، زیرا برق از ترانسفورماتورهای کمکی کم مصرف تامین می شود. این نیاز به ویژه برای پست‌های رو به پایین منبع تغذیه کشاورزی بسیار مهم است.

درایو قطع کننده مدار روغن باید سرعت سوئیچینگ کافی را ارائه دهد،

کنترل از راه دور و محلی،

عملکرد عادی در سطوح قابل قبول تغییر در ولتاژهای کاری و غیره.

بر اساس این الزامات، مکانیسم های محرک اصلی به شکل مبدل های مکانیکی با تعداد مراحل (مراحل) تقویت متفاوت ساخته می شوند که در فرآیند خاموش و روشن شدن، انرژی کمی برای کنترل جریان بزرگ انرژی مصرف می کنند. توسط سوئیچ مصرف می شود.

در درایوهای شناخته شده، آبشارهای تقویت به صورت ساختاری به شکل دستگاه های قفل (ZUO، ZUV) با چفت، مکانیسم های کاهش دهنده (RM) با اهرم های شکست چند پیوندی، و همچنین تقویت کننده های مکانیکی (MU) با استفاده از انرژی یک بالابر اجرا می شوند. بار یا فنر فشرده شکل های 2 و 3 (پیوست B) نمودارهای ساده شده ای از درایوهای قطع کننده مدار روغن در انواع مختلف را نشان می دهد. فلش ها و اعداد بالای آنها جهت و ترتیب تعامل مکانیسم ها را در روند کار نشان می دهد.

دستگاه های کلید زنی اصلی در پست ها عبارتند از کلیدهای بدون روغن و روغن، جدا کننده ها، فیوزهای تا 1000 ولت و بالاتر، کلیدهای اتوماتیک، کلیدهای چاقو. در شبکه های الکتریکی کم توان با ولتاژ 6-10 کیلو ولت، ساده ترین دستگاه های سوئیچینگ نصب می شوند - سوئیچ های بار.

در تابلو برق 6 ... 10 کیلو ولت، در تابلو برق قابل برداشت اغلب از کلیدهای آویز کم روغن با فنر یا درایوهای الکترومغناطیسی داخلی (VMPP، VMPE) استفاده می شود: جریان نامی این کلیدها: 630 A، 1000 A، 1600 A، 3200 A.

جریان شکست 20 و 31.5 کیلو آمپر. این طیف از طرح ها امکان استفاده از قطع کننده های مدار VMP را هم در تاسیسات برقی با توان متوسط ​​و هم در خطوط ورودی بزرگ و در کنار مدارهای ثانویه ترانسفورماتورهای نسبتا بزرگ فراهم می کند. اجرای برای جریان 31.5 کیلو آمپر امکان استفاده از کلیدهای مدار فشرده VMP را در شبکه های پرقدرت 6... 0.10 کیلو ولت بدون واکنش و در نتیجه کاهش نوسانات و انحراف ولتاژ در این شبکه ها فراهم می کند.

کلیدهای دیگ کم روغن VMG-10 با فنر و درایوهای الکترومغناطیسی برای جریان های نامی 630 و 1000 آمپر و جریان قطع اتصال کوتاه 20 کیلو آمپر تولید می شوند. آنها در محفظه های ثابت سری KSO-272 تعبیه شده اند و عمدتاً در تاسیسات برقی با توان متوسط ​​استفاده می شوند. قطع کننده های مدار کم روغن از نوع VMM-10 کم توان نیز با درایوهای فنری داخلی برای جریان نامی 400 A و جریان قطع نامی 10 کیلو آمپر تولید می شوند.

در طیف گسترده ای از طرح ها و پارامترها، انواع کلیدهای الکترومغناطیسی زیر تولید می شوند: VEM-6 با درایوهای الکترومغناطیسی داخلی برای ولتاژ 6 کیلو ولت، جریان نامی 2000 و 3200 A، جریان شکست نامی 38.5 و 40 کیلو آمپر ;

VEM-10 با درایو الکترومغناطیسی داخلی، ولتاژ 10 کیلو ولت، جریان نامی 1000 و 1250، جریان شکست نامی 12.5 و 20 کیلو آمپر؛

VE-10 با درایوهای فنری داخلی، ولتاژ 10 کیلو ولت، جریان های نامی 1250، 1600، 2500، 3000 A. جریان های شکست نامی 20 و 31.5 کیلو آمپر.

قطع کننده های مدار الکترومغناطیسی با توجه به پارامترهای خود با کلیدهای مدار کم روغن VMP مطابقت دارند و دارای دامنه یکسانی هستند. آنها برای عملیات سوئیچینگ مکرر مناسب هستند. ظرفیت سوئیچینگ کلیدهای مدار بستگی به نوع درایو، طراحی و قابلیت اطمینان عملکرد آن دارد. در ایستگاه های فرعی شرکت های صنعتی، از فنر و درایوهای الکترومغناطیسی که در قطع کننده مدار تعبیه شده اند، استفاده می شود. درایوهای الکترومغناطیسی در تاسیسات حیاتی استفاده می شوند:

هنگام تأمین مصرف کنندگان برق دسته اول و دوم با عملیات سوئیچ مکرر.

تاسیسات الکتریکی مخصوصاً مسئول دسته اول، صرف نظر از فرکانس عملیات.

در صورت وجود باتری قابل شارژ.

برای پست های شرکت های صنعتی از دستگاه های کامل بلوک بزرگ استفاده می شود: KRU، KSO، KTP با ظرفیت ها، ولتاژها و اهداف مختلف. دستگاه های کامل با تمامی دستگاه ها، ابزار اندازه گیری و وسایل کمکی در کارخانه یا کارگاه تولید، مونتاژ و تست می شوند و به صورت مونتاژ شده به محل نصب تحویل می شوند. این امر تأثیر اقتصادی زیادی می دهد، زیرا باعث افزایش سرعت و کاهش هزینه ساخت و نصب می شود و به شما امکان می دهد با روش های صنعتی کار کنید. تابلو برق کامل دارای دو طرح اساسی متفاوت است: قابل برداشت (سری KRU) و ثابت (سری KRU).

KSO، KRUN، و غیره). دستگاه های هر دو نوع در حل مشکلات نصب و راه اندازی برق و تعمیر و نگهداری به همان اندازه موفق هستند.

تابلو برق رول اوت در کار راحت تر، قابل اعتمادتر و ایمن تر هستند. این امر به دلیل محافظت از کلیه قطعات حامل جریان و اتصالات تماس با عایق قابل اعتماد و همچنین قابلیت تعویض سریع مدار شکن با رول کردن و سرویس در کارگاه به دست می آید. محل درایو سوئیچ به گونه ای است که بازرسی خارجی آن را می توان هم با سوئیچ روشن و هم با سوئیچ خاموش بدون باز کردن سوئیچ انجام داد.

کارخانه ها سری یکپارچه تابلو برق قابل برداشت را برای نصب داخلی برای ولتاژ تا 10 کیلو ولت تولید می کنند که پارامترهای فنی اصلی آن در جدول 1 آورده شده است.

جدول 1.1 - پارامترهای اصلی تابلو برق برای ولتاژ 10-3 کیلو ولت برای نصب داخلی

ولتاژ نامی سری، بر حسب کیلو ولت جریان نامی، در نوع A کلید مدار روغن نوع درایو

KRU2-10-20UZ 3.6, 10 630 1000 1600 2000 2500 3200 قابلمه کم روغن VMP-Yuld PE-11 PP67 PP70

KR-10-31, 5UZ 6.10 630 1000 1600 3200 قابلمه کم روغن

KR-10D10UZ 10 1000 2000 4000 5000 قابلمه کم روغن

KE-10-20UZ 10 630 1000 1600 2000 3200 الکترومغناطیسی

KE-10-31, 5UZ 10 630 1000 الکترومغناطیسی

1.1 دستگاه و اصل عملکرد سوئیچ ها

کلیدهای برق نوع VMG-10-20، کلیدهای برق فشار قوی سه قطبی با حجم کم مایع خاموش کننده قوس (روغن ترانسفورماتور) هستند. این کلید برای سوئیچینگ مدارهای AC فشار قوی با ولتاژ 10 کیلو ولت در حالت عادی کارکرد نصب و همچنین برای قطع خودکار این مدارها در صورت جریان های اتصال کوتاه و اضافه بارهایی که در زمان غیرعادی و اضطراری رخ می دهد در نظر گرفته شده است. حالت های عملیاتی تاسیسات

اصل عملکرد مدار شکن بر اساس خاموش کردن قوس الکتریکی است که هنگام باز شدن کنتاکت ها، توسط جریان مخلوط نفت و گاز حاصل از تجزیه شدید روغن ترانسفورماتور تحت تأثیر دمای بالای قوس ایجاد می شود. . این جریان در یک دستگاه خاموش کننده قوس ویژه واقع در منطقه سوزاندن قوس جهت خاصی دریافت می کند.

کلید مدار توسط درایوها کنترل می شود. در عین حال، روشن شدن عملیاتی به دلیل انرژی درایو و خاموش شدن - به دلیل انرژی چشمه های باز کننده خود قطع کننده مدار انجام می شود.

طراحی سوئیچ در شکل 1.1 نشان داده شده است. سه قطب کلید بر روی یک قاب جوشی مشترک 3 که پایه کلید است و دارای سوراخ هایی برای نصب کلید است نصب می شود. در قسمت جلویی قاب، شش عایق چینی 2 (در هر قطب دو عدد) وجود دارد که دارای بست مکانیکی کشسان داخلی هستند. روی هر جفت مقره، قطب کلید 1 معلق است.

مکانیزم محرک مدار شکن (شکل 9) شامل یک شفت 6 با اهرم های 5 است که به آن جوش داده شده است. فنرهای قطع کننده 1 به اهرم های بیرونی 5 وصل شده است، فنر بافر 2 به وسط متصل است. اهرم های عایق به صورت مکانیکی هستند. ثابت در انتهای مخالف اهرم ها، که با کمک به میله های تماس حامل جریان 9 متصل می شوند.

گوشواره shchi 7 و برای انتقال حرکت از شفت سوئیچ به میله تماس استفاده می شود.

نصب (نوع VMP-10) - نمای کلی

بین اهرم های انتهایی و میانی روی محور سوئیچ، یک جفت اهرم دو بازویی 4 با غلتک در انتهای آن جوش داده شده است. این اهرم ها برای محدود کردن موقعیت های روشن و خاموش مدار شکن عمل می کنند. هنگام روشن شدن، یکی از غلتک ها به پیچ 8 نزدیک می شود، هنگامی که خاموش می شود، غلتک دوم میله بافر روغن 3 را حرکت می دهد. ترتیب دقیق تری از آن در شکل 1 نشان داده شده است. 2.

بسته به سینماتیک اطاقک، کلید مدار امکان اتصال وسط یا جانبی درایو را فراهم می کند. اهرم 13 (شکل 1.1) برای اتصال متوسط ​​درایو استفاده می شود، اهرم 12 (شکل 1.1) علاوه بر این بر روی محور قطع کننده مدار برای اتصال جانبی نصب شده است.

شکل 1.2 - قطب کلید

قسمت اصلی قطب کلید (شکل 1.2) سیلندر 1 است. برای کلیدهای با جریان نامی 1000 آمپر، این سیلندرها از برنج ساخته شده اند. سیلندرهای سوئیچ برای جریان نامی 630 آمپر از فولاد ساخته شده اند و دارای درز غیر مغناطیسی طولی هستند. دو براکت به هر سیلندر برای اتصال آن به عایق های پشتیبانی جوش داده شده است و یک پوشش 10 با پلاگین پرکننده روغن 11 و نشانگر روغن 15. بدنه به عنوان یک اضافی عمل می کند.

بررسی تاثیر غیر سینوسی بودن ولتاژ تغذیه، ناشی از مدولاسیون عرض پالس، بر ویژگی های انرژی موتورهای ناهمزمان

• • فن آوری ها و وسایل مکانیزاسیون کشاورزی
  • فن آوری های برق و تجهیزات الکتریکی در کشاورزی
  • فن آوری ها و وسایل نگهداری در کشاورزی

480 روبل. | 150 UAH | 7.5 دلار "، MOUSEOFF، FGCOLOR، "#FFFFCC"،BGCOLOR، "#393939");" onMouseOut="return nd();"> پایان نامه - 480 روبل، حمل و نقل 10 دقیقه 24 ساعت شبانه روز، هفت روز هفته و تعطیلات

ریژکوف الکساندر ویکتورویچ تجزیه و تحلیل و انتخاب طرح های منطقی یک موتور خطی استوانه ای با تحریک مغناطیسی: پایان نامه ... داوطلب علوم فنی: 05.09.01 / Ryzhkov Alexander Viktorovich; [محل حفاظت: ورونژ. حالت فن آوری un-t].- Voronezh, 2008.- 154 p.: ill. RSL OD, 61 09-5/404

معرفی

فصل 1 تجزیه و تحلیل جهت های نظری و سازنده توسعه ماشین های الکتریکی حرکت خطی 12

1.1 ویژگی های خاص اجرای طراحی ماشین های الکتریکی خطی 12

1.2 تجزیه و تحلیل طراحی توسعه یافته یک موتور الکتریکی خطی استوانه ای 26

1.3 مروری بر رویه های طراحی ماشین خطی 31

1.4 مدلسازی فرآیندهای الکترومغناطیسی بر اساس روش اجزاء محدود 38

1.5 هدف کار و اهداف مطالعه 41

فصل 2 الگوریتم محاسبه الکترومغناطیسی برای موتور DC خطی استوانه ای بدون تماس 43

2.1 بیان مسئله 43

2.2 تجزیه و تحلیل یک موتور DC خطی استوانه ای با طراحی طولی - شعاعی سیستم مغناطیسی 45

2.3 الگوریتم محاسبه الکترومغناطیسی یک موتور DC خطی استوانه ای 48

2.4 ارزیابی حالت حرارتی یک موتور خطی استوانه ای 62

فصل 3 شبیه سازی و انتخاب مجموعه های منطقی پارامترهای خروجی یک موتور DC خطی استوانه ای 64

3.1 سنتز خطی موتور استوانه ایجریان مستقیم بر اساس معیارهای حداکثر کشش ویژه، عملکرد انرژی 64

3.2 مدل سازی المان محدود یک موتور DC خطی استوانه ای 69

3.2.1 شرح داده های ورودی برای مدل سازی 69

3.2.2 تجزیه و تحلیل نتایج شبیه سازی 78

فصل 4 اجرای عملی و نتایج مطالعات تجربی موتورهای خطی استوانه ای 90

4.1 نمونه مدل موتورهای DC خطی استوانه ای 90

4.1.1 اجزای ساختاری معماری موتور خطی 90

4.1.2 اجرای مدل موتورهای خطی استوانه ای 95

4.1.3 ساختار واحد کنترل استوانه ای موتور الکتریکی خطی 96

4.2 نتایج مطالعات تجربی انواع توسعه یافته موتورهای الکتریکی خطی استوانه ای 100

4.2.1 بررسی وضعیت حرارتی موتور خطی 101

4.2.2 مطالعات تجربی القاء در شکاف نمونه های اولیه موتورهای خطی 103

4.2.3 بررسی نیروی نگهدارنده کشش الکترومغناطیسی در برابر جریان در سیم پیچ 107

4.2.3 بررسی وابستگی نیروی کشش الکتروموتورهای خطی توسعه یافته به میزان جابجایی قطعه متحرک 110

4.2.3 مشخصات مکانیکینمونه های توسعه یافته از موتورهای خطی 118

یافته های 119

نتیجه 120

مراجع 122

پیوست الف 134

پیوست ب 144

پیوست ب 145

معرفی کار

مرتبط بودن موضوع

در حال حاضر، موتورهای خطی استوانه ای به عنوان محرک برای درایوهای الکتریکی رایج تر شده اند. هدف خاصاجرا شده در چارچوب مجتمع های الکتریکی مورد استفاده، به ویژه، در فضا و فناوری پزشکی. در عین حال وجود عمل مستقیم دستگاه اجرایی در موتورهای خطی استوانه ای مزیت آنها را نسبت به موتورهای خطی تخت تعیین می کند. این به دلیل عدم وجود نیروهای جاذبه یک طرفه و همچنین اینرسی پایین قسمت متحرک است که کیفیت بالای دینامیکی آنها را تعیین می کند.

لازم به ذکر است که در زمینه توسعه ابزار برای تجزیه و تحلیل گزینه های طراحی موتورهای خطی، نتایج مثبتی هم توسط داخلی (Voldek A.I.، Svecharnik D.V.، Veselovsky O.N.، Konyaev A.Yu.، Sarapulov F.N.) و محققان خارجی به دست آمده است. (Yamamura، Wang J.، Jewell Geraint W.، Howe D.). با این حال، این نتایج را نمی توان به عنوان مبنایی برای ایجاد ابزارهای جهانی در نظر گرفت که امکان انتخاب گزینه های طراحی بهینه برای موتورهای الکتریکی خطی را در رابطه با یک منطقه شی خاص فراهم می کند. این امر مستلزم تحقیقات بیشتری در زمینه طراحی موتورهای خطی ویژه معماری استوانه ای به منظور دستیابی به گزینه های طراحی منطقی است که شی گرا هستند.

بنابراین، بر اساس موارد فوق، ارتباط موضوع تحقیق به دلیل نیاز به تحقیقات اضافی با هدف توسعه ابزارهایی برای مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل موتورهای خطی استوانه‌ای با تحریک مغناطیسی الکتریکی به منظور دستیابی به راه‌حل‌های طراحی منطقی تعیین می‌شود.

موضوع تحقیق پایان نامه مطابق با یکی از جهت گیری های علمی اصلی VPO "دانشگاه فنی دولتی ورونژ" سیستم های محاسباتی و نرم افزار و سخت افزار مجتمع های الکتریکی (توسعه و تحقیق فناوری های هوشمند و اطلاعاتی برای طراحی و مدیریت مجتمع های صنعتی و سیستم های پیچیده. GB. NIR شماره 2007.18).

هدف و اهداف مطالعه. هدف این کار ایجاد مجموعه‌ای از ابزارها برای تجزیه و تحلیل طرح‌های موتورهای DC خطی استوانه‌ای با تحریک مغناطیسی است که امکان انتخاب گزینه‌های منطقی آن‌ها را با تمرکز بر استفاده در چارچوب درایوهای الکتریکی با هدف خاص و درک مقادیر محدود می‌سازد. شاخص های انرژی خاص و سطح خواص دینامیکی.

مطابق با این هدف، وظایف زیر در کار تعیین و حل شد:

تجزیه و تحلیل طرح های منطقی موتورهای DC خطی استوانه ای، که در چارچوب درایوهای الکتریکی با هدف خاص، مقادیر محدود کننده شاخص های انرژی خاص را ارائه می دهند.

انجام مطالعات نظری در مورد فرآیندهای رخ داده در موتورهای DC غیر تماسی خطی به عنوان مبنایی برای ساخت الگوریتمی برای محاسبه الکترومغناطیسی یک موتور الکتریکی خطی استوانه ای.

توسعه یک الگوریتم محاسبه الکترومغناطیسی با در نظر گرفتن ویژگی های ناشی از معماری سیستم های مغناطیسی یک موتور خطی استوانه ای.

توسعه ساختار مدل های اجزای محدود برای تجزیه و تحلیل فرآیندهای الکترومغناطیسی در رابطه با شرایط یک موتور خطی استوانه ای.

انجام مطالعات تجربی نمونه های اولیه، تحت
تایید کفایت مدل های تحلیلی و الگوریتم توسعه یافته
طراحی کارشناسی ارشد موتورهای خطی استوانه ای.

روش های پژوهش. که دردر این کار از روش‌های نظریه میدان، نظریه مدارهای الکتریکی، نظریه طراحی ماشین‌های الکتریکی، ریاضیات محاسباتی، آزمایش فیزیکی استفاده شد.

تازگی علمی نتایج زیر، که با تازگی علمی متمایز می شوند، در کار به دست آمد:

طراحی مدار مغناطیسی یک موتور استوانه ای خطی DC با مغناطیسی محوری آهنرباهای دائمیبه عنوان بخشی از یک سیستم مغناطیسی با جهت شعاعی مغناطیسی، که با یک معماری جدید برای ساخت بخش متحرک یک موتور الکتریکی خطی مشخص می شود.

الگوریتمی برای محاسبه یک موتور DC خطی استوانه ای با آهنرباهای دائمی مغناطیسی محوری به عنوان بخشی از یک سیستم مغناطیسی با جهت شعاعی مغناطیسی ایجاد شده است که با در نظر گرفتن ویژگی های ناشی از معماری ساخت قسمت متحرک یک استوانه متفاوت است. موتور الکتریکی خطی؛

ساختارهای مدل های المان محدود ایجاد شده است که با مجموعه خاصی از شرایط مرزی در مناطق لبه متمایز می شوند.

توصیه هایی برای انتخاب راه حل های طراحی منطقی با هدف بهبود عملکرد انرژی خاص و کیفیت دینامیکی موتورهای DC خطی استوانه ای بر اساس داده های کمی از محاسبات عددی و همچنین نتایج مطالعات تجربی نمونه های اولیه ایجاد شده است.

اهمیت عملی کار. ارزش عملی کار پایان نامه عبارت است از:

الگوریتم طراحی موتورهای خطی استوانه ای
کم قدرت؛

مدل های المان محدود در تجزیه و تحلیل دو بعدی موتورهای خطی استوانه ای، که امکان مقایسه ویژگی های خاص موتورهای طرح های مختلف سیستم های مغناطیسی را فراهم می کند.

مدل ها و الگوریتم پیشنهادی می تواند به عنوان مبنای ریاضی برای ایجاد استفاده شود وسایل خاصکاربردی نرم افزارسیستم های طراحی به کمک کامپیوتر برای موتورهای DC غیر تماسی.

اجرای نتایج کار. نتایج نظری و تجربی به‌دست‌آمده از کار پایان‌نامه در شرکت "مؤسسه تحقیقاتی مکانوترونیک - آلفا" هنگام انجام کار تحقیقاتی "تحقیق در مورد روش‌های ایجاد درایوهای محرک مکاترونیک با منابع بالا مدرن با انواع مختلف حرکت در تغییرات با یک دیجیتال استفاده شد. کانال اطلاعات و کنترل بدون حسگر در شناسایی مختصات فاز ادغام شده در دستگاه‌های سیستم‌های پشتیبانی از حیات فضایی (SC)، تحقیق و توسعه «تحقیق راه‌های ایجاد درایوهای الکتریکی با حرکت خطی «هوشمند» با کنترل بردار حالت برای سیستم‌های اتوماسیون فضاپیما، تحقیق و توسعه «تحقیق» و توسعه پیشرانه های حرکتی دقیق خطی مکاترونیک هوشمند با طرح مدولار غیر سنتی برای تجهیزات صنعتی، پزشکی و ویژه نسل جدید و همچنین وارد فرآیند آموزشی گروه سیستم های الکترومکانیکی و تامین برق آموزش و پرورش کشور. موسسه آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه فنی دولتی ورونژ" در دوره سخنرانی"ماشین های الکتریکی ویژه".

تایید کار. مفاد اصلی کار پایان نامه در کنفرانس علمی و فنی منطقه ای "فناوری های نوین در تحقیقات علمی، طراحی، مدیریت، تولید" گزارش شد.

(Voronezh 2006، 2007)، در بین دانشگاهی دانشجویی علمی و فنی

کنفرانس "مسائل کاربردی الکترومکانیک، انرژی، الکترونیک" (Voronezh، 2007)، در کنفرانس سراسر روسیه "فناوری های جدید در تحقیق، طراحی، مدیریت، تولید" (Voronezh، 2008)، در کنفرانس بین المللی مدرسه " تکنولوژی بالاصرفه جویی در انرژی» (ورونژ، 2008)، در اولین کنفرانس علمی و عملی بین المللی «جوانان و علم: واقعیت و آینده» (Nevinnomyssk، 2008)، در شورای علمی و فنی «مؤسسه تحقیقات و طراحی Mechanotronics-Alpha» (Voronezh، 2008)، در کنفرانس های علمی و فنی اساتید و دانشجویان تحصیلات تکمیلی گروه اتوماسیون و انفورماتیک در سیستم های فنی VSTU (Voronezh، 2006-2008). علاوه بر این، نتایج پایان نامه در مجموعه مقالات علمی "مجموعه های الکتروتکنیکی و سیستم های کنترل"، "مشکلات کاربردی الکترومکانیک، انرژی، الکترونیک" (Voronezh، 2005-2007)، در مجله "مجتمع های الکتروتکنیکی و کنترل" منتشر شد. سیستم ها" (Voronezh، روسیه). Voronezh 2007-2008)، در بولتن دانشگاه فنی دولتی Voronezh (2008).

انتشارات. 11 مقاله در موضوع پایان نامه آثار علمی، از جمله 1 - در انتشارات توصیه شده توسط کمیسیون عالی گواهی فدراسیون روسیه.

ساختار و محدوده کار. پایان نامه مشتمل بر یک مقدمه، چهار فصل، یک خاتمه، فهرست منابع 121 عنوان، مطالب در 145 صفحه و شامل 53 شکل، 6 جدول و 3 پیوست می باشد.

در فصل اولبررسی و تحلیل شد مدرندر زمینه توسعه موتورهای الکتریکی خطی عمل مستقیم. طبقه بندی موتورهای الکتریکی خطی مستقیم با توجه به اصل عملکرد و همچنین با توجه به طرح های اصلی انجام می شود. مسائل تئوری توسعه و طراحی موتورهای خطی با در نظر گرفتن ویژگی های یک ماشین خطی مورد توجه قرار می گیرد. استفاده از روش اجزای محدود به عنوان ابزاری مدرن برای طراحی پیچیده الکتریکی

سیستم های مکانیکی هدف کار تعیین می شود و وظایف تحقیق تدوین می شود.

در فصل دوممسائل مربوط به تشکیل یک روش برای طراحی موتورهای استوانه ای خطی DC غیر تماسی در نظر گرفته شده است، یک محاسبه الکترومغناطیسی از پیاده سازی های مختلف طراحی سیستم های مغناطیسی یک موتور خطی ارائه شده است که شامل مراحل بعدی: انتخاب ابعاد اساسی، محاسبه توان; محاسبه ثابت ماشین؛ تعیین بارهای حرارتی و الکترومغناطیسی؛ محاسبه داده های سیم پیچ؛ محاسبه نیروی کشش الکترومغناطیسی؛ محاسبه سیستم مغناطیسی، انتخاب اندازه آهنرباهای دائمی. یک محاسبه تخمینی از فرآیند انتقال حرارت یک موتور الکتریکی خطی انجام شده است.

در فصل سومعبارات معیار بهینه سازی جهانی ارائه شده است که امکان انجام را فراهم می کند تحلیل مقایسه ایموتورهای DC و AC با توان کم، با در نظر گرفتن الزامات انرژی و سرعت. مفاد روش برای مدل‌سازی یک موتور DC خطی استوانه‌ای با روش اجزای محدود شکل می‌گیرد، مفروضات اصلی تعیین می‌شوند که بر اساس آن دستگاه ریاضی برای تجزیه و تحلیل مدل‌های این نوع موتورها ساخته شده است. مدل‌های المان محدود دو بعدی برای یک موتور خطی استوانه‌ای برای طرح‌های مختلف قسمت متحرک به‌دست می‌آیند: با مغناطیس شبه شعاعی آهن‌رباهای بخش روی میله و با آهن‌ربا-واشرهای محوری.

در فصل چهارمتوسعه عملی نمونه‌های موتورهای سنکرون خطی استوانه‌ای ارائه شده است، اجرای مدار یک واحد کنترل برای یک موتور خطی استوانه‌ای نشان داده شده است. اصول کنترل موتور الکتریکی مشخص شده برجسته شده است. نتایج مطالعات تجربی یک موتور سنکرون خطی استوانه‌ای با طراحی متفاوت سیستم مغناطیسی قطعه متحرک شامل: مطالعات حالت‌های حرارتی موتور الکتریکی،

وابستگی نیروی کشش موتور الکتریکی به جریان و جابجایی. مقایسه نتایج مدل‌سازی به روش اجزای محدود با آزمایش فیزیکی انجام شد، ارزیابی پارامترهای به‌دست‌آمده یک موتور خطی با سطح فنی مدرن انجام شد.

در پایان، نتایج اصلی مطالعات نظری و تجربی انجام شده ارائه شده است.

تجزیه و تحلیل طراحی توسعه یافته یک موتور الکتریکی خطی استوانه ای

یک درایو الکتریکی خطی با کنترل بردار حالت، تعدادی الزامات خاص را بر طراحی و عملکرد CLSD تحمیل می کند. جریان انرژی از شبکه از طریق دستگاه کنترل وارد سیم پیچ آرمیچر می شود که توالی صحیح تعامل بین میدان الکترومغناطیسی سیم پیچ و میدان آهنرباهای دائمی میله متحرک را مطابق با قوانین سوئیچینگ کافی تضمین می کند. اگر یک آهنربای دائمی با اجبار بالا روی میله قرار گیرد، واکنش آرمیچر عملاً شار مغناطیسی اصلی را تحریف نمی کند. کیفیت تبدیل انرژی الکترومکانیکی نه تنها توسط یک سیستم مغناطیسی انتخاب شده منطقی، بلکه با نسبت پارامترهای انرژی مارک آهنربا و بار خطی سیم پیچ آرمیچر استاتور تعیین می شود. محاسبه میدان الکترومغناطیسی FEM و جستجوی طراحی منطقی ماشین الکتریکی با روش آزمایش عددی، که با کمک معیار بهینه‌سازی به‌دست‌آمده هدایت می‌شود، انجام این کار را با حداقل هزینه ممکن می‌سازد.

با در نظر گرفتن الزامات مدرن برای منبع، محدوده تنظیم و موقعیت یابی، طرح CLSD مطابق با اصل کلاسیک تعامل دینامیکی شار مغناطیسی تحریک میله متحرک با شار مغناطیسی سیم پیچ آرمیچر بدون شکاف ساخته شده است. استاتور

تجزیه و تحلیل فنی اولیه طرح توسعه یافته امکان ایجاد موارد زیر را فراهم کرد:

موضوع انرژی موتور به تعداد فازها و مدار کلیدزنی سیم پیچ آرمیچر بستگی دارد، در حالی که شکل میدان مغناطیسی حاصل در شکاف هوا و شکل ولتاژ تامین شده به فازهای سیم پیچ نقش مهمی دارد.

روی میله متحرک، آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب با ساختار مغناطیسی شبه شعاعی، که هر کدام از شش بخش تشکیل شده است، به یک ساختار استوانه ای توخالی ترکیب شده است.

در طراحی توسعه یافته، می توان از وحدت تکنولوژیکی مکانیسم کار و میله CLSD اطمینان حاصل کرد.

تکیه گاه های بلبرینگ با فاکتورهای بار بهینه شده حاشیه کیفی لازم را از نظر سطح زمان عملکرد تضمین شده و محدوده تنظیم سرعت حرکت میله فراهم می کند.

امکان مونتاژ دقیق با حداقل تحمل و اطمینان از انتخاب پذیری لازم سطوح جفت گیری قطعات و مجموعه ها به شما امکان می دهد عمر مفید را افزایش دهید.

توانایی ترکیب انواع حرکت انتقالی و چرخشی در یک هندسه موتور به شما امکان می دهد عملکرد آن را گسترش دهید و دامنه را گسترش دهید.

لنگر TsLSD یک استوانه ساخته شده از فولاد مغناطیسی نرم است، یعنی طراحی بدون شکاف دارد. مدار مغناطیسی یوغ آرمیچر از شش ماژول ساخته شده است - بوش، همپوشانی و از فولاد 10 GOST 1050-74 ساخته شده است. بوش ها دارای سوراخ هایی برای انتهای خروجی سیم پیچ های سیم پیچ آرمیچر دو فاز هستند. بوشینگ ها که در یک بسته مونتاژ شده اند، اساساً یک یوغ برای هدایت شار مغناطیسی اصلی و به دست آوردن مقدار لازم القای مغناطیسی در کل شکاف کاری غیر مغناطیسی تشکیل می دهند. طراحی بدون شکاف آرمیچر از نظر اطمینان از یکنواختی سرعت بالا در منطقه حداقل مقادیر محدوده کنترل سرعت خطی و همچنین دقت موقعیت میله متحرک امیدوارکننده ترین است (هیچ ضربان در آن وجود ندارد. نیروی کشش الکترومغناطیسی ردیف دندان در شکاف غیر مغناطیسی). سیم پیچ های سیم پیچ آرمیچر به شکل درام هستند، پیچ های سیم پیچ از سیم با عایق خود پخته PFTLD یا با عایق مینای PETV GOST 7262-54، آغشته به یک ترکیب ترموست بر اساس رزین اپوکسی، که روی یک قاب آلومینیومی پیچیده شده است، ساخته شده است. شکلی سفت و سخت و برای دماهای تا 200 درجه سانتیگراد طراحی شده است. پس از قالب گیری و پلیمریزاسیون ترکیب اشباع کننده، کویل یک واحد یکپارچه صلب است. سپرهای بلبرینگ همراه با ماژول های یوغ لنگر مونتاژ می شوند. محفظه محافظ یاتاقان از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده است. بوش های برنزی در محفظه های محافظ یاتاقان تعبیه شده است.

با توجه به نتایج جستجوی ثبت اختراع، دو اجرای سازنده سیستم های مغناطیسی شناسایی شد که عمدتاً در سیستم مغناطیسی قسمت متحرک موتور خطی استوانه ای متفاوت است.

میله متحرک طرح اصلی موتور الکتریکی حاوی آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب N35 است که واشرهای جداکننده غیر فرومغناطیسی بین آنها نصب شده است و دارای 9 قطب است (که بیش از 4 قطب در طول فعال دستگاه پوشانده نمی شود). طراحی دستگاه تعادل میدان مغناطیسی را از آهنرباهای دائمی به منظور کاهش اثر لبه طولی اولیه فراهم می کند. آهنرباهای اجباری بالا سطح القای لازم را در شکاف هوا فراهم می کنند. آهنرباهای دائمی توسط یک غلاف غیر فرومغناطیسی محافظت می شوند که عملکرد یک راهنما را فراهم می کند و دارای خواص مطلوب سطح لغزنده است. جنس آستین راهنما باید غیر فرومغناطیسی باشد، یعنی آستین نباید از میدان مغناطیسی ماژول های سیم پیچ و آهنربا محافظت کند، که اتصال شار آنها باید حداکثر باشد. در عین حال، آستین باید مشخص شده باشد ویژگی های مکانیکی، تضمین طول عمر بالا و سطح پایین تلفات اصطکاک مکانیکی در یاتاقان های خطی. پیشنهاد شده است از فولاد مقاوم در برابر خوردگی و مقاوم در برابر حرارت به عنوان ماده آستین استفاده شود.

لازم به ذکر است که افزایش عملکرد انرژی ویژه معمولاً از طریق استفاده از آهنرباهای دائمی با انرژی مغناطیسی بالا به ویژه از آلیاژهای فلزات خاکی کمیاب حاصل می شود. در حال حاضر، اکثریت قریب به اتفاق بهترین محصولات از آهنرباهای نئودیمیم - آهن - بور (Nd-Fe-B) با مواد افزودنی از موادی مانند دیسپروزیم، کبالت، نیوبیم، وانادیم، گالیم استفاده می کنند. و غیره. افزودن این مواد منجر به بهبود پایداری آهنربا از نقطه نظر دما می شود. این آهنرباهای اصلاح شده تا 240+ قابل استفاده هستند.

از آنجایی که بوش های آهنرباهای دائمی باید به صورت شعاعی مغناطیسی شوند، به دلیل نیاز به تامین شار مورد نیاز برای مغناطش و ابعاد هندسی کوچک، یک مشکل تکنولوژیکی در طول ساخت آنها بوجود آمد. تعدادی از توسعه دهندگان آهنرباهای دائمی خاطرنشان کردند که شرکت های آنها آهنرباهای دائمی مغناطیسی شعاعی را از مواد خاکی کمیاب تولید نمی کنند. در نتیجه، تصمیم گرفته شد که یک آستین آهنربای دائمی به شکل آهنربا - مجموعه ای از شش منشور منحنی - بخش ایجاد شود.

با توسعه و سپس مقایسه عملکرد انرژی سیستم‌های مغناطیسی، قابلیت‌های انرژی را ارزیابی می‌کنیم و همچنین انطباق عملکرد موتور الکتریکی با سطح فنی فعلی را در نظر می‌گیریم.

نمودار یک موتور سنکرون خطی استوانه ای با سیستم مغناطیسی شعاعی طولی در شکل 1.8 نشان داده شده است.

در نتیجه مقایسه و تجزیه و تحلیل سطح شاخص های انرژی دو، توسعه یافته در طول تحقیق، اجرای سازنده سیستم های مغناطیسی به دست آمده در نتیجه یک آزمایش فیزیکی، کفایت روش های تحلیلی، عددی برای محاسبه و طراحی نوع موتور الکتریکی خطی مورد بررسی در بخش های بعدی تایید خواهد شد.

الگوریتم محاسبه الکترومغناطیسی یک موتور استوانه ای خطی DC

داده های زیر مبنای محاسبه CLSD هستند:

ابعاد؛

طول ضربه قسمت متحرک (میله)

سرعت میله سنکرون Vs، m/s.

مقدار بحرانی (حداکثر) نیروی کششی الکترومغناطیسی FT N;

ولتاژ تغذیه /، V;

حالت عملکرد موتور (پیوسته، PV)؛

محدوده دما محیط AT,S;

نسخه موتور (محافظت شده، بسته).

در ماشین های الکتریکی القایی، انرژی میدان الکترومغناطیسی در شکاف کاری و ناحیه دندان متمرکز می شود (در CLDPT با آرمیچر صاف، ناحیه دندانه ای وجود ندارد)، بنابراین انتخاب حجم شکاف کاری در سنتز یک ماشین الکتریکی از اهمیت بالایی برخوردار است.

چگالی انرژی ویژه در شکاف کاری را می توان به عنوان نسبت توان فعال دستگاه Рg به حجم شکاف کاری تعریف کرد. روش های کلاسیک برای محاسبه ماشین های الکتریکی مبتنی بر انتخاب ثابت ماشین SA (ثابت آرنولد) است که ابعاد طراحی اصلی را با بارهای مجاز الکترومغناطیسی (آنها با حداکثر بار حرارتی مطابقت دارند) متصل می کند.

برای اطمینان از لغزش میله، یک آستین با ضخامت Ar روی آهنرباهای دائمی قرار می گیرد که مقدار Ag به عوامل تکنولوژیکی بستگی دارد و به عنوان حداقل ممکن انتخاب می شود.

سرعت سنکرون خطی میله CLDPT و سرعت سنکرون معادل با رابطه مرتبط هستند

برای اطمینان از مقدار لازم نیروی کشش با حداقل مقدار ثابت زمانی و عدم وجود نیروی ثابت (کاهش آن به مقدار قابل قبول)، به طراحی بدون دندانه با تحریک از آهنرباهای دائمی مبتنی بر انرژی بالا اولویت داده شد. مواد مغناطیسی سخت (نئودیمیم - آهن - بور). در این حالت، موتور دارای شکاف کاری کافی برای قرار دادن سیم پیچ است.

وظیفه اصلی محاسبه سیستم مغناطیسی تعیین پارامترهای طراحی است که از نظر پارامترهای انرژی، نیروی کشش و سایر شاخص هایی که مقدار معینی از شار مغناطیسی را در شکاف کاری ارائه می دهند، بهینه هستند. در مرحله طراحی اولیه، مهمترین چیز این است که یک رابطه منطقی بین ضخامت پشت آهنربا و سیم پیچ پیدا کنید.

محاسبه یک سیستم مغناطیسی با آهنرباهای دائمی با تعیین منحنی مغناطیس زدایی و رسانایی مغناطیسی بخش های جداگانه همراه است. آهنرباهای دائمی ناهمگن هستند، الگوی میدان در شکاف به دلیل اثر لبه طولی و شارهای پراکنده پیچیده است. سطح آهنربا هم پتانسیل نیست، بخش های جداگانه، بسته به موقعیت نسبت به منطقه خنثی، دارای پتانسیل مغناطیسی نابرابر هستند. این شرایط محاسبه رسانایی مغناطیسی نشتی و شار نشتی آهنربا را دشوار می کند.

به منظور ساده کردن محاسبه، فرض منحصر به فرد بودن منحنی مغناطیس زدایی را می پذیریم و شار نشتی واقعی را که به توزیع MMF در امتداد ارتفاع آهنربا بستگی دارد، با شار محاسبه شده جایگزین می کنیم که در طول کل ارتفاع می گذرد. آهنربا و به طور کامل سطح قطب را ترک می کند.

تعدادی روش گرافیکی-تحلیلی برای محاسبه مدارهای مغناطیسی با آهنربای دائمی وجود دارد که روش ضریب مغناطیس زدایی که برای محاسبه آهنرباهای مستقیم بدون تقویت استفاده می شود، بیشترین کاربرد را در عمل مهندسی پیدا کرده است. روش نسبت مورد استفاده برای محاسبه آهنربا با آرمیچر و همچنین روش قیاس الکتریکی که برای محاسبه مدارهای مغناطیسی شاخه دار با آهنربای دائمی استفاده می شود.

دقت محاسبات بیشتر تا حد زیادی به خطاهای مربوط به تعیین وضعیت آهنرباها با انرژی ویژه مفید با z.opt که توسط آنها در یک شکاف کاری غیر مغناطیسی 8 ولت ایجاد شده است بستگی دارد. دومی باید با حداکثر محصول القای میدان حاصل در شکاف کاری و انرژی ویژه آهنربا مطابقت داشته باشد.

توزیع القاء در شکاف کاری CLSD را می توان با بیشترین دقت در دوره تحلیل اجزای محدود یک مدل محاسباتی خاص تعیین کرد. در مرحله اولیه محاسبه، وقتی صحبت از انتخاب مجموعه خاصی از ابعاد هندسی، داده های سیم پیچی و خواص فیزیکی مواد می شود، توصیه می شود میانگین مقدار موثر القاء را در شکاف کاری Bscp تنظیم کنید. کفایت کار B3av در بازه پیشنهادی در واقع پیچیدگی محاسبات الکترومغناطیسی تأیید ماشین را با روش اجزای محدود تعیین می کند.

آهنرباهای خاکی کمیاب مغناطیسی سخت استفاده شده بر اساس فلزات خاکی کمیاب دارای منحنی مغناطیس زدایی تقریبا رله ای هستند، بنابراین، در طیف وسیعی از تغییرات در قدرت میدان مغناطیسی، مقدار القایی مربوطه تغییر نسبتاً کمی دارد.

برای حل مشکل تعیین ارتفاع hM پشت قطعه آهنربایی در مرحله اول سنتز CLSD، روش زیر پیشنهاد شده است.

شرح داده های ورودی برای مدل سازی

در قلب محاسبات الکترومغناطیسی روش عددیمدلی نهفته است که شامل هندسه ماشین، خواص مغناطیسی و الکتریکی مواد فعال آن، پارامترهای رژیم و بارهای عملیاتی است. در طول محاسبه، القاء و جریان در مقاطع مدل تعیین می شود. سپس نیروها و گشتاورها و همچنین شاخص های انرژی تعیین می شوند.

ساخت یک مدل شامل تعریف سیستمی از مفروضات اساسی است که ایده‌آل‌سازی خصوصیات ویژگی‌های فیزیکی و هندسی سازه و بارها را ایجاد می‌کند که بر اساس آن مدل ساخته می‌شود. طراحی دستگاه که از مواد واقعی ساخته شده است دارای تعدادی ویژگی از جمله نقص شکل، پراکندگی و ناهمگنی خواص مواد (انحراف خواص مغناطیسی و الکتریکی آنها از مقادیر تعیین شده) و غیره است.

یک مثال معمولی از ایده آل سازی یک ماده واقعی، تخصیص خواص همگنی به آن است. در تعدادی از طرح های موتورهای خطی، چنین ایده آل سازی غیرممکن است، زیرا منجر به نتایج محاسباتی نادرست می شود. به عنوان مثال یک موتور سنکرون خطی استوانه ای با یک لایه رسانای غیر فرومغناطیسی (آستین)، که در آن خواص الکتریکی و مغناطیسی به طور ناگهانی هنگام عبور از سطح مشترک بین مواد تغییر می کند.

علاوه بر اشباع، ویژگی های خروجی موتور به شدت تحت تأثیر اثرات سطحی و طولی لبه قرار می گیرد. در این مورد، یکی از وظایف اصلی تنظیم شرایط اولیه در مرزهای مناطق فعال دستگاه است.

بنابراین، مدل را می توان تنها با بخشی از ویژگی های یک ساختار واقعی وقف کرد، بنابراین توصیف ریاضی آن ساده شده است. پیچیدگی محاسبات و دقت نتایج آن به میزان انتخاب مدل بستگی دارد.

دستگاه ریاضی برای تجزیه و تحلیل مدل های موتورهای سنکرون خطی استوانه ای بر اساس معادلات میدان الکترومغناطیسی است و بر اساس مفروضات اساسی زیر ساخته شده است:

1. میدان الکترومغناطیسی شبه ساکن است، زیرا جریان های جابجایی و تأخیر در انتشار موج الکترومغناطیسی در ناحیه میدان ناچیز است.

2. در مقایسه با جریان های رسانایی در هادی ها، جریان های رسانایی در دی الکتریک ها و جریان های همرفتی که هنگام حرکت بارها همراه با محیط به وجود می آیند ناچیز هستند و بنابراین می توان از دومی صرف نظر کرد. از آنجایی که جریان های هدایت، جریان جابجایی و جریان های همرفتی در دی الکتریک که شکاف بین استاتور و روتور را پر می کند در نظر گرفته نمی شود، سرعت حرکت دی الکتریک (گاز یا مایع) در شکاف مورد توجه قرار نمی گیرد. تاثیر بر میدان الکترومغناطیسی

3. بزرگی EMF القای الکترومغناطیسی بسیار بیشتر از EMF هال، تامپسون، کنتاکت و غیره است و بنابراین می توان از دومی صرف نظر کرد.

4. هنگام در نظر گرفتن میدان در یک محیط غیر فرومغناطیسی، نفوذپذیری مغناطیسی نسبی این محیط را واحد فرض می کنیم.

مرحله بعدی محاسبه، توصیف ریاضی رفتار مدل یا ساخت یک مدل ریاضی است.

محاسبه الکترومغناطیسی FEM شامل مراحل زیر است:

1. انتخاب نوع تحلیل و ایجاد هندسه مدل برای FEM.

2. انتخاب انواع عناصر، وارد کردن خواص مواد، اختصاص دادن خواص مواد و عناصر به مناطق هندسی.

3. تقسیم نواحی مدل به مش المان محدود.

4. کاربرد در مدل شرایط مرزی و بار.

5. انتخاب نوع تحلیل الکترومغناطیسی، تنظیم گزینه های حل کننده و حل عددی سیستم معادلات.

6. استفاده از ماکروهای پس پردازشگر برای محاسبه مقادیر انتگرال مورد نظر و تجزیه و تحلیل نتایج.

مراحل 1-4 به مرحله پیش پردازشگر محاسبه، مرحله 5 - به مرحله پردازشگر، مرحله 6 - به مرحله پس از پردازش اشاره دارد.

ایجاد یک مدل المان محدود یک مرحله پر زحمت در محاسبه FEM است، زیرا مرتبط با بازتولید دقیق ترین هندسه ممکن جسم و توصیف خواص فیزیکی مناطق آن است. اعمال موجه بارها و شرایط مرزی نیز مشکلات خاصی را به همراه دارد.

حل عددی سیستم معادلات به طور خودکار انجام می‌شود و با برابری همه چیزهای دیگر، توسط منابع سخت‌افزاری فناوری رایانه مورد استفاده تعیین می‌شود. تجزیه و تحلیل نتایج تا حدودی توسط ابزارهای تجسم موجود به عنوان بخشی از نرم افزار مورد استفاده (PS) تسهیل می شود، با این حال، این یکی از مراحل کمتر رسمی است که بیشترین شدت کار را دارد.

پارامترهای زیر تعیین شدند: پتانسیل برداری پیچیده میدان مغناطیسی A، پتانسیل اسکالر Ф، بزرگی القای میدان مغناطیسی B و قدرت H. تجزیه و تحلیل میدان‌های متغیر با زمان برای یافتن اثر گردابی استفاده شد. جریان های موجود در سیستم

راه حل (7) برای مورد جریان متناوب به شکل یک پتانسیل پیچیده (که با دامنه و زاویه فاز مشخص می شود) برای هر گره از مدل است. نفوذپذیری مغناطیسی و هدایت الکتریکی مواد منطقه را می توان به عنوان یک ثابت یا تابعی از دما مشخص کرد. PS های مورد استفاده امکان اعمال ماکروهای مناسب را در مرحله پس پردازشگر برای محاسبه سری فراهم می کنند مهمترین پارامترها: انرژی میدان الکترومغناطیسی، نیروهای الکترومغناطیسی، چگالی جریان گردابی، تلفات انرژی الکتریکی و غیره.

لازم به تاکید است که در دوره مدلسازی اجزای محدود، وظیفه اصلی تعیین ساختار مدلها است: انتخاب عناصر محدود با عملکردهای اساسی خاص و درجات آزادی، توصیف خواص فیزیکی مواد در مناطق مختلف، تخصیص بارهای اعمال شده و همچنین شرایط اولیه در مرزها.

همانطور که از مفهوم اصلی FEM بر می آید، تمام قسمت های مدل به مجموعه هایی از عناصر محدود که در راس ها (گره ها) به یکدیگر متصل هستند، تقسیم می شوند. از عناصر محدود یک فرم نسبتاً ساده استفاده می شود که در آن پارامترهای میدان با استفاده از توابع تقریبی چند جمله ای تکه ای تعیین می شوند.

مرزهای اجزای محدود در تحلیل دو بعدی می تواند به صورت تکه ای خطی (عناصر مرتبه اول) یا سهمی (عناصر مرتبه دوم) باشد. عناصر خطی تکه تکه دارای اضلاع مستقیم و گره ها فقط در گوشه ها هستند. عناصر سهموی ممکن است یک گره میانی در امتداد هر یک از اضلاع داشته باشند. به لطف این است که دو طرف عنصر می تواند منحنی (پارابولیک) باشد. با تعداد مساوی از عناصر، عناصر سهموی دقت بیشتری در محاسبات می دهند، زیرا آنها هندسه منحنی مدل را با دقت بیشتری بازتولید می کنند و توابع شکل دقیق تری دارند (توابع تقریبی). با این حال، محاسبه با استفاده از عناصر محدود سفارشات بالا به منابع سخت افزاری بزرگ و زمان رایانه بیشتری نیاز دارد.

تعداد زیادی از انواع استفاده شده از عناصر محدود وجود دارد که در میان آنها عناصری وجود دارند که با یکدیگر رقابت می کنند، در حالی که برای مدل های مختلفهیچ تصمیم منطقی ریاضی در مورد چگونگی تقسیم کارآمدتر منطقه وجود ندارد.

از آنجایی که از یک کامپیوتر برای ساخت و حل مدل های گسسته در نظر گرفته شده به دلیل حجم زیاد اطلاعات در حال پردازش استفاده می شود، شرط راحتی و سادگی محاسبات مهم است که انتخاب توابع چند جمله ای تکه ای قابل قبول را تعیین می کند. در این صورت، پرسش از دقتی که آنها می توانند با آن راه حل مورد نظر را تقریب کنند از اهمیت بالایی برخوردار می شود.

در مسائل مورد بررسی، مجهولات مقادیر پتانسیل مغناطیسی بردار A در گره ها (راس) عناصر محدود مناطق مربوطه یک طراحی خاص ماشین هستند، در حالی که راه حل های نظری و عددی در قسمت مرکزی منطبق هستند. از المان محدود، بنابراین حداکثر دقت محاسبه پتانسیل های مغناطیسی و چگالی جریان در مرکز عنصر خواهد بود.

ساختار واحد کنترل یک موتور خطی استوانه ای

واحد کنترل الگوریتم های کنترل نرم افزاری را برای یک درایو الکتریکی خطی پیاده سازی می کند. از نظر عملکردی، واحد کنترل به دو بخش اطلاعات و قدرت تقسیم می شود. بخش اطلاعات شامل یک میکروکنترلر با مدارهای ورودی/خروجی برای سیگنال های گسسته و آنالوگ و همچنین یک مدار تبادل داده با کامپیوتر است. بخش برق شامل مداری برای تبدیل سیگنال های PWM به ولتاژ سیم پیچ فاز است.

نمودار مدار الکتریکی واحد کنترل موتور خطی در پیوست B ارائه شده است.

عناصر زیر برای تغذیه بخش اطلاعات واحد کنترل استفاده می شود:

تشکیل منبع تغذیه با ولتاژ تثبیت شده 15 ولت (منبع تغذیه ریز مدارهای DD5، DD6): خازن های فیلتر СІ، С2، تثبیت کننده + 15 ولت، دیود محافظ VD1؛

تشکیل منبع تغذیه با ولتاژ تثبیت شده 5+ ولت (منبع تغذیه ریز مدارهای DD1، DD2، DD3، DD4): مقاومت R1 برای کاهش بارهای حرارتی تثبیت کننده، خازن های فیلتر C3، C5، C6، تقسیم کننده ولتاژ قابل تنظیم روی مقاومت ها R2، R3، خازن صاف کننده C4، تثبیت کننده قابل تنظیم +5 ولت.

رابط XP1 برای اتصال سنسور موقعیت استفاده می شود. میکروکنترلر از طریق کانکتور XP2 برنامه ریزی می شود. مقاومت R29 و ترانزیستور VT9 به طور خودکار سیگنال منطقی "1" را در مدار تنظیم مجدد در حالت کنترل تولید می کنند و در عملکرد واحد کنترل در حالت برنامه ریزی شرکت نمی کنند.

کانکتور HRZ، تراشه DD1، خازن های C39، C40، C41، C42 داده ها را بین کامپیوتر شخصی و واحد کنترل در هر دو جهت انتقال می دهند.

برای تشکیل یک بازخورد ولتاژ برای هر مدار پل، از عناصر زیر استفاده می شود: تقسیم کننده ولتاژ R19-R20، R45-R46، تقویت کننده DD3، فیلتر مدارهای RC R27، R28، C23، C24.

مدارهای منطقی پیاده‌سازی شده با استفاده از تراشه DD4 امکان اجرای سوئیچینگ متقارن دوقطبی یک فاز موتور را با استفاده از یک سیگنال PWM که مستقیماً از پایه میکروکنترلر تامین می‌شود، ممکن می‌سازد.

برای اجرای قوانین کنترلی لازم برای یک الکتروموتور خطی دو فاز، از تولید مجزای جریان در هر سیم پیچ استاتور (قطع ثابت) با استفاده از دو مدار پل استفاده می شود که جریان خروجی تا 20 آمپر را در هر فاز در ولتاژ تغذیه تامین می کند. از 20 ولت تا 45 ولت. از سوئیچ های برق استفاده می شود ماسفت های VT1-VT8 IRF540N از شرکت بین المللی یکسو کننده (ایالات متحده آمریکا) که دارای مقاومت نسبتاً پایین منبع تخلیه RCH = 44 میلی اهم، قیمت قابل قبول و وجود آنالوگ داخلی 2P769 از VZPP ( روسیه)، با پذیرش OTK و VP ساخته شده است.

الزامات خاص برای پارامترهای سیگنال کنترل ماسفت: یک ولتاژ منبع دروازه نسبتاً بزرگ برای گنجاندن کاملماسفت، برای اطمینان از سوئیچینگ سریع، تغییر ولتاژ گیت برای مدت زمان بسیار کوتاه (کسری از میکروثانیه)، جریان های شارژ قابل توجهی از ظرفیت های ورودی ماسفت، امکان آسیب دیدن آنها هنگام کاهش ولتاژ کنترل در ماسفت ضروری است. حالت "روشن"، به عنوان یک قاعده، نیاز به استفاده از عناصر شرطی اضافی را برای سیگنال های کنترل ورودی دیکته می کند.

برای شارژ سریع ظرفیت‌های ورودی ماسفت‌ها، جریان کنترل پالسی باید برای دستگاه‌های کوچک تقریباً 1 آمپر و برای ترانزیستورهای توان بالا تا 7 آمپر باشد. هماهنگی خروجی های جریان کم ریز مدارهای همه منظوره (کنترل کننده ها، منطق TTL یا CMOS و غیره) با یک دروازه با ظرفیت بالا با استفاده از تقویت کننده های پالس مخصوص (درایورها) انجام می شود.

بررسی درایورها باعث شد تا دو درایور Si9978DW از Vishay Siliconix (ایالات متحده آمریکا) و IR2130 از International Rectifier (ایالات متحده آمریکا) شناسایی شوند که برای کنترل پل ترانزیستوری MOS مناسب‌تر هستند.

این درایورها دارای حفاظت زیر ولتاژ داخلی برای ترانزیستورها هستند، ضمن اطمینان از ولتاژ تغذیه مورد نیاز در دروازه‌های ماسفت‌ها، سازگار با 5 ولت CMOS و منطق TTL، سرعت سوئیچینگ بسیار سریع را ارائه می‌دهند. کم قدرتپراکندگی می کند و می تواند در حالت بوت استرپ (در فرکانس های ده ها هرتز تا صدها کیلوهرتز) کار کند. نیازی به منبع تغذیه وزنی اضافی ندارید، که به شما امکان می دهد مداری با حداقل تعداد عناصر دریافت کنید.

علاوه بر این، این درایورها دارای یک مقایسه کننده داخلی برای پیاده سازی مدار حفاظت از اضافه جریان و یک مدار سرکوب جریان داخلی در ماسفت های خارجی هستند.

ریزمدارهای IR2130 از International Rectifier DD5، DD6 به عنوان درایور برای واحد کنترل استفاده شد، زیرا با توجه به سایر موارد، شرایط فنی در بازار قطعات الکترونیکی روسیه گسترده تر است و امکان خرید خرده فروشی آنها وجود دارد.

سنسور جریان مدار پل با استفاده از مقاومت های R11، R12، R37، R38، انتخاب شده برای اجرای محدودیت جریان در سطح 10 A اجرا می شود.

با کمک یک تقویت کننده جریان تعبیه شده در درایور، مقاومت های R7، R8، SW، R34، فیلتر مدارهای RC R6، C18-C20، R30، C25-C27، بازخوردبر روی جریان های فاز موتور الکتریکی طرح پانل نمونه اولیه واحد کنترل محرک الکتریکی خطی مستقیم در شکل 4.8 نشان داده شده است.

برای پیاده سازی الگوریتم های کنترلی و پردازش سریع اطلاعات ورودی، از میکروکنترلر دیجیتال AVR ATmega 32 از خانواده Mega ساخت At-mel به عنوان میکروکنترلر DD2 استفاده شد. میکروکنترلرهای خانواده مگا میکروکنترلرهای 8 بیتی هستند. آنها با استفاده از فناوری کم مصرف CMOS تولید می شوند که در ترکیب با معماری پیشرفته RISC، بهترین نسبت عملکرد/قدرت را به دست می آورد.