Cylindrický lineárny asynchrónny motor v pohone vysokonapäťových ističov. CLD. Systém riadenia pohonu EDM Mitsubishi Electric Valcový lineárny motor ako rukopis

Ako rukopis

Baženov Vladimir Arkadievič

Cylindrický lineárny asynchrónny motor vo vysokom pohoneprepínače napätia

Špecialita 20.05.02 - elektrické technológie a elektrické zariadenia v

dizertačné práce na diplom

kandidát technických vied

Iževsk 2012

Práca bola vykonaná vo federálnej štátnej rozpočtovej vzdelávacej inštitúcii vyššieho odborného vzdelávania „Iževská štátna poľnohospodárska akadémia“ (FGBOU VPO Iževská štátna poľnohospodárska akadémia)

Vedecký poradca: kandidát technických vied, docent

Vladykin Ivan Revovič

Oficiálni súperi: Vorobjov Viktor Andrejevič

doktor technických vied, profesor

FGBOU VPO MGAU

ich. V.P. Gorjačkina

Bekmačev Alexander Egorovič

kandidát technických vied,

projektový manažér

CJSC "Radiant-Elcom"

Vedúca organizácia:

Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania „Čuvašská štátna poľnohospodárska akadémia“ (FGOU VPO Čuvašská štátna poľnohospodárska akadémia)

Prebehne obhajoba 28 » Máj 2012 v 10 hodín na zasadnutí dizertačnej rady KM 220.030.02 na Iževskej štátnej poľnohospodárskej akadémii na adrese: 426069, Iževsk, st. Študent, 11, izba. 2.

Dizertačná práca sa nachádza v knižnici Štátnej poľnohospodárskej akadémie FGBOU VPO Iževsk.

Uverejnené na webovej stránke: www.izhgsha/ru

Vedecký tajomník

dizertačná rada N.Yu. Litvinyuk

VŠEOBECNÝ POPIS PRÁCE

Relevantnosť témy. S prechodom poľnohospodárskej výroby na priemyselnú základňu sa výrazne zvyšujú požiadavky na úroveň spoľahlivosti napájania.

Cieľový komplexný program zvyšovania spoľahlivosti napájania poľnohospodárskych odberateľov /TsKP PN/ zabezpečuje plošné zavádzanie automatizačných zariadení pre vidiecke rozvodné siete 0,4 ... 35 kV, ako jedného z najviac efektívnymi spôsobmi dosiahnutie tohto cieľa. Súčasťou programu je najmä vybavenie distribučných sietí modernými spínacími zariadeniami a pohonnými zariadeniami pre ne. Spolu s tým sa predpokladá široké využitie primárneho spínacieho zariadenia v prevádzke.

Najrozšírenejšie vo vidieckych sieťach sú olejové spínače (VM) s pružinovými a pružinovými pohonmi. Z prevádzkových skúseností je však známe, že disky VM sú jedným z najmenej spoľahlivých prvkov. rozvádzače. To znižuje účinnosť komplexnej automatizácie vidieckych elektrických sietí. Napríklad v štúdiách Sulimova M.I., Guseva V.S. bolo zaznamenané, že 30 ... 35% prípadov reléovej ochrany a automatizácie (RPA) nie je implementovaných z dôvodu nevyhovujúceho stavu pohonov. Okrem toho až 85 % porúch pripadá na VM 10 ... 35 kV s pružinovými pohonmi. Výskumníci Zul N.M., Palyuga M.V., Anisimov Yu.V. všimnite si, že 59,3 % porúch automatického opätovného zatvárania (AR) na báze pružinových pohonov sa vyskytuje v dôsledku pomocných kontaktov pohonu a ističa, 28,9 % v dôsledku mechanizmov na zapnutie pohonu a jeho udržiavanie v zapnutej polohe. Neuspokojivý stav a potreba modernizácie a vývoja spoľahlivých pohonov sú zaznamenané v prácach Gritsenka A.V., Tsvyaka V.M., Makarova V.S., Olinichenka A.S.

Obrázok 1 - Analýza porúch elektrických pohonov ВМ 6…35 kV

Pozitívne skúsenosti sú s používaním spoľahlivejších elektromagnetických pohonov jednosmerného a striedavého prúdu pre VM 10 kV v znižovacích rozvodniach pre poľnohospodárske účely. Solenoidové pohony, ako je uvedené v práci G.I. Melnichenka, sa priaznivo porovnávajú s inými typmi pohonov svojou jednoduchosťou dizajnu. Keďže ide o priamočinné pohony, spotrebúvajú veľa energie a vyžadujú objemnú batériu a nabíjačku alebo usmerňovač so špeciálnym 100 kVA transformátorom. Vzhľadom na uvedený počet funkcií nenašli tieto disky široké uplatnenie.

Analyzovali sme výhody a nevýhody rôznych pohonov pre CM.

Nevýhody elektromagnetických pohonov priamy prúd: nemožnosť nastavenia rýchlosti pohybu jadra záverného elektromagnetu, veľká indukčnosť vinutia elektromagnetu, čím sa predĺži čas zopnutí spínača na 3..5 s, závislosť ťažnej sily od polohy. jadra, čo vedie k potrebe manuálneho prepínania, akumulátorová batéria alebo usmerňovaciu jednotku vysokého výkonu a ich veľkých rozmerov a hmotnosti, ktorá zaberá až 70 m2 úžitkovej plochy a pod.

Nevýhody striedavých elektromagnetických pohonov: vysoký príkon (až 100 ... 150 kVA), veľký prierez napájacích vodičov, nutnosť zvyšovania výkonu pomocného transformátora podľa podmienky prijateľného úbytku napätia, závislosť napr. výkon na počiatočnú polohu jadra, nemožnosť nastavenia rýchlosti pohybu a pod.

Nevýhody indukčného pohonu plochých lineárnych asynchrónnych motorov sú: veľké rozmery a hmotnosť, rozbehový prúd až 170 A, závislosť (dramaticky znížená) ťažnej sily na ohrev bežca, nutnosť kvalitného nastavenia medzery resp. zložitosť dizajnu.

Vyššie uvedené nevýhody chýbajú vo valcových lineárnych indukčných motoroch (CLAM) kvôli ich konštrukčným vlastnostiam a indikátorom hmotnosti a veľkosti. Preto ich navrhujeme použiť ako výkonový prvok v pohonoch typu PE-11 pre olejové ističe, ktoré sú podľa údajov Západuralského departementu Rostekhnadzor pre Udmurtskú republiku momentálne v súvahe v prevádzke. energetických spoločností typu VMP-10 600 kusov, typu VMG-35 300 kusov.

Na základe vyššie uvedeného, ​​nasledujúce Cieľ: zvýšenie účinnosti pohonu vysokonapäťových olejových ističov 6 ... 35 kV, pracujúcich na báze CLAD, čo umožňuje znížiť škody z nedostatku elektrickej energie.

Na dosiahnutie tohto cieľa boli stanovené tieto výskumné úlohy:

1. Vykonajte revíznu analýzu existujúcich návrhov pohonov pre vysokonapäťové ističe 6 ... 35 kV.
2. Vypracujte matematický model CLA na základe trojrozmerného modelu na výpočet charakteristík.
3. Určte parametre najracionálnejšieho typu pohonu na základe teoretických a experimentálnych štúdií.
4. Vykonajte experimentálne štúdie trakčných charakteristík ističov 6 ... 35 kV s cieľom overiť primeranosť navrhovaného modelu k existujúcim normám.
5. Vypracovať návrh pohonu olejových ističov 6 ... 35 kV na základe TsLAD.
6. Vypracovať štúdiu uskutočniteľnosti efektívnosti využitia centrálneho dispečingu pre pohony olejových ističov 6 ... 35 kV.

Predmet štúdia je: valcový lineárny asynchrónny elektromotor (CLAM) na pohon zariadení výhybiek vidieckych distribučných sietí 6 ... 35 kV.

Predmet štúdia: štúdia trakčných charakteristík CLIM pri prevádzke v olejových ističoch 6 ... 35 kV.

Výskumné metódy. Teoretické štúdie boli realizované pomocou základných zákonov geometrie, trigonometrie, mechaniky, diferenciálneho a integrálneho počtu. Prirodzené štúdie boli vykonané s prepínačom VMP-10 pomocou technických a meracích nástrojov. Experimentálne údaje boli spracované pomocou programu Microsoft Excel.

Vedecká novinka diela.

1. Navrhuje sa nový typ pohonu pre olejové ističe, ktorý umožňuje 2,4-násobne zvýšiť spoľahlivosť ich činnosti.
2. Bola vyvinutá technika na výpočet charakteristík CLIM, ktorá na rozdiel od tých, ktoré boli navrhnuté skôr, umožňuje brať do úvahy okrajové efekty rozloženia magnetického poľa.
3. Hlavné konštrukčné parametre a režimy prevádzky pohonu pre istič VMP-10 sú opodstatnené, čo znižuje nedostatočné zásobovanie spotrebiteľov elektrickou energiou.

Praktická hodnota diela určené nasledujúcimi hlavnými výsledkami:

1. Navrhuje sa návrh pohonu ističa VMP-10.
2. Bola vyvinutá technika na výpočet parametrov valcového lineárneho indukčného motora.
3. Bola vyvinutá technika a program na výpočet pohonu, ktoré umožňujú vypočítať pohony spínačov podobných konštrukcií.
4. Stanovia sa parametre navrhovaného pohonu pre VMP-10 a pod.
5. Bol vyvinutý a otestovaný laboratórny model pohonu, ktorý umožnil znížiť straty pri výpadkoch napájania.

Implementácia výsledkov výskumu.

Práce boli realizované v súlade s VaV plánom FGBOU VPO CHIMESH, evidenčné číslo 02900034856 "Vývoj pohonu vysokonapäťových ističov 6 ... 35 kV". Výsledky práce a odporúčania sú akceptované a používané vo výrobnom združení "Bashkirenergo" S-VES (bol prijatý akt implementácie).

Práca je založená na zovšeobecnení výsledkov štúdií vykonaných nezávisle a v spolupráci s vedcami z Čeľabinskej štátnej poľnohospodárskej univerzity (Čeljabinsk), Úradu špeciálnej konštrukcie Prodmash (Iževsk) a Iževskej štátnej poľnohospodárskej akadémie.

Obhájili sa tieto ustanovenia:

1. Typ pohonu olejového ističa na základe CLAD.
2. Matematický model pre výpočet charakteristík CLIM, ako aj ťažnej sily v závislosti od konštrukcie drážky.
3. Metodika a program na výpočet pohonu pre ističe typu VMG, VMP s napätím 10 ... 35 kV.
4. Výsledky štúdií navrhovaného návrhu pohonu olejového ističa na báze CLAD.

Schvaľovanie výsledkov výskumu. Hlavné ustanovenia práce boli prezentované a prediskutované na nasledujúcich vedeckých a praktických konferenciách: XXXIII. vedecká konferencia venovaná 50. výročiu inštitútu, Sverdlovsk (1990); medzinárodná vedecko-praktická konferencia „Problémy rozvoja energetiky v podmienkach transformácií výroby“ (Iževsk, FGBOU VPO Iževská štátna poľnohospodárska akadémia 2003); Regionálna vedecko-metodická konferencia (Iževsk, Iževská štátna poľnohospodárska akadémia, 2004); Aktuálne problémy mechanizácie poľnohospodárstvo: materiály jubilejnej vedeckej a praktickej konferencie "Vyššie agroinžinierske vzdelávanie v Udmurti - 50 rokov." (Iževsk, 2005), na výročných vedeckých a technických konferenciách učiteľov a zamestnancov Iževskej štátnej poľnohospodárskej akadémie.

Publikácie na tému dizertačnej práce. Výsledky teoretických a experimentálnych štúdií sa odrážajú v 8 tlačených prácach, vrátane: v jednom článku uverejnenom v časopise odporúčanom Vyššou atestačnou komisiou, dvoch uložených správ.

Štruktúra a rozsah prác. Dizertačná práca pozostáva z úvodu, piatich kapitol, všeobecné závery a príloh, prezentovaná na 138 stranách hlavného textu, obsahuje 82 obrázkov, 23 tabuliek a zoznamov literatúry zo 103 titulov a 4 príloh.

V úvode je zdôvodnená relevantnosť práce, zvážený stav problematiky, účel a ciele výskumu a formulované hlavné ustanovenia predkladané k obhajobe.

V prvej kapitole vykonáva sa analýza návrhov pohonov spínačov.

Nainštalované:

Základná výhoda kombinácie pohonu s CLA;

Potreba ďalšieho výskumu;

Ciele a ciele dizertačnej práce.

V druhej kapitole zvažujú sa metódy výpočtu CLAD.

Na základe analýzy šírenia magnetického poľa bol zvolený trojrozmerný model.

Vinutie CLIM vo všeobecnom prípade pozostáva z jednotlivých cievok zapojených do série v trojfázovom obvode.

Uvažujeme CLA s jednovrstvovým vinutím a symetrickým usporiadaním sekundárneho prvku v medzere vzhľadom na jadro tlmivky. Matematický model takéhoto LIM je znázornený na obr.2.

Vychádzajú z týchto predpokladov:

1. Navíjací prúd položený na dĺžku 2p, je sústredená v nekonečne tenkých prúdových vrstvách umiestnených na feromagnetických povrchoch induktora a vytvára čisto sínusovú postupnú vlnu. Amplitúda súvisí so známym vzťahom s lineárnou hustotou prúdu a prúdovým zaťažením

, (1)

- pól;

m je počet fáz;

W je počet závitov vo fáze;

I - efektívna hodnota prúdu;

P je počet párov pólov;

J je prúdová hustota;

Cob1 - koeficient vinutia základnej harmonickej.

2. Primárne pole v oblasti frontálnych častí je aproximované exponenciálnou funkciou

(2)

Spoľahlivosť takéhoto priblíženia k reálnemu obrazu poľa dokazujú predchádzajúce štúdie, ako aj experimenty na modeli LIM. Je možné vymeniť L = 2 s.

3. Začiatok pevného súradnicového systému x, y, z sa nachádza na začiatku navinutej časti vstupnej hrany tlmivky (obr. 2).

Pri prijatej formulácii problému n.s. vinutia môžu byť reprezentované ako dvojitá Fourierova séria:

Kob - koeficient navíjania;

L je šírka reaktívnej zbernice;

Celková dĺžka induktora;

– uhol strihu;

z = 0,5L - a - zóna indukčnej zmeny;

n je poradie harmonickej pozdĺž priečnej osi;

je poradie harmonických pozdĺž pozdĺžnej osi;

Nájdeme riešenie pre vektorový magnetický potenciál prúdov. V oblasti vzduchovej medzery A spĺňa nasledujúce rovnice:

Pre SE rovnicu 2 majú rovnice tvar:

(5)

Rovnice (4) a (5) sú riešené metódou separácie premenných. Pre zjednodušenie problému uvádzame iba výraz pre normálnu zložku indukcie v medzere:

Obrázok 2 - Výpočet matematického modelu LIM bez zohľadnenia

rozvod vinutia

(6)

Celkový elektromagnetický výkon Sem, prenášaný z primárnej časti do medzery a SE, možno nájsť ako tok normálnej zložky Sy Poyntingovho vektora cez povrch y =

(7)

Kde REm= ReSEm- aktívna súčiastka s prihliadnutím na mechanický výkon P2 a straty v SE;

QEm= jamSEm- reaktívna zložka, zohľadňuje hlavný magnetický tok a rozptyl v medzere;

S- komplex, konjugácie s S2 .

Trakčná sila Fx a normálová sila Fpri pre LIM sa určuje na základe Maxwellovho tenzora napätia.

(8)

(9)

Na výpočet valcovej LIM je potrebné nastaviť L = 2c, počet harmonických pozdĺž priečnej osi n = 0, t.j. v skutočnosti sa riešenie zmení na dvojrozmerné podľa súradníc X-Y. Okrem toho táto technika umožňuje správne zohľadniť prítomnosť masívneho oceľového rotora, čo je jej výhodou.

Postup výpočtu charakteristík pri konštantnej hodnote prúdu vo vinutí:

1. Trakčná sila Fx(S) bola vypočítaná pomocou vzorca (8);
2. mechanická sila

R2 (S) = FX(S) ·= FX(S) 21 (1 – S); (10)

1. Elektromagnetická sila SEm(S) = PEm(S) + jQEm(S) bol vypočítaný podľa výrazu, vzorca (7)
2. Strata medi induktora

Rel.1= ml2 rf (11)

Kde rf- aktívny odpor fázového vinutia;

1. efektívnosť bez zohľadnenia strát v jadrovej oceli

(12)

1. Účiník

(13)

kde, je impedančný modul sériového ekvivalentného obvodu (obr. 2).

(14)

- úniková indukčná reaktancia primárneho vinutia.

Takto bol získaný algoritmus na výpočet statických charakteristík LIM so skratovaným sekundárnym prvkom, ktorý umožňuje brať do úvahy vlastnosti aktívnych častí štruktúry pri každom delení zuba.

Vyvinutý matematický model umožňuje:

• Použiť matematický aparát na výpočet valcového lineárneho asynchrónneho motora, jeho statických charakteristík založených na podrobných ekvivalentných obvodoch pre elektrické primárne a sekundárne a magnetické obvody.
• Vyhodnotiť vplyv rôznych parametrov a prevedení sekundárneho prvku na trakčné a energetické charakteristiky valcového lineárneho indukčného motora.
• Výsledky výpočtov umožňujú určiť ako prvé priblíženie optimálne základné technické a ekonomické údaje pri návrhu valcových lineárnych indukčných motorov.

V tretej kapitole "Výpočtovo-teoretický výskum" výsledky numerických výpočtov vplyvu rôznych parametrov a geometrické rozmery na energetickom a trakčnom výkone CLAD pomocou matematického modelu opísaného vyššie.

Induktor TsLAD pozostáva z jednotlivých podložiek umiestnených vo feromagnetickom valci. Geometrické rozmery podložiek induktorov, brané vo výpočte, sú znázornené na obr. 3. Počet podložiek a dĺžka feromagnetického valca sú určené počtom pólov a počtom štrbín na pól a fázou vinutia tlmivky CLIM.

Parametre tlmivky (geometria vrstvy zuba, počet pólov, delenie pólov, dĺžka a šírka) boli brané ako nezávislé premenné, parametrami sekundárnej konštrukcie boli typ vinutia, elektrická vodivosť G2 = 2 d2, ako aj ako parametre reverzného magnetického obvodu. Výsledky štúdie sú prezentované vo forme grafov.

Obrázok 3 - Indukčné zariadenie

1-Sekundárny prvok; 2-matice; 3-tesniaca podložka; 4- cievka;

5-motorová skriňa; 6-vinutie, 7-podložka.

Pre vyvíjaný pohon ističa sú jednoznačne definované:

1. Režim prevádzky, ktorý možno charakterizovať ako „štart“. Doba prevádzky je kratšia ako sekunda (tv = 0,07 s), môže dochádzať k opakovaným štartom, ale ani v tomto prípade celková doba prevádzky nepresiahne sekundu. V dôsledku toho sú elektromagnetické záťaže lineárne prúdové zaťaženie, hustota prúdu vo vinutí môže byť výrazne vyššia ako hustota akceptovaná pre elektrické stroje v ustálenom stave: A = (25 ... 50) 103 A / m; J = (4…7) A/mm2. Preto je možné ignorovať tepelný stav stroja.
2. Napájacie napätie vinutia statora U1 = 380 V.
3. Požadovaná ťažná sila Fx 1500 N. Zároveň by zmena sily počas prevádzky mala byť minimálna.
4. Prísne obmedzenia rozmerov: dĺžka Ls 400 mm; vonkajší priemer statora D = 40…100 mm.
5. Na energetických indikátoroch (, cos) nezáleží.

Výskumnú úlohu teda možno formulovať nasledovne: pre dané rozmery určte elektromagnetické zaťaženie, hodnotu návrhových parametrov LIM, zabezpečujúceho potrebnú trakčnú silu v intervale 0,3 S 1 .

Na základe sformovanej výskumnej úlohy je hlavným ukazovateľom LIM ťažná sila v intervale sklzu 0,3 S 1 . V tomto prípade trakčná sila do značnej miery závisí od konštrukčných parametrov (počet pólov 2p, vzduchová medzera , hrúbka nemagnetického valca d2 a jeho elektrickú vodivosť 2 , elektrická vodivosť 3 a magnetická permeabilita 3 oceľovej tyče, ktorá pôsobí ako reverzný magnetický obvod). Pre konkrétne hodnoty týchto parametrov bude ťažná sila jednoznačne určená lineárnym prúdovým zaťažením tlmivky, ktorá zase pri U = konšt závisí od usporiadania zubovej vrstvy: počet štrbín na pól a fázu q, počet závitov v cievke WKomu a paralelné vetvy a.

Prítlačná sila LIM je teda reprezentovaná funkčnou závislosťou

FX= f(2р,, , d2 , 2 , 3 , 3 q, Wk, A, a) (16)

Je zrejmé, že niektoré z týchto parametrov nadobúdajú iba diskrétne hodnoty ( 2p,q, Wk, a) a počet týchto hodnôt je zanedbateľný. Napríklad počet pólov možno len zvážiť 2p = 4 alebo 2p = 6; preto veľmi špecifické delenia pólov = 400/4 = 100 mm a 400/6 = 66,6 mm; q = 1 alebo 2; a = 1, 2 alebo 3 a 4.

S nárastom počtu palíc štartovacia trakcia výrazne klesá. Pokles ťažnej sily je spojený s poklesom delenia pólov a magnetickej indukcie vo vzduchovej medzere B. Optimálna je preto 2p = 4(obr. 4).

Obrázok 4 - Trakčná charakteristika CLAD v závislosti od počtu pólov

Meniť vzduchovú medzeru nemá zmysel, mala by byť minimálna podľa prevádzkových podmienok. V našej verzii = 1 mm. Avšak na obr. 5 je znázornená závislosť ťažnej sily od vzduchovej medzery. Jasne ukazujú pokles sily s rastúcou vôľou.

Obrázok 5 Trakčná charakteristika CLA pri rôznych hodnotách vzduchovej medzery ( = 1,5 mm a= 2,0 mm)

Súčasne sa zvyšuje prevádzkový prúd ja a znížená hladina energie. Relatívne voľne sa mení iba elektrická vodivosť 2 , 3 a magnetickú permeabilitu 3 VE.

Zmena elektrickej vodivosti oceľového valca 3 (obr. 6) má ťažná sila CLAD nevýznamnú hodnotu do 5 %.

Obrázok 6

elektrická vodivosť oceľového valca

Zmena magnetickej permeability 3 oceľového valca (obr. 7) neprináša výrazné zmeny v ťažnej sile Fх=f(S). Pri pracovnom sklze S=0,3 sú trakčné charakteristiky rovnaké. Počiatočná trakčná sila sa pohybuje v rozmedzí 3…4 %. Preto vzhľadom na nepodstatný vplyv 3 A 3 na ťažnú silu CLA môže byť oceľový valec vyrobený z magneticky mäkkej ocele.

Obrázok 7 Trakčná charakteristika CLA pri rôznych hodnotách Xmagnetická permeabilita (3 =1000 0 A 3 =500 0 ) oceľový valec

Z analýzy grafických závislostí (obr. 5, obr. 6, obr. 7) vyplýva záver: zmeny vodivosti oceľového valca a magnetickej permeability, obmedzujúce nemagnetickú medzeru, nie je možné dosiahnuť stálosť ťažná sila Fx v dôsledku ich malého vplyvu.

Obrázok 8 Trakčná charakteristika CLA pri rôznych hodnotách

elektrická vodivosť SE

Parameter, s ktorým môžete dosiahnuť konštantnú trakčnú námahu FX= f(2р,, , d2 , 2 , 3 , 3 q, Wk, A, a) TSLAD, je elektrická vodivosť 2 sekundárnych prvkov. Obrázok 8 ukazuje optimálne extrémne varianty vodivosti. Experimenty uskutočnené na experimentálnom usporiadaní umožnili určiť najvhodnejšiu špecifickú vodivosť v rámci = 0,8 107 …1,2 107 cm/m.

Obrázky 9…11 zobrazujú závislosti F,Ipri rôznych hodnotách počtu závitov vinutia cievky CLIM tlmivky s tieneným sekundárnym prvkom ( d2 =1 mm; =1 mm).

Obrázok 9 Závislosť I=f(S) pre rôzne hodnoty čísla

otáča v cievke

Obrázok 10. Závislosť cos=f(S) Obrázok 11. Závislosť= f(S)

Grafické závislosti indikátorov energie od počtu otáčok v miskách sú rovnaké. To naznačuje, že zmena počtu závitov v cievke nevedie k významnej zmene týchto indikátorov. To je dôvod, prečo sa im nevenuje pozornosť.

Nárast ťažnej sily (obr. 12) pri znižovaní počtu závitov cievky sa vysvetľuje skutočnosťou, že prierez drôtu sa zväčšuje pri konštantných hodnotách geometrických rozmerov a faktora plnenia štrbiny induktora meďou a mierna zmena hodnoty prúdovej hustoty. Motor v pohonoch ističa pracuje v režime štartovania menej ako sekundu. Preto na pohon mechanizmov s veľkou rozbehovou ťažnou silou a krátkodobým prevádzkovým režimom je efektívnejšie použiť CLA s malým počtom závitov a veľkým prierezom drôtu cievky vinutia induktora.

Obrázok 12. Trakčná charakteristika CLIM pre rôzne hodnoty čísla

statorová cievka sa otáča

Pri častom zapínaní takýchto mechanizmov je však potrebné mať rezervu ohrevu motora.

Na základe výsledkov numerického experimentu s použitím vyššie uvedenej metódy výpočtu je teda možné s dostatočnou presnosťou určiť trend zmeny elektrických a trakčných ukazovateľov pre rôzne veličiny CLIM. Hlavným ukazovateľom stálosti ťahu je elektrická vodivosť povlaku sekundárneho prvku 2. Zmena v rámci = 0,8 107 …1,2 107 Cm / m, môžete získať požadovanú trakčnú charakteristiku.

Preto pre stálosť ťahu CLIM stačí nastaviť konštantné hodnoty 2p,, , 3 , 3 , q, A, a. Potom je možné závislosť (16) transformovať na výraz

FX= f(K2 , Wk) (17)

Kde K \u003d f (2p,, , d2 , 3 , 3 , q, A, a).

Vo štvrtej kapitole je opísaný spôsob vykonania experimentu študovaného spôsobu pohonu ističa. Experimentálne štúdie charakteristík pohonu boli realizované na vysokonapäťovom ističi VMP-10 (obr. 13).

Obrázok 13. Experimentálne nastavenie.

Aj v tejto kapitole je stanovený zotrvačný odpor ističa, ktorý sa vykonáva pomocou metodiky uvedenej v grafovo-analytickej metóde s použitím kinematický diagram prepínač. Určujú sa charakteristiky elastických prvkov. Konštrukcia olejového ističa zároveň obsahuje niekoľko elastických prvkov, ktoré pôsobia proti uzavretiu ističa a umožňujú akumulovať energiu na vypnutie ističa:

1. Akceleračné pružiny FPU;
2. Uvoľnite pružinu FBY;
3. Elastické sily generované kontaktnými pružinami FKP.

Celkový účinok pružín, ktoré pôsobia proti sile motora, možno opísať rovnicou:

FOP(x) = FPU(x) + FBY(x) + FKP(X) (18)

Ťahová sila pružiny je všeobecne opísaná rovnicou:

FPU=kx+F0 , (19)

Kde k- koeficient tuhosti pružiny;

F0 - sila predpätia pružiny.

Pre 2 zrýchľujúce pružiny má rovnica (19) tvar (bez predpätia):

FPU=2 krX1 (20)

Kde kr- koeficient tuhosti zrýchľujúcej pružiny.

Sila otváracej pružiny je opísaná rovnicou:

FBY=k0 X2 +F0 (21)

Kde k0 - tuhosť otváracej pružiny;

X1 , X2 - pohyb;

F0 - predpínacia sila otváracej pružiny.

Predpokladá sa, že sila potrebná na prekonanie odporu kontaktných pružín v dôsledku miernej zmeny priemeru objímky je konštantná a rovná sa

FKP(x) = FKP (22)

Berúc do úvahy (20), (21), (22), rovnica (18) má tvar

FOP=krX1 +k0 X2 +F0 +FKP (23)

Elastické sily vytvárané otváracími, urýchľovacími a kontaktnými pružinami sú určené štúdiom statických charakteristík olejového ističa.

Fnámorníctvo=f(IN) (24)

Na štúdium statických charakteristík spínača bola vytvorená inštalácia (obr. 13). Na elimináciu zmeny dĺžky ramena pri zmene uhla bola vyrobená páka s kruhovým sektorom IN hnací hriadeľ. V dôsledku toho, keď sa uhol zmení, rameno pôsobenia sily vytvorené navijakom 1 zostáva konštantné.

L=f()=konšt (25)

Na určenie koeficientov tuhosti pružiny kr, k0 , boli skúmané odporové sily spínania ističa z každej pružiny.

Štúdia sa uskutočnila v nasledujúcom poradí:

1. Štúdium statickej charakteristiky v prítomnosti všetkých pružín z1 , z2 , z3 ;
2. Štúdium statických charakteristík v prítomnosti 2 pružín z1 A z3 (zrýchľovacie pružiny);
3. Preskúmajte statické charakteristiky v prítomnosti jednej pružiny z2 (vypínacia pružina).
4. Preskúmajte statické charakteristiky v prítomnosti jednej zrýchľujúcej pružiny z1 .
5. Preskúmajte statické charakteristiky v prítomnosti 2 pružín z1 A z2 (zrýchľovacie a odpájacie pružiny).

Ďalej je v štvrtej kapitole vykonaná definícia elektrodynamických charakteristík. Pri prúdení skratových prúdov pozdĺž obvodu ističa vznikajú významné elektrodynamické sily, ktoré rušia zapínanie, výrazne zvyšujú zaťaženie mechanizmu pohonu ističa. Uskutočnil sa výpočet elektrodynamických síl, ktorý sa uskutočnil graficko-analytickou metódou.

Štandardnou metódou bol stanovený aj aerodynamický odpor vzduchu a hydraulického izolačného oleja.

Okrem toho sa určujú prenosové charakteristiky ističa, ktoré zahŕňajú:

1. Kinematická charakteristika h=f(c);
2. Prenosová charakteristika hriadeľa ističa v=f(1);
3. Prenosová charakteristika posuvnej páky 1=f(2);
4. Prenosová charakteristika h=f(xT)

kde in - uhol natočenia hnacieho hriadeľa;

1 - uhol natočenia hriadeľa ističa;

2 - uhol natočenia traverzovej páky.

V piatej kapitole bolo vykonané hodnotenie technickej a ekonomickej efektívnosti použitia CLCM v pohonoch olejových ističov, ktoré ukázalo, že použitie pohonu olejových ističov na báze CLCM umožňuje zvýšiť ich spoľahlivosť 2,4-násobne, znížiť spotrebu elektrickej energie o 3,75-krát v porovnaní s používaním starých diskov. Očakávaný ročný ekonomický efekt zo zavedenia CLAD do pohonov olejových ističov je 1063 rubľov / off. s dobou návratnosti kapitálových investícií menej ako 2,5 roka. Použitie TsLAD zníži nedostatok elektrickej energie pre vidieckych spotrebiteľov o 834 kWh na spínač za 1 rok, čo povedie k zvýšeniu ziskovosti spoločností dodávajúcich energiu, čo bude pre Udmurtskú republiku predstavovať približne 2 milióny rubľov.

ZÁVERY

1. Bola stanovená optimálna trakčná charakteristika pre pohon olejových ističov, čo umožňuje vyvinúť maximálnu ťažnú silu rovnajúcu sa 3150 N.
2. Je navrhnutý matematický model valcového lineárneho indukčného motora založený na trojrozmernom modeli, ktorý umožňuje zohľadniť okrajové efekty rozloženia magnetického poľa.
3. Navrhuje sa spôsob nahradenia elektromagnetického pohonu pohonom s CLAD, ktorý umožňuje zvýšiť spoľahlivosť o faktor 2,7 a znížiť škody spôsobené nedostatočnou dodávkou elektriny spoločnosťami dodávajúcimi energiu o 2 milióny rubľov.
4. Bol vyvinutý fyzikálny model pohonu pre olejové ističe typu VMP VMG pre napätie 6 ... 35 kV a sú uvedené ich matematické popisy.
5. Bola vyvinutá a vyrobená pilotná vzorka pohonu, ktorá umožňuje realizovať potrebné parametre ističa: rýchlosť zatvárania 3,8 ... 4,2 m/s, vypínanie 3,5 m/s.
6. Podľa výsledkov výskumu referenčné podmienky a presunuté do Bashkirenergo na vypracovanie pracovnej projektovej dokumentácie na revíziu niekoľkých nízkoolejových ističov typu VMP a VMG.

Publikácie uvedené v zozname VAK a im prirovnané:

1. Baženov, V.A. Vylepšenie pohonu vysokonapäťového ističa. / V.A. Baženov, I.R. Vladykin, A.P. Kolomiets//Elektronický vedecký a inovačný časopis "Engineering Bulletin of the Don" [Elektronický zdroj]. - №1, 2012 s. 2-3. – Režim prístupu: http://www.ivdon.ru.

Ďalšie vydania:

1. Pyastolov, A.A. Vývoj pohonu pre vysokonapäťové ističe 6…35 kV. /A.A. Pyastolov, I.N. Ramazanov, R.F. Yunusov, V.A. Baženov // Správa o výskumných prácach (č.v. GR 018600223428, inv. č. 02900034856. - Čeľabinsk: CHIMESH, 1990. - S. 89-90.
2. Yunusov, R.F. Vývoj lineárneho elektrického pohonu pre poľnohospodárske účely. / R.F. Yunusov, I.N. Ramazanov, V.V. Ivanitskaya, V.A. Bazhenov // vedecká konferencia XXXIII. Abstrakty správ - Sverdlovsk, 1990, s.
3. Pyastolov, A.A. Pohon vysokonapäťového olejového ističa. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., Baženov V.A.// Informačný leták č.91-2. - TsNTI, Čeľabinsk, 1991. S. 3-4.
4. Pyastolov, A.A. Cylindrický lineárny asynchrónny motor. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., Baženov V.A.// Informačný leták č.91-3. - TsNTI, Čeľabinsk, 1991. s. 3-4.
5. Baženov, V.A. Výber akumulačného prvku pre istič VMP-10. Aktuálne problémy poľnohospodárskej mechanizácie: materiály jubilejnej vedeckej a praktickej konferencie "Vyššie agroinžinierske vzdelávanie v Udmurti - 50 rokov". / Iževsk, 2005. S. 23-25.
6. Baženov, V.A. Vývoj ekonomického pohonu olejového ističa. Regionálna vedecká a metodická konferencia Iževsk: FGOU VPO Iževská štátna poľnohospodárska akadémia, Iževsk, 2004. S. 12-14.
7. Baženov, V.A. Vylepšenie pohonu olejového ističa VMP-10. Problémy rozvoja energetiky v podmienkach priemyselných transformácií: zborník príspevkov z medzinárodnej vedecko-praktickej konferencie k 25. výročiu Fakulty elektrifikácie a automatizácie poľnohospodárstva a Katedry elektrotechniky poľnohospodárskej výroby. Iževsk 2003, s. 249-250.

dizertačné práce pre titul kandidáta technických vied

Odovzdaný do súpravy v roku 2012. Podpísané na zverejnenie 24. apríla 2012.

Ofsetový papier Headset Times New Roman Formát 60x84/16.

Zväzok 1 tlač.l. Náklad 100 kópií. Objednávka č. 4187.

Vydavateľstvo FGBOU VPO Iževská štátna poľnohospodárska akadémia Iževsk, ul. Študent, 11

Špecialita 05.09.03 - "Elektrické komplexy a systémy"

Dizertačné práce pre titul kandidáta technických vied

Moskva - 2013 2

Práca bola vykonaná na oddelení "Automatizovaný elektrický pohon"

Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania „Národná výskumná univerzita „MPEI“.

Vedecký riaditeľ: doktor technických vied, profesor Masandilov Lev Borisovič

Oficiálni oponenti: Doktor technických vied, profesor Katedry elektromechaniky Federálnej štátnej rozpočtovej vzdelávacej inštitúcie vyššieho odborného vzdelávania NRU MPEI

Bespalov Viktor Jakovlevič;

Kandidát technických vied, vedúci výskumník, hlavný špecialista pobočky „LiftAvtoService“ MGUP „MOSLIFT“

Chuprasov Vladimír Vasilievič

Vedenie organizácie: Federal State Unitary Enterprise „Celoruský elektrotechnický inštitút pomenovaný po V.I. Lenin"

Obhajoba dizertačnej práce sa uskutoční dňa 7. júna 2013 o 14:00 hod. 00 min. v miestnosti M-611 na zasadnutí rady pre dizertáciu D 212.157.02 vo Federálnej štátnej rozpočtovej vzdelávacej inštitúcii vyššieho odborného vzdelávania „NRU MPEI“ na adrese: 111250, Moskva, Krasnokazarmennaja ul., 13.

Dizertačnú prácu možno nájsť v knižnici FGBOU VPO NRU MPEI.

Vedecký tajomník dizertačnej rady D 212.157. Kandidát technických vied, docent Tsyruk S.A.

VŠEOBECNÝ POPIS PRÁCE

Relevantnosť Témy.

40 - 50% výrobných mechanizmov má pracovné telesá s translačným alebo vratným pohybom. Napriek tomu sa v súčasnosti v pohonoch takýchto mechanizmov najviac používajú elektromotory rotačného typu, ktoré vyžadujú dodatočné mechanické zariadenia, ktoré premieňajú rotačný pohyb na pohyb translačný: kľukový mechanizmus, skrutka a matica, ozubené koleso a hrebeň atď. V mnohých prípadoch sú tieto zariadenia zložitými uzlami kinematického reťazca, ktoré sa vyznačujú značnými energetickými stratami, čo komplikuje a predražuje pohon.

Použitie v pohonoch s translačným pohybom pracovného telesa namiesto motora s rotujúcim rotorom zodpovedajúceho lineárneho analógu, ktorý dáva priamy priamočiary pohyb, umožňuje eliminovať prevodový mechanizmus v mechanickej časti elektrického pohonu. Tým sa rieši problém maximálnej konvergencie zdroja mechanickej energie - elektromotora a pohonu.

Príklady priemyselných strojov, v ktorých možno v súčasnosti použiť lineárne motory, sú: zdvíhacie stroje, zariadenia s vratným pohybom, ako sú čerpadlá, spínacie zariadenia, žeriavové vozíky, dvere výťahov atď.

Spomedzi lineárnych motorov sú konštrukčne najjednoduchšie lineárne indukčné motory (LAM), najmä valcového typu (CLAM), ktoré sú predmetom mnohých publikácií. V porovnaní s rotačnými asynchrónnymi motormi (AM) sa CLIM vyznačujú týmito vlastnosťami: otvorenosťou magnetického obvodu, ktorá vedie k vzniku pozdĺžnych okrajových efektov a značnou zložitosťou teórie spojenou s prítomnosťou okrajových efektov.

Použitie LIM v elektrických pohonoch vyžaduje znalosť ich teórie, ktorá by umožnila vypočítať statické režimy aj prechodové procesy. Avšak, k dnešnému dňu, vzhľadom na ich známe vlastnosti matematický popis má veľmi zložitú formu, čo vedie k značným ťažkostiam, keď je potrebné vykonať množstvo výpočtov. Preto je vhodné použiť zjednodušené prístupy k analýze elektromechanických vlastností LIM. Často sa na výpočty elektrických pohonov s LIM bez dôkazov používa teória, ktorá je charakteristická pre konvenčné IM. V týchto prípadoch sú výpočty často spojené so značnými chybami.

Pre výpočty elektromagnetických čerpadiel na tekutý kov Voldekom A.I. bola vyvinutá teória založená na riešení Maxwellových rovníc. Táto teória slúžila ako základ pre vznik rôznych metód na výpočet statických charakteristík CLIM, z ktorých možno vyzdvihnúť známu metódu analógového modelovania viacvrstvových štruktúr.

Táto metóda však neumožňuje počítať a analyzovať dynamické režimy, čo je pre elektrické pohony veľmi dôležité.

Vzhľadom na to, že bezprevodové elektropohony s CLIM majú široké uplatnenie v priemysle, ich výskum a vývoj sú predmetom značného teoretického a praktického záujmu.

Cieľom dizertačnej práce je vypracovanie teórie valcových lineárnych indukčných motorov metódou analógového modelovania viacvrstvových štruktúr a aplikácia tejto teórie na výpočty statických a dynamických charakteristík elektrických pohonov, ako aj vývoj frekvenčne riadeného bezprevodového elektrického pohonu s CLA pre automatické dvere široko používané v priemysle.

Na dosiahnutie tohto cieľa v dizertačnej práci boli stanovené a vyriešené nasledujúce otázky. úlohy:

1. Výber matematického modelu CLIM a vypracovanie metodiky na stanovenie zovšeobecnených parametrov CLIM zodpovedajúcich zvolenému modelu, pomocou ktorej výpočty statických a dynamických charakteristík poskytujú prijateľnú zhodu s experimentmi.

2. Vývoj metódy experimentálna definícia Parametre CLAD.

3. Analýza aplikačných vlastností a vývoj elektrických pohonov na báze systémov FC-TSLAD a TPN-TSLAD pre výťahové dvere.

4. Vývoj možností pre schémy bezprevodového hnacieho mechanizmu pre posuvné dvere kabíny výťahu s CLA.

Výskumné metódy. Na riešenie problémov nastolených v práci boli použité: teória elektrického pohonu, teoretické základy elektrotechniky, teória elektrických strojov, najmä metóda analógového modelovania viacvrstvových štruktúr, modelovanie a vývoj pomocou prostriedkov osobného počítača v špecializovaných programoch Mathcad a Matlab, experimentálne laboratórne štúdie.

Platnosť a spoľahlivosť vedeckých ustanovení a záverov potvrdzujú výsledky experimentálnych laboratórnych štúdií.

Vedecká novinka práca je nasledovná:

pomocou vyvinutej metódy na určenie zovšeobecnených parametrov nízkootáčkového CLIM je podložený jeho matematický popis vo forme sústavy rovníc, čo umožňuje vykonávať rôzne výpočty statických a dynamických charakteristík elektrického pohonu s CLIM;

je navrhnutý algoritmus pre experimentálnu metódu stanovenia parametrov IM s rotujúcim rotorom a CLA, ktorý sa vyznačuje zvýšenou presnosťou spracovania výsledkov experimentov;

ako výsledok štúdií dynamických vlastností CLAD sa ukázalo, že prechodné procesy v CLAD sú charakterizované oveľa menšou fluktuáciou ako v AD;

použitie CLAD pre bezprevodový pohon výťahových dverí umožňuje jednoduchá obsluha v systéme FC–CLAD na vytvorenie plynulých procesov otvárania a zatvárania dverí.

Hlavným praktickým výsledkom dizertačnej práce je:

bola vyvinutá metóda na stanovenie zovšeobecnených parametrov nízkorýchlostného CLIM, ktorá umožňuje vykonávať výskum a výpočty počas prevádzky a vývoja elektrických pohonov;

výsledky štúdie nízkofrekvenčných CLIM potvrdili možnosť minimalizácie požadovaného výkonu frekvenčného meniča pri ich použití v bezprevodových elektrických pohonoch, čo zlepšuje technickú a ekonomickú výkonnosť takýchto elektropohonov;

výsledky štúdie CLIM, pripojeného k sieti cez frekvenčný menič, ukázali, že pohon dverí výťahu nevyžaduje brzdný odpor a brzdový spínač, keďže CLIM nemá v použitej frekvenčnej zóne režim rekuperačného brzdenia pre prevádzku pohonu. Absencia brzdného odporu a brzdového kľúča umožňuje znížiť náklady na pohon výťahových dverí pomocou CLA;

pre jednokrídlové a dvojkrídlové posuvné dvere kabíny výťahu bola vypracovaná schéma bezprevodového mechanizmu pohonu, ktorá je priaznivá v porovnaní s použitím valcového lineárneho asynchrónneho motora, vyznačujúceho sa translačným pohybom pohyblivého prvku, pre translačný pohyb krídel dverí.

Schválenie práce. Hlavné výsledky práca bola prerokovaná na stretnutiach Katedry "Automatizovaného elektrického pohonu" NRU "MPEI", ohlásená na 16. medzinárodnej vedecko-technickej konferencii študentov a postgraduálnych študentov "Rádioelektronika, elektrotechnika a energetika" (Moskva, MPEI, 2010) .

Publikácie. K téme dizertačnej práce bolo publikovaných šesť tlačených prác, z toho 1 v publikáciách odporúčaných Vyššou atestačnou komisiou Ruskej federácie na publikovanie hlavných výsledkov dizertačných prác pre vedecké hodnosti doktor a kandidát vied a 1 patent. za úžitkový vzor bol prijatý.

Štruktúra a rozsah prác. Dizertačná práca pozostáva z úvodu, piatich kapitol, všeobecných záverov a zoznamu literatúry. Počet strán - 146, ilustrácie - 71, počet odkazov - 92 na 9 stranách.

V úvode zdôvodní sa relevantnosť témy dizertačnej práce, sformuluje sa účel práce.

V prvej kapitole sú prezentované návrhy študovaných CLAD. Je opísaný spôsob výpočtu statických charakteristík CLIM pomocou metódy analógového modelovania viacvrstvových štruktúr. Uvažuje sa o vývoji bezprevodových pohonov pre dvere kabíny výťahov. Sú uvedené vlastnosti existujúcich elektrických pohonov výťahových dverí, sú stanovené výskumné úlohy.

Metóda analógového modelovania viacvrstvových štruktúr je založená na riešení systému Maxwellových rovníc pre rôzne oblasti lineárnych indukčných motorov. Pri získavaní základných výpočtových vzorcov sa vychádza z predpokladu, že induktor v pozdĺžnom smere sa považuje za nekonečne dlhý (neberie sa do úvahy pozdĺžny okrajový efekt). Pomocou tejto metódy sa statické charakteristiky CLIM určia podľa vzorcov:

kde d2 je vonkajší priemer sekundárneho prvku CLIM.

Treba poznamenať, že výpočty statických charakteristík CLIM pomocou vzorcov (1) a (2) sú ťažkopádne, pretože tieto vzorce zahŕňajú premenné, ktorých určenie si vyžaduje množstvo medzivýpočtov.

Pre dva CLIM s rovnakými geometrickými údajmi, ale rôznym počtom závitov vinutia tlmivky (CLIM 1 - 600, CLIM 2 - 1692), podľa vzorcov (1) a (2), boli vypočítané ich mechanické a elektromechanické charakteristiky. pri f1 50 Hz, U1 220 V Výsledky výpočtu pre CLAD 2 sú znázornené na obr. 1.

U nás vo väčšine prípadov neregulované elektrické pohony s pomerne zložitým mechanická časť s pomerne jednoduchou elektrickou časťou. Hlavnými nevýhodami takýchto pohonov sú prítomnosť prevodovky a zložitá konštrukcia mechanického zariadenia, ktoré premieňa rotačný pohyb na translačný, pri ktorom dochádza k dodatočnému hluku.

V súvislosti s aktívnym rozvojom meničovej techniky sa prejavila tendencia zjednodušovať kinematiku mechanizmov pri súčasnej komplikácii elektrickej časti pohonu pomocou frekvenčných meničov, pomocou ktorých bolo možné vytvoriť požadované trajektórie pohybu dverí.

V posledných rokoch sa tak pre dvere moderných výťahov používajú nastaviteľné elektrické pohony, ktoré zabezpečujú takmer tichý, rýchly a plynulý pohyb dverí. Príkladom je frekvenčne riadený pohon brány. Ruská výroba s riadiacou jednotkou typu BUAD a asynchrónnym motorom, ktorého hriadeľ je spojený s mechanizmom dverí cez pohon klinovým remeňom. Podľa mnohých odborníkov majú známe nastaviteľné pohony napriek svojim výhodám oproti neregulovaným aj nevýhody spojené s prítomnosťou remeňového pohonu a ich relatívne vysokou cenou.

V druhej kapitole bola vyvinutá technika určovania zovšeobecnených parametrov CLIM, pomocou ktorej je podložený jej matematický popis vo forme sústavy rovníc. Prezentované sú výsledky experimentálnych štúdií statických charakteristík CLAP. Analyzujú sa charakteristiky CLIM s kompozitnými SE. Študovala sa možnosť výroby nízkofrekvenčných CLADS.

Navrhuje sa nasledujúci prístup k štúdiu elektrického pohonu s CLIM a jeho matematický popis:

1) pre statické charakteristiky CLIM (mechanické a elektromechanické) použijeme vzorce (1) a (2) získané metódou analógového modelovania viacvrstvových štruktúr a vypočítame tieto charakteristiky (pozri obr. 1);

2) na získaných charakteristikách vyberieme dva body, pre ktoré stanovíme nasledujúce premenné: elektromagnetická sila, prúd induktora a komplexný fázový odpor pre jeden z týchto vybraných bodov (pozri obr.

3) domnievame sa, že statické charakteristiky CLIM možno opísať aj vzorcami (5) a (6), ktoré sú uvedené nižšie a zodpovedajú ustálenému stavu bežného asynchrónneho motora s rotujúcim rotorom a sú získané z jeho diferenciálu rovnice;

4) pokúsime sa pomocou dvoch vybraných bodov nájsť zovšeobecnené parametre zahrnuté v naznačených vzorcoch (5) a (6) statických charakteristík;

5) nahradením nájdených zovšeobecnených parametrov do uvedených vzorcov (5) a (6) úplne vypočítame statické charakteristiky;

6) porovnáme statické charakteristiky zistené v odseku a odseku 5 (pozri obr. 2). Ak sú tieto charakteristiky dostatočne blízko sebe, potom možno tvrdiť, že matematické opisy CLAD (4) a AD majú podobnú formu;

7) pomocou zistených zovšeobecnených parametrov je možné písať tak diferenciálne rovnice CLAD (4), ako aj vzorce rôznych statických charakteristík, ktoré sú vhodnejšie pre výpočty z nich vyplývajúce.

Ryža. Obr. 1. Mechanické (a) a elektromechanické (b) charakteristiky CLIM Približný matematický popis CLIM, ktorý je podobný zodpovedajúcemu popisu konvenčného IM, vo vektorovej forme a v synchrónnom súradnicovom systéme, má nasledujúcu formu: Obr.

Pomocou výsledkov riešenia systému (4) v podmienkach ustáleného stavu (pri v / const) sa získajú vzorce pre statické charakteristiky:

Na nájdenie zovšeobecnených parametrov skúmaných CLIM zahrnutých v (5) a (6) sa navrhuje použiť známu metódu experimentálneho stanovenia zovšeobecnených parametrov ekvivalentného obvodu v tvare T pre IM s rotujúcim rotorom z premenné dvoch ustálených režimov.

Z výrazov (5) a (6) vyplýva:

kde k FI je koeficient nezávislý od sklzu. Zápisom vzťahov tvaru (7) pre dva ľubovoľné listy s1 a s2 a ich vzájomným delením dostaneme:

So známymi hodnotami elektromagnetických síl a indukčných prúdov pre dva sklzy sa z (8) určuje zovšeobecnený parameter r:

S dodatočne známou pre jeden zo sklzov, napríklad s1, je hodnota komplexného odporu Z f (s1) ekvivalentného obvodu CLAD, ktorej vzorec možno získať aj ako výsledok riešenia systému (4) v podmienky ustáleného stavu, zovšeobecnené parametre a s sa vypočítajú takto:

Navrhujú sa hodnoty elektromagnetických síl a prúdov induktora pre dva sklzy, ako aj komplexný odpor ekvivalentného obvodu pre jeden zo sklzov, zahrnuté v (9), (10) a (11). určená metódou analógového modelovania viacvrstvových štruktúr podľa (1), (2) a (3).

Pomocou uvedených vzorcov (9), (10) a (11) boli vypočítané zovšeobecnené parametre CLIM 1 a CLIM 2, pomocou ktorých ďalej pomocou vzorcov (5) a (6) pri f1 50 Hz. , U1 220 V, ich mechanické a elektromechanické charakteristiky (pre CLAD 2 sú znázornené krivkami 2 na obr. 2). Tiež na obr. Obrázok 2 znázorňuje statické charakteristiky CLAD 2, určené metódou analógového modelovania viacvrstvových štruktúr (krivky 1).

Ryža. Obr. 2. Mechanické (a) a elektromechanické (b) charakteristiky CLIM Z grafov na obr. Z obr. 2 je zrejmé, že krivky 1 a 2 sa navzájom prakticky zhodujú, čo znamená, že matematické popisy CLIM a IM majú podobnú formu. Preto je v ďalších štúdiách možné využiť získané zovšeobecnené parametre CLIM, ako aj jednoduchšie a pohodlnejšie vzorce na výpočet charakteristík CLIM. Validita použitia navrhovanej metódy na výpočet parametrov CLIM bola dodatočne overená aj experimentálne.

Možnosť výroby nízkofrekvenčných CLADS, t.j. navrhnuté pre zvýšené napätie a vyrobené so zvýšeným počtom závitov vinutia induktora. Na obr. Obrázok 3 znázorňuje statické charakteristiky CLIM 1 (pri f1 10 Hz, U1 55 V), CLIM 2 (pri f1 10 Hz, U1 87 V) a nízkofrekvenčného CLIM (pri f1 10 Hz a U1 220 V , krivky 3), ktorý má počet závitov induktorových vinutí 2,53-krát väčší ako vinutia TsLAD 2.

Z tých, ktoré sú znázornené na obr. 3 z grafov ukazuje, že pri rovnakých mechanických charakteristikách uvažovaného CLIM v prvom kvadrante má CLIM 2 viac ako 3-krát menší indukčný prúd ako CLIM 1 a nízkofrekvenčný CLIM má 2,5-krát menší ako CLIM 2. Ukazuje sa teda, že použitie nízkofrekvenčného CLIM v bezprevodovom elektrickom pohone umožňuje minimalizovať požadovaný výkon frekvenčného meniča a tým zlepšiť technický a ekonomický výkon elektrického pohonu.

1, Obr. Obr. 3. Mechanické (a) a elektromechanické (b) charakteristiky TsLAD 1, Obr. V tretej kapitole vyvinula metódu na experimentálne stanovenie zovšeobecnených parametrov CLAP, ktorá je implementovaná jednoduchým spôsobom na stacionárnom SE a umožňuje určiť parametre CLIM, ktorých geometrické údaje nie sú známe. Prezentované sú výsledky výpočtov zovšeobecnených parametrov CLIM a konvenčného IM pomocou tejto metódy.

V experimente, ktorého schéma je znázornená na obr. 4 sú vinutia motora (BP alebo TsLAD) pripojené k zdroju jednosmerného prúdu. Po zatvorení kľúča K sa prúdy vo vinutiach menia v čase z počiatočnej hodnoty určenej parametrami obvodu na nulu. V tomto prípade sa závislosť prúdu vo fáze A od času zaznamenáva pomocou prúdového snímača DT a napríklad špecializovanej dosky L-CARD L-791 inštalovanej v osobnom počítači.

Ryža. 4. Schéma experimentu na určenie parametrov IM alebo CLIM V dôsledku matematických transformácií bol získaný vzorec pre závislosť poklesu prúdu vo fáze CLIM, ktorý má tvar:

kde p1, p2 sú konštanty súvisiace so zovšeobecnenými parametrami s, r a CLIM alebo AD takto:

Zo vzorcov (12) a (13) vyplýva, že typ prechodného procesu poklesu prúdu CLIM závisí len od zovšeobecnených parametrov s, r a.

Na určenie zovšeobecnených parametrov CLIM alebo IM podľa experimentálnej krivky poklesu prúdu sa navrhuje vyčleniť na nej tri ekvidištantné časové body t1, t2 a t3 a stanoviť zodpovedajúce hodnoty prúdov. V tomto prípade, berúc do úvahy (12) a (13), je možné zostaviť systém troch algebraických rovníc s tromi neznámymi - s, r a:

ktorého riešenie je vhodné získať numericky napríklad Levenbergovou-Marquardtovou metódou.

Experimenty na určenie zovšeobecnených parametrov IM a TsLAD sa uskutočnili pre dva motory: IM 5A90L6KU3 (1,1 kW) a TsLAD 2.

Na obr. Obrázok 5 ukazuje teoretické a experimentálne krivky poklesu prúdu CLIM 2.

Ryža. Obr. 5. Krivky poklesu prúdu pre CLIM 2: 1 – krivka vypočítaná zo zovšeobecnených parametrov získaných v druhej kapitole; 2 – krivka vypočítaná zovšeobecnenými parametrami, ktoré sa získajú ako výsledok ich experimentálneho stanovenia CLAD.

Štvrtá kapitola odhaľuje znaky charakteru prechodných procesov v CLAD. Bol vyvinutý a preskúmaný elektrický pohon pre výťahové dvere založený na systéme FC–CLAD.

Pre kvalitatívne posúdenie charakteristík charakteru prechodových procesov v CLIM bola použitá známa metóda, ktorá spočíva v analýze koeficientov útlmu charakterizujúcich závislosti premenných IM s rotujúcim rotorom pri konštantnej rýchlosti.

Najväčší vplyv na rýchlosť útlmu (kmitania) prechodových procesov premenných TsLAD alebo HELL má najmenší koeficient útlmu 1. Na obr. Obrázok 6 zobrazuje vypočítané závislosti koeficientov útlmu 1 od elektrickej rýchlosti pre dva CLIM (CLIM 1 a CLIM 2) a dva IM (4AA56V4U3 (180 W) a 4A71A4U3 (550 W)).

Ryža. Obr. 6. Závislosti najnižšieho koeficientu útlmu 1 pre CLAD a IM. Obrázok 6 ukazuje, že koeficienty tlmenia CLIM sú prakticky nezávislé od rýchlosti, na rozdiel od koeficientov tlmenia uvažovaného AM, pre ktoré je 1 pri nulovej rýchlosti 5–10 krát menšia ako pri nominálnej rýchlosti. Treba tiež poznamenať, že hodnoty koeficientov útlmu 1 pri nízkych rýchlostiach pre dva uvažované IM sú výrazne nižšie ako pre CLIM 1 (9-16-krát) alebo CLIM 2 (5-9-krát). V súvislosti s vyššie uvedeným sa dá predpokladať, že reálne prechodné procesy v CLAD sa vyznačujú oveľa menšou fluktuáciou ako v IM.

Na testovanie predpokladu o menšom kolísaní reálnych prechodných procesov v CLIM v porovnaní s IM sa vykonalo množstvo numerických výpočtov priamych štartov CLIM 2 a IM (550 W). Získané závislosti momentu, sily, rýchlosti a prúdu IM a CLIM od času, ako aj dynamických mechanických charakteristík potvrdzujú vyššie uvedený predpoklad, že prechodové procesy IM sa vyznačujú oveľa menšou osciláciou ako IM. IM, kvôli výraznému rozdielu v ich najnižších koeficientoch tlmenia (obr. 6). Zároveň sa dynamické mechanické charakteristiky CLIM líšia od statických menej ako u IM s rotujúcim rotorom.

Pre typický výťah (s otvorom 800 mm) bola analyzovaná možnosť použitia nízkofrekvenčného CLAD ako hnacieho motora pre mechanizmus výťahových dverí. Podľa odborníkov sa pre typické výťahy so šírkou otvoru 800 mm statické sily pri otváraní a zatváraní dverí navzájom líšia: pri otváraní sú asi 30 - 40 N a pri zatváraní - asi 0 - 10 N. prechodové procesy CLIM majú v porovnaní s IM podstatne menšie výkyvy, realizácia pohybu dverných krídel pomocou nízkofrekvenčného CLIM prepnutím na zodpovedajúce mechanické charakteristiky, podľa ktorých CLIM zrýchľuje alebo spomaľuje na daná rýchlosť.

V súlade s vybranými mechanickými charakteristikami nízkofrekvenčného CLAD bol vykonaný výpočet jeho prechodových procesov. Vo výpočtoch sa predpokladá, že celková hmotnosť elektrického pohonu, určená hmotnosťami CE TsLAD a dverami kabíny a šachty typického výťahu (s otvorom 800 mm), je 100 kg. Výsledné grafy prechodových procesov sú znázornené na obr. 7.

Ryža. Obr. 7. Prechodné procesy nízkofrekvenčného CLIM pri otváraní (a, c, e) Charakteristika P zabezpečuje zrýchlenie pohonu na ustálenú rýchlosť 0,2 m/s a charakteristika T zabezpečuje brzdenie z ustálenej rýchlosti na nulu. Uvažovaný variant ovládania CLIM pre otváranie a zatváranie dverí ukazuje, že použitie CLIM pre pohon dverí má množstvo výhod (plynulé prechody s relatívne jednoduchým ovládaním, absencia prídavných zariadení premieňajúcich rotačný pohyb na translačný , atď.) v porovnaní s používaním konvenčných IM, a preto sú veľmi zaujímavé.

Pohon dverí kabíny výťahu s konvenčným IM alebo CLAD, ako je uvedené vyššie, sa vyznačuje rôznymi odporovými silami pri otváraní a zatváraní dverí. Hnací elektrický stroj môže súčasne pracovať v motorovom aj brzdovom režime v procese otvárania a zatvárania dverí výťahu. V dizertačnej práci bola vykonaná analýza možnosti prenosu energie do siete pri prevádzke CLA v brzdných režimoch.

Ukázalo sa, že CLAD 2 nemá v širokom frekvenčnom rozsahu vôbec žiadny režim rekuperačného brzdenia. Na určenie medznej frekvencie je uvedený vzorec, pod ktorým nie je režim generátora s návratom elektriny do siete na IM a TsLAD. Vykonané štúdie energetických režimov prevádzky CLR nám umožňujú vyvodiť dôležitý záver: pri použití CLR pripojeného k sieti cez frekvenčný menič nie je potrebný brzdný odpor a brzdový spínač na pohon dverí výťahu. Absencia brzdného odporu a brzdového kľúča umožňuje znížiť náklady na pohon dverí výťahu pomocou CLAD.

Piata kapitola poskytuje prehľad existujúcich pohonov výťahových dverí.

Boli vyvinuté varianty schém bezprevodového hnacieho mechanizmu pre posuvné dvere výťahu s CLAD.

Pre jednokrídlové a dvojkrídlové posuvné dvere kabíny výťahu sa navrhuje použiť vyvinutý bezprevodový pohon s CLAD. Schéma mechanizmu takéhoto pohonu v prípade jednokrídlových dverí je na obr. 8, a, v prípade dvojitých dverí - na obr. 8, b.

Ryža. 8. Schémy pohonu posuvných jednokrídlových (a) a dvojkrídlových (b) dverí kabíny výťahu s CLIM: 1 - CLIM, 2 - CLIM tlmivka, 3 - sekundárny prvok CLIM Obr. , 4 - referenčné pravítko, 5, 6 - krídla dverí, 7, 8 - bloky káblového systému, Navrhované technické riešenia umožňujú vytvárať bezprevodové pohony pre posuvné jednokrídlové alebo dvojkrídlové dvere, najmä výťahové kabíny, ktoré sa vyznačujú vysokými technickými a ekonomickými ukazovateľmi, ako aj spoľahlivou a lacnou prevádzkou pri použití jednoduchého a relatívne lacného valcového lineárneho elektromotor s translačným pohybom pohyblivého prvku na vytvorenie translačného pohybu dverných krídel.

Na navrhované možnosti bezprevodových pohonov jednokrídlových a dvojkrídlových posuvných dverí s CLAD bol získaný patent na úžitkový vzor č. 127056.

VŠEOBECNÉ ZÁVERY

1. Na stanovenie zovšeobecnených parametrov zahrnutých do diferenciálnych rovníc CLAD bola vyvinutá technika, ktorá je založená na výpočtoch pomocou metódy analógového modelovania viacvrstvových štruktúr a metódy stanovenia premenných BP z ukazovateľov jej dvoch ustálených - štátne režimy.

2. Pomocou vyvinutej metódy na určenie zovšeobecnených parametrov nízkootáčkového CLIM je podložený jeho matematický popis vo forme sústavy rovníc, čo umožňuje vykonávať rôzne výpočty statických a dynamických charakteristík elektrického pohonu. s CLIM.

3. Použitie nízkofrekvenčného CLIM v bezprevodovom elektrickom pohone umožňuje minimalizovať požadovaný výkon frekvenčného meniča, čo zlepšuje technický a ekonomický výkon elektropohonu.

4. Navrhuje sa metóda na experimentálne stanovenie zovšeobecnených parametrov CLAD, ktorá sa vyznačuje zvýšenou presnosťou spracovania výsledkov experimentov.

5. Použitie CLAD na bezprevodový pohon výťahových dverí umožňuje jednoduchým ovládaním v systéme FC–CLAD vytvárať plynulé procesy otvárania a zatvárania dverí. Na implementáciu požadovaných procesov je potrebné použiť relatívne lacný frekvenčný menič s minimálnou sadou požadovanej funkcionality.

6. Pri použití CLCM pripojeného k sieti cez frekvenčný menič nevyžaduje pohon dverí výťahu brzdný odpor a brzdný chopper, pretože CRCM nemá režim regeneratívneho brzdenia vo frekvenčnej zóne používanej na prevádzku frekvenčného meniča. riadiť. Absencia brzdného odporu a brzdového kľúča umožňuje znížiť náklady na pohon dverí výťahu pomocou CLAD.

7. Pre jednokrídlové a dvojkrídlové posuvné dvere, hlavne pre kabínu výťahu, bol vyvinutý bezprevodový mechanizmus pohonu, ktorý sa priaznivo porovnáva s použitím valcového lineárneho asynchrónneho motora, vyznačujúci sa translačným pohybom pohyblivého prvku, na uskutočnenie translačného pohybu krídel dverí. Na navrhované možnosti bezprevodových pohonov jednokrídlových a dvojkrídlových posuvných dverí s CLAD bol získaný patent na úžitkový vzor č. 127056.

1. Masandilov L.B., Novikov S.E., Kuraev N.M. Vlastnosti určovania parametrov asynchrónneho motora s frekvenčným riadením.

// Bulletin MPEI, č. 2. - M.: Vydavateľstvo MPEI, 2011. - S. 54-60.

2. Patent úžitkového vzoru č. 127056. Masandilov L.B., Kuraev N.M., Fumm G.Ya., Zholudev I.S. Pohon posuvných dverí kabíny výťahu (možnosti) // BI č. 11, 2013.

3. Masandilov L.B., Kuraev N.M. Vlastnosti výberu konštrukčných parametrov asynchrónneho motora s frekvenčným riadením // Elektrické pohonné a riadiace systémy // Zborník MPEI. Problém. 683. - M.: Vydavateľstvo MPEI, 2007. - S. 24-30.

4. Masandilov L.B., Kuraev N.M. Výpočet parametrov ekvivalentného obvodu v tvare T a charakteristiky valcových lineárnych asynchrónnych motorov // Elektrické pohonné a riadiace systémy // Zborník MPEI. Problém. 687. - M.: Vydavateľstvo MPEI, 2011. - S. 14-26.

5. Masandilov L.B., Kuzikov S.V., Kuraev N.M. Výpočet parametrov náhradných obvodov a charakteristík valcových lineárnych asynchrónnych a MHD motorov // Elektrické pohonné a riadiace systémy // Zborník MPEI.

Problém. 688. - M.: Vydavateľstvo MPEI, 2012. - S. 4-16.

6. Baidakov O.V., Kuraev N.M. Modernizácia elektropohonu podľa systému TVC-AD s kvázi frekvenčným riadením // Rádioelektronika, elektrotechnika a energetika: Šestnásta interna. vedecko-technická conf. študenti a absolventi: Zborník príspevkov. správa V 3 zväzkoch.T. 2. M .: Vydavateľstvo MPEI, 2010.

Podobné diela:

«Kotin Denis Alekseevič ADAPTÍVNE ALGORITHMY BEZZNÍMAČOVÉHO VEKTOROVÉHO RIADENIA ASYNCHRONÓZNYCH ELEKTRICKÝCH POHONOV ZDVIHAČOV A DOPRAVNÝCH MECHANIZMOV Špecializácia: 05.09.03 – Elektrické komplexy a systémy ABSTRAKT dizertačnej práce na titul kandidáta technických vied 2010 GOU VPO Štátna technická univerzita v Novosibirsku Vedúci: Dr. technických vied, profesor Pankratov Vladimir Vjačeslavovič ... "

« komplexy a systémy ABSTRAKT dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Moskva - 2010 Práca bola robená na Katedre teoretickej elektrotechniky Moskovského leteckého inštitútu (Národná výskumná univerzita v oblasti letectva, raketových a vesmírnych systémov) MAI. Vedecké...“

"KAMALOV Filyus Asljamovič ELEKTRICKÝ KOMPLEX S VODIVÝM MAGNETO-HYDRODYNAMICKÝM KONVERTOROM S KUŽELOVÝM KANÁLOM (VÝSKUM A VÝVOJ) Špecialita: 05.09.03 - Elektrické komplexy a systémy ABSTRAKT AUTORA za stupeň 203 kandidáta na diplomovú prácu U203 práca bola vykonaná na Katedre elektromechaniky Federálnej štátnej rozpočtovej vzdelávacej inštitúcie vyššieho odborného vzdelávania Ufa State Aviation Technical University. Školiteľ: doktor technických vied,...»

TYURIN Maksim Vladimirovich ZLEPŠENIE EFEKTÍVNOSTI BEZ PREVODOVKY ELEKTROMECHANICKÉHO POSILŇOVAČA RIADENIA AUTA Špecializácia: 05.09.03 - Elektrické komplexy a systémy ABSTRAKT dizertačnej práce pre stupeň kandidáta technických vied NOVOSIBIRSK - 2009 Práca bola vykonaná na Štátnej vzdelávacej inštitúcii odborné vzdelanie Štátna technická univerzita v Novosibirsku Školiteľ: kandidát...“

«Stotskaya Anastasia Dmitrievna VÝVOJ A VÝSKUM SYSTÉMU RIADENIA POLOHY ROTOROV V ELEKTROMAGNETICKOM ODPRUŽENÍ Špecialita: 05.09.03 – Elektrické komplexy a systémy ABSTRAKT dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Petrohrad - 2013 na 2. Petrohradská štátna elektrotechnická univerzita LETI im . IN AND. Uljanov (Lenin), na Katedre systémov automatické ovládanie Vedecký poradca:..."

«TOLKACHEVA KSENIA PETROVNA VÝSKUM ENERGETICKEJ EFEKTÍVNOSTI INŠTALÁCIÍ VONKAJŠIEHO OSVETLENIA PRI NÁVRHU POMOCOU LASEROVÉHO SKENOVANIA Špecialita 05.09.07 – Svetelné inžinierstvo Abstrakt dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Saransk 2013 1 Štátna školská inštitúcia Štátny rozpočet Vyššie odborné vzdelanie Národný výskum Tomsk Polytechnic University Scientific ...

“Andrey Vladimirovich Kuznetsov Štúdium a vývoj adaptívnych regulátorov elektrohydraulických riadiacich systémov Špecializácia: 05.09.03 - Elektrotechnické komplexy a systémy Autor dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Petrohrad - 2011 Práca bola vykonaná v Petrohrade Štátna univerzita v Lati pomenovaná po IN AND. Ulyanova (Lenina) školiteľ - doktor technických vied, profesor N. D. Polyakhov ... "

„Kazmin Evgeny Viktorovich Výpočet a optimalizácia magnetoelektrických strojov s radiálnym PM na povrchu rotora špecialita 05.09.01 - elektromechanika a elektrické zariadenia Autor dizertačnej práce pre vedeckú hodnosť kandidáta technických vied Moskva - 2009 2 práca bola vykonaná na Katedra elektromechaniky Moskovského energetického inštitútu (Technická univerzita). Vedecký školiteľ doktor technických vied, profesor Ivanov-Smolensky Alexey...»

«Emelyanov Oleg Anatolyevich VÝKON KOVOVÝCH KONDENZÁTOROV V REŽIMOCH NÚTENÝCH ELEKTRICKÝCH TEPEL Špecialita 05.09.02 – Elektromateriály a výrobky Abstrakt dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Petrohrad 2004 Práca bola vykonaná na Štátnej vzdelávacej inštitúcii Vysokej školy Odborné vzdelanie Štátna polytechnická univerzita v Petrohrade Vedeckí školitelia: doktor...“

"GRIGORIEV ALEKSANDR VASILIEVICH VÝVOJ A VÝSKUM MOŽNOSTÍ RIADENIA STAVU ELEKTRICKÝCH POHONOV NA ZÁKLADE ASYNCHRONÓZNYCH ELEKTRICKÝCH MOTOROV Špecializácia 05.09.03 - Elektrické komplexy a systémy ABSTRAKT AUTORA 2. stupňa kandidátskej dizertačnej práce10ovo 2 Práca bola vykonaná na Štátnom vzdelávacom ústave vyššieho odborného vzdelávania Kuzbass State Technical University Vedecký poradca -..."

«Tikhomirov Iľja Sergejevič KOMPLEX INDUKČNÉHO VYKUROVANIA SO ZLEPŠENÍM ENERGETICKEJ VÝKONNOSTI Špecialita: 05.09.03 - Elektrické komplexy a systémy Abstrakt dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Petrohrad - 2009 2 Práca bola vykonaná v štáte St. Petersburg Elektrotechnická univerzita. IN AND. Ulyanova (Lenina) supervízorka - ctená pracovníčka vedy a techniky RSFSR, doktorka technických vied, ... “

Shutov Kirill Alekseevich VÝVOJ VÝROBNEJ TECHNOLÓGIE A VÝSKUM SUPRAVODIVÝCH NAPÁJACÍCH KÁBLOV ZALOŽENÝCH NA VYSOKOZORKOVÝCH SUPRAVEDROCH PRVEJ GENERÁCIE špecialita výskum 05.09.02 - Elektrické materiály a produkty 013 Technológia Open Joint Stock Company Veseros. .»

«KUCHER EKATERINA SERGEEVNA VÝSKUM IDENTIFIKAČNÝCH ALGORITMOV PRE SYSTÉMY BEZZNÍMAČOVÉHO VEKTOROVÉHO RIADENIA ASYNCHRONÓZNYCH ELEKTRICKÝCH POHONOV Špecializácia: 05.09.03 – Elektrické komplexy a systémy ABSTRAKT dizertačnej práce pre titul kandidáta federálneho štátu 2 Rozpočet na 20 Novosi Vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania Novosibirsk State Technical ...“

Kolovsky Aleksey Vladimirovich Syntéza riadiacich systémov pre elektrický pohon automatizovaného rýpadla pomocou posuvných režimov. Špecialita 05.09.03 - Elektrotechnické komplexy a systémy (technické vedy a) Abstrakt dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Tomsk 2012 1 Práca bola vykonaná na Khakasskom technickom inštitúte - pobočke Federálnej štátnej autonómnej vzdelávacej inštitúcie vyššie Odborné vzdelanie Sibírska federálna univerzita Školiteľ doktor technických vied, profesor, ... »

«SHISHKOV Kirill Sergeevich VÝVOJ A VÝSKUM ASYNCHRONÓZNYCH ELEKTRICKÝCH POHONNÝCH MECHANIZMOV TVORBY WARROWových HRIADEĽOV Špecializácia: 05.09.03 – Elektrické komplexy a systémy Abstrakt dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Ivanovo – 2014 Štátna federálna práca vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania Ivanovská štátna energetická univerzita pomenovaná po V. I. Leninovi ... “

«VASILIEV Bogdan Yuryevich ŠTRUKTÚRA A EFEKTÍVNE ALGORITY RIADENIA FREKVENČNE REGULAČNÉHO ELEKTRICKÉHO POHONU ODSTREDNÉHO SUPERNABÍJAČA JEDNOTKY ČERPANIA PLYNU Špecialita 05.09.03 – Elektrické komplexy a systémy AS kandidáta na magisterský stupeň štúdia -PETERSBURG-2013 Práca bola vykonaná vo federálnej štátnej rozpočtovej vzdelávacej inštitúcii vyššieho odborného vzdelávania Národnej...»

«Gorozhankin Aleksey Nikolaevič VENTILOVÝ ELEKTRICKÝ POHON SO SYNCHRONÓZNYM REAKČNÝM MOTOROM NEZÁVISLÉHO BUZENIA Špecialita 05.09.03 – Elektrické komplexy a systémy Abstrakt dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Čeľabinsk 2010 Práca bola vykonaná na Katedre elektrického pohonu a automatizácie Inštalácie Juhouralskej štátnej univerzity. Školiteľ - doktor technických vied, profesor Yury Usynin ... "

"IVANOV Michail Alekseevič MODELOVANIE A HĽADANIE RACIONÁLNEHO NÁVRHU BEZKONTAKTNÉHO MOTORA S BUDENÍM PERMANENTNÝMI MAGNETMI Špecialita: 05.09.01 - Elektromechanika a elektrické prístroje ABSTRAKT dizertačnej práce na titul kandidáta technických vied Voronezh - Práca bola vykonaná Voronežská štátna technická univerzita” Vedecký vedúci doktor technických vied, docent Annenkov Andrey Nikolaevič Oficiálni oponenti...»

«BALAGULA Yuri Moiseevich APLIKÁCIA FRAKTÁLNEJ ANALÝZY V PROBLEMATIKE ELEKTROTECHNIKY Špecializácia: 05.09.05 – Teoretická elektrotechnika ABSTRAKT dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Petrohrad – 2013 doktor technických vied, profesor vedúci:. .»

«KUBAREV Vasilij Anatolyevič SYSTÉM LOGICKÉHO RIADENIA AUTOMATIZOVANÉHO ELEKTRICKÉHO POHONU ZARIADENIA BANSKÉHO ZDVÍHACIEHO ZARIADENIA 05.09.03 – Elektrické komplexy a systémy ABSTRAKT dizertačnej práce pre titul kandidáta technických vied Novokuzneck - 2013 Práca bola vykonaná vo federálnom štátnom rozpočte Vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania Sibírska štátna priemyselná univerzita Viktor Ostrovlyanchik, lekár...“

V roku 2010 boli EDM stroje Mitsubishi série NA po prvýkrát vybavené valcovými lineárnymi motormi, čím prekonali všetky podobné riešenia v tejto oblasti.

V porovnaní s guľôčkovými skrutkami majú oveľa väčšiu rezervu odolnosti a spoľahlivosti, sú schopné polohovania s vyššou presnosťou a tiež majú lepšie dynamické vlastnosti. V iných konfiguráciách lineárnych motorov CLD ťažia z celkovej optimalizácie dizajnu: menej generovaného tepla, vyššia ekonomická účinnosť, jednoduchá inštalácia, údržba a prevádzka.

Ak vezmeme do úvahy všetky výhody, ktoré má CLD, zdalo by sa, prečo by ste inak mali inteligentnú pohonnú časť výbavy? Nie všetko je však také jednoduché a samostatné, izolované, bodové zlepšenie nebude nikdy také efektívne ako aktualizácia celého systému prepojených prvkov.

Pohon osi Y Mitsubishi Electric MV1200R

Použitie cylindrických lineárnych motorov preto nezostalo jedinou inováciou implementovanou v systéme pohonu EDM strojov Mitsubishi Electric. Jednou z kľúčových transformácií, ktorá umožnila naplno využiť výhody a potenciál CLD na dosiahnutie jedinečných ukazovateľov presnosti a produktivity zariadenia, bola kompletná modernizácia riadiaceho systému pohonu. A na rozdiel od samotného motora už nastal čas na implementáciu nášho vlastného vývoja.

Mitsubishi Electric je jedným z najväčších svetových výrobcov CNC systémov, z ktorých veľká väčšina je vyrobená priamo v Japonsku. Korporácia Mitsubishi zároveň zahŕňa obrovské množstvo výskumných ústavov vykonávajúcich výskum, a to aj v oblasti riadiacich systémov pohonov a CNC systémov. Nie je prekvapujúce, že stroje spoločnosti majú takmer všetko elektronické plnenie vlastnej výroby. Implementujú tak moderné riešenia, ktoré sú maximálne prispôsobené konkrétnemu radu zariadení (samozrejme, s vlastnými produktmi je to oveľa jednoduchšie ako so zakúpenými komponentmi) a za najnižšiu cenu, maximálnu kvalitu, spoľahlivosť a výkon. poskytnuté.

Pozoruhodným príkladom praktickej aplikácie nášho vlastného vývoja bolo vytvorenie systému ODS— Systém optickej mechaniky. Stroje série NA a MV boli prvé, ktoré používali valcové lineárne motory v pohonoch posuvu riadených servozosilňovačmi tretej generácie.

Stroje Mitsubishi NA a MV sú vybavené prvým systémom optického pohonu svojho druhu

Kľúčová vlastnosť rodiny servozosilňovačov Mitsubishi MelServoJ3 je schopnosť komunikovať pomocou protokolu SSCNET III: Spojenie motorov, snímačov spätnej väzby cez zosilňovače s CNC systémom prebieha cez komunikačné kanály z optických vlákien.

Zároveň sa rýchlosť výmeny dát zvyšuje takmer 10-krát (v porovnaní so systémami predchádzajúcich generácií obrábacích strojov): z 5,6 Mbps na 50 Mbps.

Vďaka tomu sa trvanie cyklu výmeny informácií skráti 4-krát: z 1,77 ms na 0,44 ms. Kontrola aktuálnej polohy, vydávanie opravných signálov sa teda vyskytuje 4-krát častejšie - až 2270-krát za sekundu! Pohyb preto prebieha plynulejšie a jeho trajektória je čo najbližšie k danej (toto je dôležité najmä pri pohybe po zložitých krivočiarych trajektóriách).

Okrem toho použitie optických káblov a servozosilňovačov pracujúcich pod protokolom SSCNET III môže výrazne zvýšiť odolnosť proti šumu (pozri obrázok) a spoľahlivosť výmeny informácií. V prípade, že prichádzajúci impulz obsahuje nesprávnu informáciu (výsledok rušenia), tak nebude motorom spracovaný, ale použije sa dáta nasledujúceho impulzu. Keďže celkový počet impulzov je 4-krát väčší, takéto vynechanie jedného z nich minimálne ovplyvňuje presnosť pohybu.

Výsledkom je, že nový systém riadenia pohonu vďaka použitiu servozosilňovačov tretej generácie a komunikačných kanálov z optických vlákien poskytuje spoľahlivejšiu a 4-krát rýchlejšiu komunikáciu, čo umožňuje dosiahnuť čo najpresnejšie polohovanie. V praxi však tieto výhody nie sú vždy užitočné, pretože samotný riadiaci objekt - motor nie je schopný kvôli svojim dynamickým charakteristikám spracovať riadiace impulzy takejto frekvencie.

Preto je najviac opodstatnená kombinácia servozosilňovačov j3 s cylindrickými lineárnymi motormi v jedinom systéme ODS používanom v strojoch série NA a MV. CLD má vďaka svojim vynikajúcim dynamickým vlastnostiam – schopnosť vypracovať obrovské a malé zrýchlenia, stabilne sa pohybovať vo vysokých a nízkych rýchlostiach obrovský potenciál na zlepšenie presnosti polohovania, čo pomáha realizovať nový riadiaci systém. Motor s ľahkosťou zvláda vysokofrekvenčné riadiace impulzy a poskytuje presný a plynulý pohyb.

Stroje Mitsubishi vám umožňujú získať diely s vynikajúcou presnosťou a drsnosťou. Záruka na presnosť polohovania - 10 rokov.

Avšak výhody EDM vybaveného systémom ODS nie sú obmedzené na zlepšená presnosť polohovania. Faktom je, že získanie časti s určitou presnosťou a drsnosťou na elektroerozívnom stroji sa dosiahne pohybom elektródy (drôtu) určitou rýchlosťou pozdĺž trajektórie a za prítomnosti určitého napätia a vzdialenosti medzi elektródami (drôt a obrobok). ). Posuv, napätie a rozstup elektród sú presne definované pre každý materiál, výšku rezu a požadovanú drsnosť. Podmienky spracovania však nie sú striktne definované, rovnako ako materiál obrobku nie je homogénny, preto na získanie vhodného dielu so špecifikovanými charakteristikami je potrebné, aby sa v každom konkrétnom okamihu zmenili parametre spracovania v v súlade so zmenami podmienok spracovania. Toto je obzvlášť dôležité, pokiaľ ide o získanie mikrónovej presnosti a vysokých hodnôt drsnosti. Je tiež mimoriadne potrebné zabezpečiť stabilitu procesu (drôt by sa nemal zlomiť, nemali by existovať výrazné skoky vo veľkosti rýchlosti pohybu).

monitor spracovania. v zelenej farbe ukazuje graf rýchlosti, ktorý ukazuje, ako funguje adaptívne riadenie

Tento problém je vyriešený pomocou adaptívneho riadenia. Stroj sa prispôsobuje meniacim sa podmienkam spracovania zmenou rýchlosti posuvu a napätia. Ako rýchlo a správne sa tieto korekcie vykonajú, závisí od toho, ako presne a rýchlo sa obrobok ukáže. Kvalita adaptívneho riadenia teda do určitej miery určuje kvalitu samotného stroja prostredníctvom jeho presnosti a produktivity. A práve tu sa naplno prejavia výhody používania CLD a systému ODS ako celku. Schopnosť ODS zabezpečiť spracovanie riadiacich impulzov s najvyššou frekvenciou a presnosťou umožnila rádovo zlepšiť kvalitu adaptívneho riadenia. Teraz sa parametre spracovania upravujú až 4-krát častejšie, navyše je aj celková presnosť polohovania vyššia.

Karbid, výška 60 mm, drsnosť Ra 0,12, max. chyba je 2 µm. Diel bol získaný na stroji Mitsubishi NA1200

Ak to zhrnieme, môžeme povedať, že použitie CLD v strojoch Mitsubishi Electric by nebolo takým efektívnym krokom, ktorý by umožnil dosiahnuť nové výšky presnosti a produktivity spracovania bez zavedenia aktualizovaného riadiaceho systému.

Kľúčom k zlepšeniu kvality (ako súhrnného ukazovateľa úrovne spoľahlivosti a technologických možností zariadenia) a konkurencieschopnosti stroja môžu byť iba komplexné, ale napriek tomu plne opodstatnené a overené zmeny v konštrukcii. Zmeny k lepšiemu je motto Mitsubishi.

Abstrakt dizertačnej práce na túto tému ""

Ako rukopis

BAZHENOV VLADIMIR ARKADIEVICH

VALCOVÝ LINEÁRNY ASYNCHRONICKÝ MOTOR V POHONE VN VYPÍNAČOV

Odbornosť 20.05.02 - elektrotechnika a elektrické zariadenia v poľnohospodárstve

dizertačné práce pre titul kandidáta technických vied

Iževsk 2012

Práca bola vykonaná na Federálnej štátnej rozpočtovej vzdelávacej inštitúcii vyššieho odborného rozvoja „Iževská štátna poľnohospodárska akadémia“ (FGBOU VIO Iževská štátna poľnohospodárska akadémia)

Vedecký poradca: kandidát technických vied, docent

1 u Vladykina Ivana Revoviča

Oficiálni súperi: Viktor Vorobyov

doktor technických vied, profesor

FGBOU VPO MGAU

ich. V.P. Gorjačkina

Bekmachev Alexander Egorovich Kandidát technických vied, projektový manažér Radiant-Elcom CJSC

Vedúca organizácia:

Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania „Čuvašská štátna poľnohospodárska akadémia“ (FGOU VPO Čuvašská štátna poľnohospodárska akadémia)

Ochrana sa uskutoční 28. mája 2012 o 10. hodine na zasadnutí dizertačnej rady KM 220.030.02 na Iževskej štátnej poľnohospodárskej akadémii na adrese: 426069,

Iževsk, sv. Študent, 11, izba. 2.

Dizertačná práca sa nachádza v knižnici Štátnej poľnohospodárskej akadémie FGBOU VPO Iževsk.

Uverejnené na stránke: tuyul^vba/gi

Vedecký tajomník rady pre dizertačnú prácu

UFO. Litvinyuk

VŠEOBECNÝ POPIS PRÁCE

Nosg integrovaná automatizácia vidieckych elektrických systémov "

Sulimov M.I., Gusev B.C. označené ™ ^

akcie reléovej ochrany a automatizácie /rchaGIV Z0 ... 35% prípadov

kreatívny stav pohonuGH ako až po TsJTJ™

podiel VM 10 ... 35 kV s, nv ", m "n mv";

N.M., Palyuga M^AaSTZ^rZZr^Tsy

opätovné zapnutie GAPSH "°TKa30V astoma™che-

riadiť ako celok

■ PP-67 PP-67K

■VMP-10P KRUN K-13

"VMPP-YUP KRUN K-37

Obrázok I - Analýza porúch elektrických pohonov BM 6 .. 35 kV VIA, spotrebúvajú veľa energie a vyžadujú inštaláciu objemných

porucha vypínacieho mechanizmu, r.u.

00" PP-67 PP-67

■ VMP-10P KRU| K-13

■ VMPP-YUP KRUN K-37 PE-11

- „„, „“, a nabíjačku alebo usmerňovaciu jednotku-batériu 3 ^ DD ° 0rMTs0M s výkonom 100 kVA. Na základe

Roystva s "n ^ ^ prnvo" asi našlo široké uplatnenie.

3ashyunaRGbsh ^ "vykonať ™ a" zo zásluh "nedospshyuv rôznych vedie-

dovdlyaVM. „„_,.,* Jednosmerné pohony: nie je možné

Nevýhody el.sgromap ^ ^ ^ ^ vrátane elektromagnetizmu úpravy SK0R ° ^ DH ^ ^ el ^ ^.apnpv, čo zvyšuje Sh1Ta> veľkú "induktivitu" vinutia I od podlahy.

čas zapnutia spínača

latorovej batérie alebo - "P-^ / ™ oblasť do 70 m> a DR-veľké rozmery a hmotnosť, pri striedavom prúde: veľká

Nevýhody ^^^^^^^ "pripájania vodičov,

¡yyyy-^5^-speed-and

T-D „Nevýhody indukčného pohonu

b ^ ^ "GGZH valcové čiary-Vyššie uvedené nedostatky * "štrukturálne vlastnosti"

"b, x asynchrónne motory" Preto ich navrhujeme použiť v

a hmotnosť a veľkosť "O ^ 3 ^" "110 ^ 0 * e_ \ pre olejové spínače ako výkonový prvok v pr " ^ Termín Rostekhiadzor pre

lei, ktorý podľa údajov západo-Ur^sko^ podnikov v

Udmurtská republika VMG-35 300 kusov.

prevádzky "^^^^^ bol stanovený nasledujúci cieľ Pa Na základe vyššie uvedených vysokonapäťových olejových spínačov umožňuje zvýšenie účinnosti, "P ^ ^ ^ umožňujúce znížiť poškodenie chát 6,35 kV prevádzkovaných na báze CLAD.

„Prvé boli dodané po analýze existujúcich návrhov pohonov

3" teoretická a charakteristika

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

základ CLAD.

6. Vykonajte štúdiu uskutočniteľnosti. .

použitie TsLAD pre pohony olejových ističov 6...35 kV.

Predmetom štúdie je: valcový lineárny asynchrónny elektromotor (CLAM) pre pohon zariadení výhybiek vidieckych distribučných sietí 6 ... 35 kV.

Predmet štúdia: štúdium trakčných charakteristík CLIM pri prevádzke v olejových ističoch 6 ... 35 kV.

Výskumné metódy. Teoretické štúdie boli realizované pomocou základných zákonov geometrie, trigonometrie, mechaniky, diferenciálneho a integrálneho počtu. Prirodzené štúdie boli vykonané s prepínačom VMP-10 pomocou technických a meracích nástrojov. Experimentálne údaje boli spracované pomocou programu Microsoft Excel. Vedecká novinka diela.

1. Navrhuje sa nový typ pohonu olejového ističa, ktorý umožňuje 2,4-násobne zvýšiť spoľahlivosť ich činnosti.

2. Bola vyvinutá technika na výpočet charakteristík CLIM, ktorá na rozdiel od tých, ktoré boli navrhnuté skôr, umožňuje brať do úvahy okrajové efekty rozloženia magnetického poľa.

3. Sú opodstatnené hlavné konštrukčné parametre a režimy činnosti pohonu pre istič VMP-10, ktoré znižujú nedostatok elektrickej energie pre spotrebiteľov.

Praktickú hodnotu práce určujú tieto hlavné výsledky:

1. Navrhuje sa návrh pohonu ističa VMP-10.

2. Bola vyvinutá metóda na výpočet parametrov valcového lineárneho indukčného motora.

3. Bola vyvinutá technika a program na výpočet pohonu, ktoré umožňujú vypočítať pohony spínačov podobných konštrukcií.

4. Stanovili sa parametre navrhovaného pohonu pre VMP-10 a pod.

5. Bola vyvinutá a otestovaná laboratórna vzorka pohonu, ktorá umožnila znížiť stratu výpadkov napájania.

Implementácia výsledkov výskumu. Práce boli realizované v súlade s VaV plánom FGBOU VPO CHIMESH, evidenčné číslo 02900034856 "Vývoj pohonu vysokonapäťových ističov 6 ... 35 kV". Výsledky práce a odporúčania sú akceptované a používané vo výrobnom združení "Bashkirenergo" S-VES (bol prijatý akt implementácie).

Práca je založená na zovšeobecnení výsledkov štúdií uskutočnených nezávisle a v spolupráci s vedcami z Čeľabinskej štátnej poľnohospodárskej univerzity (Čeljabinsk), Iževskej štátnej poľnohospodárskej akadémie.

Obhájili sa tieto ustanovenia:

1. Typ pohonu olejového ističa na základe CLAD

2. Matematický model na výpočet charakteristík CLIM, ako aj trakcie

sila v závislosti od konštrukcie drážky.

program na výpočet pohonu pre ističe VMG, VMP s napätím 10...35 kV. 4. Výsledky štúdií navrhovaného návrhu pohonu olejového ističa na základe CLA.

Schvaľovanie výsledkov výskumu. Hlavné ustanovenia práce boli prezentované a prediskutované na nasledujúcich vedeckých a praktických konferenciách: XXXIII. vedecká konferencia venovaná 50. výročiu inštitútu, Sverdlovsk (1990); medzinárodná vedecko-praktická konferencia „Problémy rozvoja energetiky v podmienkach priemyselných transformácií“ (Iževsk, Iževská štátna poľnohospodárska akadémia, 2003); Regionálna vedecko-metodická konferencia (Iževsk, Iževská štátna poľnohospodárska akadémia, 2004); Aktuálne problémy poľnohospodárskej mechanizácie: materiály jubilejnej vedeckej a praktickej konferencie "Vyššie agroinžinierske vzdelávanie v Udmurti - 50 rokov". (Iževsk, 2005), na výročných vedeckých a technických konferenciách učiteľov a zamestnancov Iževskej štátnej poľnohospodárskej akadémie.

Publikácie na tému dizertačnej práce. Výsledky teoretických a experimentálnych štúdií sa odrážajú v 8 tlačených prácach, vrátane: v jednom článku uverejnenom v časopise odporúčanom Vyššou atestačnou komisiou, dvoch uložených správ.

Štruktúra a rozsah prác. Dizertačná práca pozostáva z úvodu, piatich kapitol, všeobecných záverov a aplikácií, prezentovaná na 167 stranách hlavného textu, obsahuje 82 obrázkov, 23 tabuliek a zoznam literatúry zo 105 titulov a 4 aplikácií.

V úvode je zdôvodnená relevantnosť práce, zvážený stav problematiky, účel a ciele výskumu a formulované hlavné ustanovenia predkladané k obhajobe.

Prvá kapitola analyzuje návrhy pohonov ističov.

Nainštalované:

Základná výhoda kombinácie pohonu s CLA;

Potreba ďalšieho výskumu;

Ciele a ciele dizertačnej práce.

V druhej kapitole sa zaoberáme metódami výpočtu CLIM.

Na základe analýzy šírenia magnetického poľa bol zvolený trojrozmerný model.

Vinutie CLIM vo všeobecnom prípade pozostáva z jednotlivých cievok zapojených do série v trojfázovom obvode.

Uvažujeme CLA s jednovrstvovým vinutím a symetrickým usporiadaním sekundárneho prvku v medzere vzhľadom na jadro tlmivky.

Boli urobené nasledujúce predpoklady: 1. Prúd vinutia uloženého v dĺžke 2 pm sa sústreďuje do nekonečne tenkých prúdových vrstiev umiestnených na feromagnetických povrchoch tlmivky a vytvára čisto sínusovú postupnú vlnu. Amplitúda súvisí so známym vzťahom s lineárnou hustotou prúdu a prúdovým zaťažením

vytvára čistú sínusovú postupnú vlnu. Amplitúda súvisí so známym vzťahom s lineárnou hustotou prúdu a prúdovým zaťažením

na """d.""*. (1)

t - pól; w - počet fáz; W je počet závitov vo fáze; I - efektívna hodnota prúdu; P je počet párov pólov; J je prúdová hustota;

Ko6| - koeficient vinutia základnej harmonickej.

2. Primárne pole v oblasti frontálnych častí je aproximované exponenciálnou funkciou

/(") = 0,83 exp ~~~ (2)

Spoľahlivosť takéhoto priblíženia k reálnemu obrazu poľa naznačujú predchádzajúce štúdie, ako aj experimenty na modeli LIM, v tomto prípade je možné L-2 nahradiť.

3. Začiatok pevného súradnicového systému x, y, z sa nachádza na začiatku navinutej časti vstupnej hrany tlmivky (obr. 2).

Pri prijatej formulácii problému n.s. vinutia môžu byť reprezentované ako dvojitá Fourierova séria:

kde A je lineárne prúdové zaťaženie induktora; Kob - koeficient navíjania; L je šírka reaktívnej zbernice; C je celková dĺžka induktora; a - uhol šmyku;

z \u003d 0,5 l - a - zóna indukčnej zmeny; n je poradie harmonickej pozdĺž priečnej osi; v je poradie harmonických pozdĺž pozdĺžnej hlavnej;

Nájdeme riešenie pre vektorový magnetický potenciál prúdov A V oblasti vzduchovej medzery Ar spĺňa nasledujúce rovnice:

divAs = 0,J(4)

Pre rovnicu VE A 2 majú rovnice tvar:

DA2 = GgM2 cIU T2 = 0.

Rovnice (4) a (5) sú riešené metódou separácie premenných. Pre zjednodušenie problému uvádzame iba výraz pre normálnu zložku indukcie v medzere:

peklo [KY<л

y 2a V 1<ЬК0.51.

_¿1-2s-1-1"

Obrázok 2 - Výpočtový matematický model LIM bez rozloženia vinutia

KP2. SOB---AH

X (sILu + C^Ly) exp y

Celkový elektromagnetický výkon 83M prenášaný z primárnej do z" opTvE, Xer možno nájsť ako tok normálnej 8 zložky Poyntingovho vektora cez povrch y - 5

= / / yauzhs =

" - - \shXS + S2sILd\2

^ GrLs ^ GvVeG "" "S0STASH1YaSCHAYA" U ™ "*" "" mechanická sila-

R™so „zR™“SHYA S°FASTELING“vylúhuje tok“

C\ je komplex konjugácií s C2.

"z-or,", g ".msha" "režim"". ..z

II "v e., brss

^ I O L V o_£ V y

- " "\shXS + C.chaz?"

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

l " \shXS +S2s1gL5^

v zmysle súradnice L-Ukrome r r^r v dvojrozmernom, v zmysle

chie oceľ ^torus^to^^^i

2) Mechanická sila

Elektromagnetický výkon £,., "1 \u003d p / c" + .y, / C1 " 1 "

podľa výrazu sa vzorec (7) vypočítal podľa

4) Straty v medenej tlmivke

Р,г1 = ШI1 Гф ^

kde rf je aktívny odpor fázového vinutia;

5) Účinnosť bez zohľadnenia strát v jadrovej oceli

„ r.-i ■ (12) P, R „(5> + L, ..

6) Účiník

r m!\rr+rf) ^ typh1 m1 Z £

kde 2 = + x1 je absolútna impedancia série

ekvivalentné obvody (obrázok 2).

x1=xn+xa1 O4)

v-yazi-g (15)

x \u003d x + x + x + Xa - úniková indukčná reaktancia primárneho ob-p a * h

Takto bol získaný algoritmus na výpočet statických charakteristík LIM so skratovaným sekundárnym prvkom, ktorý umožňuje zohľadniť vlastnosti aktívnych častí štruktúry pri každom delení zuba.

Vyvinutý matematický model umožňuje: . Použiť matematický prístroj na výpočet valcového lineárneho asynchrónneho motora, ktorého statické charakteristiky sú založené na rôznych ekvivalentných obvodoch pre elektrické primárne a sekundárne a magnetické obvody

Vyhodnotiť vplyv rôznych parametrov a prevedení sekundárneho prvku na trakčné a energetické charakteristiky valcového lineárneho indukčného motora. . Výsledky výpočtov umožňujú určiť ako prvé priblíženie optimálne základné technické a ekonomické údaje pri návrhu valcových lineárnych indukčných motorov.

Tretia kapitola „Výpočtové a teoretické štúdie“ prezentuje výsledky numerických výpočtov vplyvu rôznych parametrov a geometrických parametrov na energetický a trakčný výkon CLIM pomocou vyššie opísaného matematického modelu.

Induktor TsLAD pozostáva z jednotlivých podložiek umiestnených vo feromagnetickom valci. Geometrické rozmery podložiek tlmivky, brané vo výpočte, sú uvedené na obr. 3. Počet podložiek a dĺžka feromagnetického valca - Гя "počtom pólov a počtom štrbín na pól a fázou vinutia vinutia induktora, elektrickou vodivosťou C2 - Ug L, a

ako aj parametre reverzného magnetického obvodu. Výsledky štúdie sú prezentované vo forme grafov.

Obrázok 3 - Indukčné zariadenie 1 - Sekundárny prvok; 2-matice; З-tesniaca podložka; 4- cievka; 5-motorová skriňa; 6-vinutie, 7-podložka.

Pre vyvíjaný pohon ističa sú jednoznačne definované:

1 Režim prevádzky, ktorý možno charakterizovať ako „štart“. „Pracovný čas“ je kratší ako sekunda (t. = 0,07 s), môže dôjsť k reštartom, ale aj v

V tomto prípade celkový prevádzkový čas nepresiahne sekundu. Preto sú elektromagnetické záťaže lineárne prúdové zaťaženie, hustotu prúdu vo vinutiach možno považovať za výrazne vyššiu ako hustota akceptovaná pre j elektrické stroje v ustálenom stave: A = (25 ... 50) 10 A / m, J (4 ... /) A / mm2. Preto je možné ignorovať tepelný stav stroja.

3. Požadovaná ťažná sila Fn > 1500 N. V tomto prípade by mala byť zmena sily počas prevádzky minimálna.

4. Prísne obmedzenia veľkosti: dĺžka Ls. 400 mm; vonkajší priemer statora D = 40... 100 mm.

5 Energetické hodnoty (l, coscp) sú irelevantné.

Úlohu výskumu teda možno formulovať nasledovne: pre dané rozmery určiť elektromagnetické zaťaženie, hodnotu návrhových parametrov LIM, za predpokladu, že

stmievateľná ťažná sila v rozsahu 0,3

Na základe vytvorenej výskumnej úlohy je hlavným ukazovateľom LIM ťažná sila v intervale sklzu 0,3

Zdá sa teda, že prítlačná sila LIM je funkčnou závislosťou.

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

tammetre, niektoré pr-t-ko a t \u003d 400/4 \u003d 100 - * 66,6 mmh

Ťažná sila výrazne klesá 5

TRAKCIA ° ÚSILIE SPOJENÉ S poklesom delenia pólov t a magnetickej indukcie vo vzduchu A delenia t

je 2p=4 (obr. 4). °3Vzduchová medzera Preto optimálna

OD 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 9

Snímka B, ooh

Obrázok 4 - Trakčná charakteristika TsLAD "v závislosti od počtu pólov

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 ■

1,5|pri 2,0l<

0 0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1

FIGURE5YUK5, azo.

ra(6 = 1,5 mm a 5 = 2,0 mm)

vodivosť y2, y3 a magnetická permeabilita ts3 VE.

Zmena elektrickej vodivosti oceľového valca“ (obr. 6) na ťažnú silu CLAD má nevýznamnú hodnotu do 5 %.

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

Snímka 8, ooh

Obrázok 6. Trakčná charakteristika CLA pri rôznych hodnotách elektrickej vodivosti oceľového valca

Zmena magnetickej permeability u3 oceľového valca (obr. 7) neprináša výrazné zmeny v ťažnej sile Px = DB). Pri pracovnom sklze 8=0,3 sú trakčné charakteristiky rovnaké. Počiatočná trakčná sila sa pohybuje v rozmedzí 3...4%. Preto, berúc do úvahy nevýznamný vplyv väzieb a Mz na ťažnú silu CLA, môže byť oceľový valec vyrobený z magneticky mäkkej ocele.

0 0 1 0 2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Obrázok 7. Trakčná charakteristika CDIM pri rôznych hodnotách magnetickej permeability (Ts = 1000 tso a Ts = 500 tso) oceľového valca

Z rozboru grafických závislostí (obr. 5, obr. 6, obr. 7) vyplýva záver: zmeny vo vodivosti oceľového valca a magnetickej permeability, obmedzujúce nemagnetickú medzeru, nie je možné dosiahnuť konštantný ťažná sila 1 "X kvôli ich malému vplyvu.

y=1,2-10"S/m

y=3 10"S/m

O 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Sklz E, o

Obrázok 8. Trakčná charakteristika CLIM pre rôzne hodnoty elektrickej vodivosti SE

Parameter, s ktorým môžete dosiahnuť stálosť ťažnej sily = / (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.

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

Lg az o* ~05 Ob d5 To

Obrázok 9. Závislosť 1=G(8) pre rôzne hodnoty počtu závitov cievky

Obrázok 10. Závislosť eos

Kreslenie! I Závislosť t]= f(S)

Grafické závislosti indikátorov energie od počtu otáčok v miskách sú rovnaké. To naznačuje, že zmena počtu závitov v cievke nevedie k významnej zmene týchto indikátorov. To je dôvod, prečo sa im nevenuje pozornosť.

Nárast ťažnej sily (obr. 12) pri znižovaní počtu závitov cievky sa vysvetľuje skutočnosťou. že prierez drôtu sa zväčšuje pri konštantných hodnotách geometrických rozmerov a faktora plnenia štrbiny induktora meďou a miernej zmene hodnoty prúdovej hustoty. Motor v pohonoch ističa pracuje v režime štartovania menej ako sekundu. Preto na pohon mechanizmov s veľkou rozbehovou ťažnou silou a krátkodobým prevádzkovým režimom je efektívnejšie použiť CLA s malým počtom závitov a veľkým prierezom drôtu cievky vinutia induktora.

hovoria / "4a? /? (/," ■ W0O 8oo boa íoo 2 os ■

O o/ O.3 oi 05 O 07 o ¿J? To

Obrázok 12. Trakčná charakteristika CLIM pre rôzne hodnoty počtu závitov éry horskej cievky

Pri častom zapínaní takýchto mechanizmov je však potrebné mať rezervu ohrevu motora.

Na základe výsledkov numerického experimentu s použitím vyššie uvedenej metódy výpočtu je teda možné s dostatočnou presnosťou určiť trend zmeny elektrických a trakčných ukazovateľov pre rôzne veličiny CLIM. Hlavným ukazovateľom pre stálosť trakčnej sily je elektrická vodivosť povlaku sekundárneho prvku y2. Zmenou v rozsahu y=0,8-10 ... 1,2-10 S/m môžete získať požadovanú trakčnú charakteristiku .

V dôsledku toho pre stálosť ťahu CLIM stačí nastaviť konštantné hodnoty 2p, m, s, y),

! ],=/(K y2, \Uk) (17)

kde K \u003d / (2p, m, 8, L2, y, Z »

Štvrtá kapitola popisuje metodiku vykonania experimentu skúmaného spôsobu pohonu ističa. Experimentálne štúdie charakteristík pohonu boli realizované na vysokonapäťovom ističi VMP-10 (obr. 13)

Obrázok 13 Experimentálne nastavenie.

Aj v tejto kapitole sa určuje zotrvačný odpor ističa, čo sa vykonáva technikou prezentovanou v grafovo-analytickej metóde s použitím kinematickej schémy ističa. Určujú sa charakteristiky elastických prvkov. Konštrukcia olejového ističa zároveň obsahuje niekoľko elastických prvkov, ktoré pôsobia proti uzavretiu ističa a umožňujú akumulovať energiu na vypnutie ističa:

1) GPU akceleračné pružiny",

2) Uvoľnenie pružiny G zapnuté",

31 Elastické sily vytvorené kontaktnými pružinami Pk. - №1, 2012 s. 2-3. - Režim prístupu: http://w\v\v.ivdon.ru.

Ďalšie vydania:

2. Pyastolov, A.A. Vývoj pohonu pre vysokonapäťové ističe 6...35 kV." /A.A. Pyastolov, I.N. č. 02900034856.-Čeljabinsk: CHIMESH.1990. - S. 89-90.

3. Yunusov, R.F. Vývoj lineárneho elektrického pohonu pre poľnohospodárske účely. / R.F. Yunusov, I.N. Ramazanov, V.V. Ivanitskaya, V.A. Bazhenov // vedecká konferencia XXXIII. Abstrakty správ - Sverdlovsk, 1990, s.

4. Pyastolov, A.A. Pohon vysokonapäťového olejového ističa. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., Bazhenov V.A. // Informačný leták č.91-2. -TsNTI, Čeľabinsk, 1991. S. 3-4.

5. Pyastolov, A.A. Cylindrický lineárny asynchrónny motor. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., Bazhenov V.A. // Informačný leták č.91-3. -TsNTI, Čeľabinsk, 1991. s. 3-4.

6. Baženov, V.A. Výber akumulačného prvku pre istič VMP-10. Aktuálne problémy poľnohospodárskej mechanizácie: materiály jubilejnej vedeckej a praktickej konferencie "Vyššie agroinžinierske vzdelávanie v Udmurti - 50 rokov". / Iževsk, 2005. S. 23-25.

7. Baženov, V.A. Vývoj ekonomického pohonu olejového ističa. Regionálna vedecká a metodická konferencia Iževsk: FGOU VPO Iževská štátna poľnohospodárska akadémia, Iževsk, 2004. S. 12-14.

8. Baženov, V.A. Vylepšenie pohonu olejového ističa VMP-10. Problémy rozvoja energetiky v podmienkach priemyselných transformácií: zborník príspevkov z medzinárodnej vedecko-praktickej konferencie k 25. výročiu Fakulty elektrifikácie a automatizácie poľnohospodárstva a Katedry elektrotechniky poľnohospodárskej výroby. Iževsk 2003, s. 249-250.

dizertačné práce pre titul kandidáta technických vied

Odovzdané do set_2012. Podpísané na zverejnenie 24. apríla 2012.

Ofsetový papier Typeface Times New Roman Formát 60x84/16 I. zväzok tlač.l. Náklad 100 kópií. Objednávka č. 4187. Vydavateľstvo FGBOU BIIO Iževská štátna poľnohospodárska akadémia Iževsk, ul. Študent. jedenásť

Text práce Bazhenov, Vladimir Arkadievich, dizertačná práca na tému Elektrotechnika a elektrické zariadenia v poľnohospodárstve

FEDERÁLNA ŠTÁTNA ROZPOČTOVÁ VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA VYSOKÉHO ODBORNÉHO VZDELÁVANIA "ŠTÁTNA POĽNOHOSPODÁRSKA AKADÉMIA IZHEVSK"

Ako rukopis

Baženov Vladimir Arkadievič

VALCOVÝ LINEÁRNY ASYNCHRONICKÝ MOTOR V POHONE VN VYPÍNAČOV

Špecialita 05.20.02 Elektrotechnika a elektrické zariadenia v poľnohospodárstve

DIZERT pre titul kandidáta technických vied

Vedecký poradca: kandidát technických vied,

Vladykin Ivan Revovič

Iževsk - 2012

V rôznych fázach výskumu sa práce realizovali pod vedením doktora technických vied profesora, prednostu. Katedra "elektrických strojov" Čeľabinského inštitútu mechanizácie a elektrifikácie poľnohospodárstva A.A. Pyastolova (kapitola 1, 4, 5) a doktor technických vied, profesori, ved. Katedra "Elektrický pohon a elektrické stroje" Petrohradskej štátnej agrárnej univerzity A.P. Epifanova (2., 3. kapitola), Autor vyjadruje svoju úprimnú vďaku.

ÚVOD ................................................. ...................................................... ...................................5

1 ANALÝZA AKTUÁTOROV OBVODU OLEJA A ICH CHARAKTERISTIKY ............................................ ............................................................. ............................................................. ......................7

1.1 Zariadenie a princíp činnosti spínačov ............................................ ...... jedenásť

1.2 Klasifikácia pohonov ................................................................ ............................................. 14

1.3 Hlavné komponenty pohonu................................................ ............................................. 19

1.4 Všeobecné konštrukčné požiadavky na pohony................................................ ................... ..22

1.5 Elektromagnetické pohony............................................................ ...................................................... .............26

1.5.1 Konštrukcia elektromagnetických ovládačov................................................ .......... 28

1.5.2 Solenoidový pohon striedavého prúdu ................................................... ................... .42

1.5.3 Pohon založený na plochom LIM................................................. ........................................ 45

1.5.4 Pohon ističa založený na rotujúcom asynchrónnom motore ...................................... ............................................................. ............................................................. ......48

1.5.5 Pohon na báze valcového lineárneho asynchrónneho

motor ................................................. ................................................. ......................50

ZÁVERY O KAPITOLE A CIEĽOCH PRÁCE ...................................... ......................................52

2 VÝPOČET CHARAKTERISTICKÝCH VLASTNOSTÍ LINEÁRNYCH ASYNCHRONÓZNYCH MOTOROVÝCH STROJOV............................................ ............................................................. ............................................................. ......................55

2.1 Analýza metód na výpočet charakteristík LIM ...................................... ........55

2.2 Metodológia založená na jednorozmernej teórii ................................................. ......................56

2.3 Technika založená na dvojrozmernej teórii ...................................... ......................................58

2.4 Technika založená na trojrozmernom modeli ...................................... ...................................... 59

2.5 Matematický model valcového indukčného motora na

základ ekvivalentného obvodu ................................................ ................................................................... ...................65

ZÁVERY KU KAPITOLE ................................................................. ................................................. ................94

3 VÝPOČTOVÉ A TEORETICKÉ VYŠETROVANIE............................................................ ...................... 95

3.1 Všeobecné ustanovenia a úlohy, ktoré treba riešiť (problémové vyhlásenie) ...................................... ....... 95

3.2. Skúmané ukazovatele a parametre ................................................... .. ..................96

ZÁVERY KU KAPITOLE ................................................................. ................................................. ............105

4 EXPERIMENTÁLNE ŠTÚDIE ...................................................... ........................ 106

4.1 Stanovenie zotrvačného odporu systému pohonu BM ........................106

4.2 Stanovenie charakteristík elastických prvkov................................................. ......................110

4.3 Stanovenie elektrodynamických charakteristík............................................ ........114

4.4 Stanovenie aerodynamického odporu vzduchu a

hydraulický izolačný olej BM................................................. ...................... 117

ZÁVERY KU KAPITOLE ................................................................. ................................................. .............121

5 TECHNICKÉ A EKONOMICKÉ UKAZOVATELE............................................................ ......................................122

ZÁVERY KU KAPITOLE ................................................................. ................................................. .............124

VŠEOBECNÉ ZÁVERY A VÝSLEDKY VÝSKUMU............................................................ ......................125

LITERATÚRA................................................... ................................................. ........................126

PRÍLOHA A................................................ ...................................................... ...................137

PRÍLOHA B VÝPOČET UKAZOVATEĽOV SPOĽAHLIVOSTI POHONOV VM6...35KV...139

PRÍLOHA B ODKAZ NA VÝSKUM VÝVOJOVÉHO OBJEKTU .................................142

I Patentová dokumentácia ................................................ ................................................................... .................142

II Vedecko-technická literatúra a technická dokumentácia ................................................143

III Technické vlastnosti valcového lineárneho asynchrónneho motora ...................................... ...................................................................... ......................................................144

IV Analýza prevádzkovej spoľahlivosti pohonov VM-6... .35kV......................145

V Konštrukčné vlastnosti hlavných typov pohonov VM-6... 35 kV.......150

PRÍLOHA D................................................. ...................................................... ......................156

Príklad konkrétnej implementácie pohonu ...................................... ...................... .................156

vysokonapäťový istič ............................................ ...................................................................... .....156

Výpočet energie spotrebovanej inerciálnym pohonom................................................ .............162

počas operácie zapnutia ................................................ ...................................................................... ......................162

Zoznam hlavných symbolov a skratiek ................................................ ........................ 165

ÚVOD

S prechodom poľnohospodárskej výroby na priemyselnú základňu sa výrazne zvyšujú požiadavky na úroveň spoľahlivosti napájania.

Cieľový komplexný program zvyšovania spoľahlivosti napájania poľnohospodárskych odberateľov /TsKP PN/ predpokladá plošné zavádzanie automatizačných zariadení pre vidiecke rozvodné siete 0,4 až ,35 kV ako jeden z najefektívnejších spôsobov dosiahnutia tohto cieľa. Súčasťou programu je najmä vybavenie distribučných sietí modernými spínacími zariadeniami a pohonnými zariadeniami pre ne. Spolu s tým sa plánuje široké využitie, najmä v prvej fáze, primárneho spínacieho zariadenia v prevádzke.

Vo vidieckych sieťach sú najpoužívanejšie olejové ističe (VM) s pružinovým a pružinovým pohonom. Z prevádzkových skúseností je však známe, že VM pohony sú jedným z najmenej spoľahlivých prvkov rozvádzača. To znižuje účinnosť komplexnej automatizácie vidieckych elektrických sietí. Napríklad sa v ňom uvádza, že 30 ... 35% prípadov ochrany a automatizácie relé / RZA / nie je implementovaných z dôvodu nevyhovujúceho stavu pohonov. Navyše až 85 % porúch pripadá na podiel VM 10 ... 35 kV s pružinovými pohonmi. Podľa údajov práce vzniká 59,3 % porúch automatického opätovného zapínania /AR/ na základe pružinových pohonov v dôsledku pomocných kontaktov pohonu a ističa, 28,9 % v dôsledku mechanizmov zapínania pohonu a jeho udržiavania v na pozícii. V prácach je zaznamenaný nevyhovujúci stav a potreba modernizácie a vývoja spoľahlivých pohonov.

Pozitívne skúsenosti sú s používaním spoľahlivejších elektromagnetických jednosmerných pohonov pre 10 kV VM v znižovacích rozvodniach na poľnohospodárske účely. Kvôli množstvu funkcií však tieto pohony nenašli široké uplatnenie [53].

Účelom tejto etapy výskumu je vybrať si smer výskumu.

V procese práce boli vyriešené tieto úlohy:

Stanovenie ukazovateľov spoľahlivosti hlavných typov pohonov VM-6.. .35 kV a ich funkčných celkov;

Analýza konštrukčných vlastností rôznych typov pohonov VM-6...35 kV;

Zdôvodnenie a výber konštrukčného riešenia pre VM pohon 6...35 kV a oblasti výskumu.

1 ANALÝZA AKTUÁTOROV OLEJOVÉHO OKRUHU A ICH CHARAKTERISTIKY

Činnosť pohonu olejových ističov 6 - 10 kV vo veľkej miere závisí od dokonalosti prevedenia. Dizajnové prvky sú určené požiadavkami na ne:

Výkon spotrebovaný pohonom počas činnosti zapínania VM musí byť obmedzený, pretože napájanie je dodávané z pomocných transformátorov s nízkym výkonom. Táto požiadavka je obzvlášť významná pre znižovacie rozvodne poľnohospodárskej energie.

Pohon olejového ističa musí poskytovať dostatočnú rýchlosť spínania,

Diaľkové a lokálne ovládanie,

Normálna prevádzka pri prijateľných úrovniach zmeny prevádzkového napätia atď.

Na základe týchto požiadaviek sú hlavné hnacie mechanizmy vyrobené vo forme mechanických meničov s rôznym počtom stupňov (stupňov) zosilnenia, ktoré v procese vypínania a zapínania spotrebúvajú málo energie na riadenie veľkého toku energie. spotrebované spínačom.

V známych pohonoch sú zosilňovacie kaskády konštrukčne realizované vo forme blokovacích zariadení (ZUO, ZUV) so západkami, redukčných mechanizmov (RM) s viacprvkovými vylamovacími pákami, ako aj mechanických zosilňovačov (MU) využívajúcich energiu zdvihnutého zaťaženie alebo stlačená pružina. Obrázky 2 a 3 (príloha B) zobrazujú zjednodušené schémy pohonov olejových ističov rôznych typov. Šípky a čísla nad nimi ukazujú smer a postupnosť interakcie mechanizmov v procese práce.

Hlavnými spínacími zariadeniami v rozvodniach sú olejové a bezolejové spínače, odpojovače, poistky do 1000 V a vyššie, automatické spínače, nožové spínače. V elektrických sieťach s nízkym výkonom s napätím 6-10 kV sú inštalované najjednoduchšie spínacie zariadenia - záťažové spínače.

V rozvádzačoch 6 ... 10 kV, vo výsuvných rozvádzačoch sa často používajú nízkoolejové závesné spínače so zabudovaným pružinovým alebo elektromagnetickým pohonom (VMPP, VMPE): Menovité prúdy týchto spínačov: 630 A, 1000 A, 1600 A, 3200 A.

Vypínací prúd 20 a 31,5 kA. Tento rad prevedení umožňuje použiť ističe VMP ako v elektroinštaláciách stredného výkonu, tak aj na veľkých vstupných vedeniach a na strane sekundárnych obvodov relatívne veľkých transformátorov. Vyhotovenie pre prúd 31,5 kA umožňuje použitie kompaktných ističov VMP vo vysokovýkonných sieťach 6... ,10 kV bez reagovania a tým znížiť kolísanie a odchýlky napätia v týchto sieťach.

Nízkoolejové hrncové spínače VMG-10 s pružinovým a elektromagnetickým pohonom sú vyrábané pre menovité prúdy 630 a 1000 A a skratový vypínací prúd 20 kA. Sú zabudované do stacionárnych komôr série KSO-272 a používajú sa hlavne v elektroinštaláciách stredného výkonu. Nízkoolejové ističe typu VMM-10 nízkeho výkonu sa vyrábajú aj so zabudovanými pružinovými pohonmi pre menovitý prúd 400 A a menovitý vypínací prúd 10 kA.

V širokej škále prevedení a parametrov sa vyrábajú tieto typy elektromagnetických spínačov: VEM-6 so zabudovanými elektromagnetickými pohonmi pre napätie 6 kV, menovité prúdy 2000 a 3200 A, menovitý vypínací prúd 38,5 a 40 kA ;

VEM-10 so zabudovaným elektromagnetickým pohonom, napätie 10 kV, menovité prúdy 1000 a 1250, menovitý vypínací prúd 12,5 a 20 kA;

VE-10 so zabudovanými pružinovými pohonmi, napätie 10 kV, menovité prúdy 1250, 1600, 2500, 3000 A. Menovité vypínacie prúdy 20 a 31,5 kA.

Elektromagnetické ističe svojimi parametrami zodpovedajú nízkoolejovým ističom VMP a majú rovnaký rozsah. Sú vhodné pre časté spínacie operácie. Spínacia schopnosť ističov závisí od typu pohonu, jeho konštrukcie a spoľahlivosti prevádzky. V rozvodniach priemyselných podnikov sa používajú najmä pružinové a elektromagnetické pohony zabudované do ističa. Elektromagnetické pohony sa používajú v kritických inštaláciách:

Pri napájaní elektrických spotrebičov prvej a druhej kategórie s častými prepínačmi;

Zvlášť zodpovedné elektrické inštalácie prvej kategórie bez ohľadu na frekvenciu prevádzky;

V prítomnosti nabíjateľnej batérie.

Pre rozvodne priemyselných podnikov sa používajú kompletné veľkoblokové zariadenia: KRU, KSO, KTP rôznych kapacít, napätí a účelov. Kompletné prístroje so všetkými prístrojmi, meracími prístrojmi a pomocnými prístrojmi sa vyrábajú, montujú a testujú vo výrobe alebo v dielni a zmontované sa dodávajú na miesto inštalácie. To dáva veľký ekonomický efekt, pretože to urýchľuje a znižuje náklady na výstavbu a inštaláciu a umožňuje vám pracovať priemyselnými metódami. Kompletné rozvádzače majú dve zásadne odlišné konštrukcie: výsuvné (séria KRU) a stacionárne (séria KRU)

KSO, KRUN atď.). Zariadenia oboch typov sú rovnako úspešné pri riešení problémov elektroinštalačných a údržbárskych prác.

Rolovacie rozvádzače sú pohodlnejšie, spoľahlivejšie a bezpečnejšie v prevádzke. Dosahuje sa to vďaka ochrane všetkých častí pod prúdom a kontaktných spojov spoľahlivou izoláciou, ako aj schopnosti rýchlej výmeny ističa vysunutím a servisom v dielni. Umiestnenie pohonu spínača je také, že jeho vonkajšiu kontrolu je možné vykonávať pri zapnutom aj vypnutom spínači bez toho, aby sa tento vyvalil.

Závody vyrábajú unifikované série výsuvných rozvádzačov pre vnútornú inštaláciu pre napätie do 10 kV, ktorých hlavné technické parametre sú uvedené v tabuľke 1.

Tabuľka 1.1 - Hlavné parametre rozvádzača pre napätie 3-10 kV pre vnútornú inštaláciu

Séria Menovité napätie, v kV Menovitý prúd, v A Typ olejového ističa Typ pohonu

KRU2-10-20UZ 3,6, 10 630 1000 1600 2000 2500 3200 Nízkoolejový hrniec VMP-Yuld PE-11 PP67 PP70

KR-10-31, 5UZ 6,10 630 1000 1600 3200 Nízkoolejový hrniec

KR-10D10UZ 10 1000 2000 4000 5000 Nízkoolejová nádoba

KE-10-20UZ 10 630 1000 1600 2000 3200 Elektromagnet.

KE-10-31, 5UZ 10 630 1000 Elektromagnet.

1.1 Zariadenie a princíp činnosti spínačov

Ističe typu VMG-10-20 sú trojpólové vysokonapäťové ističe s malým objemom zhášacej kvapaliny oblúka (transformátorový olej). Spínač je určený na spínanie vysokonapäťových striedavých obvodov s napätím 10 kV v normálnom režime prevádzky inštalácie, ako aj na automatické odpájanie týchto obvodov v prípade skratových prúdov a preťažení, ktoré sa vyskytujú pri abnormálnych a núdzových situáciách. prevádzkové režimy zariadení.

Princíp činnosti ističa je založený na zhášaní elektrického oblúka, ktorý vzniká pri otvorení kontaktov, prúdením zmesi plyn-olej, ktorá je výsledkom intenzívneho rozkladu transformátorového oleja pôsobením vysokej teploty oblúka. . Tento tok dostáva určitý smer v špeciálnom zariadení na zhášanie oblúka umiestnenom v zóne horenia oblúka.

Istič je ovládaný pohonmi. Súčasne sa prevádzkové zapínanie vykonáva energiou pohonu a vypínanie - vďaka energii vypínacích pružín samotného ističa.

Konštrukcia spínača je znázornená na obr. 1.1. Tri póly vypínača sú namontované na spoločnom zváranom ráme 3, ktorý je základom vypínača a má otvory na upevnenie vypínača. Na prednej strane rámu je šesť porcelánových izolátorov 2 (dva na tyč), ktoré majú vnútorné elastické mechanické zapínanie. Na každom páre izolátorov je pól spínača 1 zavesený.

Pohon ističa (obr. 9) tvorí hriadeľ 6 s navarenými pákami 5. K vonkajším pákam 5 sú pripevnené vypínacie pružiny 1, k strednej je pripojená nárazníková pružina 2. Izolačné páky sú mechanicky upevnené na opačných koncoch pák, ktoré sú s pomocou trolejových tyčí 9 spojené s prúdom

shchi náušnice 7 a slúžia na prenos pohybu z hriadeľa spínača na kontaktnú tyč.

inštalácia (typ VMP-10) - celkový pohľad

Medzi krajnou a strednou pákou na hriadeli výhybky je privarená dvojica dvojramenných pák 4 s kladkami na koncoch. Tieto páky slúžia na obmedzenie polohy zapnutia a vypnutia ističa. Keď je zapnutý, jeden z valcov sa približuje k skrutke 8, keď je vypnutý, druhý valec pohybuje tyčou 3 na vyrovnávanie oleja; ktorého detailnejšie usporiadanie je znázornené na obr.1. 2.

V závislosti od kinematiky skrine umožňuje istič stredné alebo bočné pripojenie pohonu. Páka 13 (obr. 1.1) slúži na stredné pripojenie pohonu, páka 12 (obr. 1.1) je dodatočne inštalovaná na hriadeli ističa pre bočné pripojenie.

Obrázok 1.2 - Pól spínača

Hlavnou časťou pólu spínača (obr. 1.2) je valec 1. Pre spínače s menovitým prúdom 1000A sú tieto valce vyrobené z mosadze. Valce spínačov pre menovitý prúd 630A sú vyrobené z ocele a majú pozdĺžny nemagnetický šev. Ku každému valcu sú privarené dve konzoly na pripevnenie k podperným izolátorom a puzdro 10 so zátkou 11 na plnenie oleja a indikátorom oleja 15. Puzdro slúži ako prídavný

Skúmanie vplyvu nesínusoidy napájacieho napätia v dôsledku modulácie šírky impulzov na energetické charakteristiky asynchrónnych motorov

• • Technológie a prostriedky poľnohospodárskej mechanizácie
  • Elektrotechnika a elektrické zariadenia v poľnohospodárstve
  • Technológie a prostriedky údržby v poľnohospodárstve

480 rubľov. | 150 UAH | 7,5 $, MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Diplomová práca - 480 rubľov, doprava 10 minút 24 hodín denne, sedem dní v týždni a sviatky

Ryžkov Alexander Viktorovič Analýza a výber racionálnych návrhov valcového lineárneho motora s magnetoelektrickým budením: dizertačná práca... kandidát technických vied: 05.09.01 / Ryžkov Alexander Viktorovič; [Miesto ochrany: Voronež. štát tech. un-t].- Voronež, 2008.- 154 s.: chor. RSL OD, 61 09-5/404

Úvod

Kapitola 1 Analýza teoretických a konštruktívnych smerov vývoja elektrických strojov lineárneho pohybu 12

1.1 Špecifiká konštrukčných realizácií lineárnych elektrických strojov 12

1.2 Rozbor vypracovaného návrhu valcového lineárneho elektromotora 26

1.3 Prehľad postupov pri navrhovaní lineárnych strojov 31

1.4 Modelovanie elektromagnetických procesov na základe metódy konečných prvkov 38

1.5 Účel práce a ciele štúdie 41

Kapitola 2 Elektromagnetický výpočtový algoritmus pre bezkontaktný valcový lineárny jednosmerný motor 43

2.1 Vyjadrenie problému 43

2.2 Analýza valcového lineárneho jednosmerného motora s pozdĺžno - radiálnym dizajnom magnetického systému 45

2.3 Algoritmus pre elektromagnetický výpočet valcového lineárneho jednosmerného motora 48

2.4 Hodnotenie tepelného stavu valcového lineárneho motora 62

Kapitola 3 Simulácia a výber racionálnych súborov výstupných parametrov valcového lineárneho jednosmerného motora 64

3.1 Lineárna syntéza valcový motor jednosmerný prúd na základe kritérií pre maximálnu špecifickú trakciu, energetický výkon 64

3.2 Modelovanie pomocou konečných prvkov valcového lineárneho jednosmerného motora 69

3.2.1 Popis vstupných údajov pre modelovanie 69

3.2.2 Analýza výsledkov simulácie 78

Kapitola 4 Praktická realizácia a výsledky experimentálnych štúdií valcových lineárnych motorov 90

4.1 Modelové vzorky valcových lineárnych jednosmerných motorov 90

4.1.1 Konštrukčné komponenty architektúry lineárneho motora 90

4.1.2 Modelová implementácia valcových lineárnych motorov 95

4.1.3 Konštrukcia valcovej riadiacej jednotky lineárny elektromotor 96

4.2 Výsledky experimentálnych štúdií vyvinutých variantov valcových lineárnych elektromotorov 100

4.2.1 Skúmanie tepelného stavu lineárneho motora 101

4.2.2 Experimentálne štúdie indukcie v medzere prototypov lineárnych motorov 103

4.2.3 Skúmanie elektromagnetickej trakčnej prídržnej sily proti prúdu vo vinutí 107

4.2.3 Štúdia závislosti ťažnej sily vyvíjaných lineárnych elektromotorov od veľkosti posunu pohyblivej časti 110

4.2.3 Mechanické vlastnosti vyvinuté vzorky lineárnych motorov 118

Zistenia 119

Záver 120

Referencie 122

Príloha A 134

Príloha B 144

Príloha B 145

Úvod do práce

Relevantnosť témy.

V súčasnosti sú valcové lineárne motory čoraz bežnejšie ako pohony pre elektrické pohony. špeciálny účel realizované v rámci elektrokomplexov používaných najmä vo vesmíre a medicínskej technike. Súčasne prítomnosť priameho priameho pôsobenia výkonného orgánu vo valcových lineárnych motoroch určuje ich výhodu oproti plochým lineárnym motorom. Je to spôsobené absenciou jednostranných príťažlivých síl, ako aj nižšou zotrvačnosťou pohyblivej časti, ktorá určuje ich vysoké dynamické kvality.

Treba poznamenať, že v oblasti vývoja analytických nástrojov pre konštrukčné varianty lineárnych motorov existujú pozitívne výsledky, ktoré dosiahli domáci (Voldek A.I., Svecharnik D.V., Veselovsky O.N., Konyaev A.Yu., Sarapulov F.N. ), ako aj zahraniční výskumníci (Yamamura, Wang J., Jewell Geraint W., Howe D.). Tieto výsledky však nemožno považovať za základ pre vytvorenie univerzálnych nástrojov, ktoré umožňujú zvoliť optimálne konštrukčné možnosti pre lineárne elektromotory vo vzťahu ku konkrétnej oblasti objektu. To si vyžaduje ďalší výskum v oblasti navrhovania špeciálnych lineárnych motorov valcovej architektúry s cieľom získať racionálne konštrukčné možnosti, ktoré sú objektovo orientované.

Na základe vyššie uvedeného je teda relevantnosť témy výskumu diktovaná potrebou ďalšieho výskumu zameraného na vývoj nástrojov na modelovanie a analýzu valcových lineárnych motorov s magnetoelektrickým budením s cieľom získať racionálne konštrukčné riešenia.

Predmet výskumu dizertačnej práce zodpovedá jednému z hlavných vedeckých smerov VPO „Voronežská štátna technická univerzita“ Výpočtové systémy a softvérové ​​a hardvérové ​​elektrické komplexy (Vývoj a výskum inteligentných a informačných technológií pre projektovanie a riadenie zložitých priemyselných komplexov a systémov. GB NIR č. 2007.18).

Účel a ciele štúdie. Cieľom práce je vytvorenie súboru nástrojov na analýzu konštrukcií valcových lineárnych jednosmerných motorov s magnetoelektrickým budením, umožňujúcich výber ich racionálnych možností, zameraných na použitie v rámci jednoúčelových elektrických pohonov, realizujúcich hraničné hodnoty. špecifických energetických ukazovateľov a úroveň dynamických vlastností.

V súlade s týmto cieľom boli v práci stanovené a riešené nasledovné úlohy:

analýza racionálnych návrhov valcových lineárnych jednosmerných motorov, ktoré poskytujú v rámci špeciálnych elektrických pohonov hraničné hodnoty špecifických energetických ukazovateľov;

vykonávanie teoretických štúdií procesov vyskytujúcich sa v lineárnych bezkontaktných jednosmerných motoroch ako základ pre zostavenie algoritmu na elektromagnetický výpočet valcového lineárneho elektromotora;

vývoj elektromagnetického výpočtového algoritmu, berúc do úvahy vlastnosti spôsobené architektúrou magnetických systémov valcového lineárneho motora;

vývoj štruktúr modelov konečných prvkov na analýzu elektromagnetických procesov vo vzťahu k podmienkam valcového lineárneho motora;

Vykonávanie experimentálnych štúdií prototypov, pod
potvrdenie adekvátnosti analytických modelov a vyvinutého algoritmu
Valcové lineárne motory MA Design.

Výskumné metódy. IN V práci boli použité metódy teórie poľa, teórie elektrických obvodov, teórie konštrukcie elektrických strojov, výpočtovej matematiky, fyzikálneho experimentu.

Vedecká novinka. V práci boli získané tieto výsledky, ktoré sa vyznačujú vedeckou novinkou:

návrh magnetického obvodu valcového lineárneho jednosmerného motora s axiálne magnetizovaným permanentné magnety ako súčasť magnetického systému s radiálnym smerom magnetizácie, vyznačujúci sa novou architektúrou konštrukcie pohyblivej časti lineárneho elektromotora;

bol vyvinutý algoritmus na výpočet valcového lineárneho jednosmerného motora s axiálne magnetizovanými permanentnými magnetmi ako súčasť magnetického systému s radiálnym smerom magnetizácie, ktorý sa líši zohľadnením vlastností v dôsledku architektúry konštrukcie pohyblivej časti valcového lineárny elektrický motor;

boli vyvinuté štruktúry modelov konečných prvkov, ktoré sa vyznačujú špeciálnym súborom okrajových podmienok v okrajových zónach;

boli vypracované odporúčania pre výber racionálnych konštrukčných riešení zameraných na zlepšenie špecifických energetických a dynamických vlastností valcových lineárnych jednosmerných motorov na základe kvantitatívnych údajov z numerických výpočtov, ako aj výsledkov experimentálnych štúdií prototypov.

Praktický význam diela. Praktická hodnota dizertačnej práce je:

Algoritmus na navrhovanie valcových lineárnych motorov
slaby prud;

modely konečných prvkov v dvojrozmernej analýze valcových lineárnych motorov, ktoré umožňujú porovnávať špecifické vlastnosti motorov rôznych konštrukcií magnetických systémov;

Navrhnuté modely a algoritmus je možné použiť ako matematický základ pre tvorbu špeciálne prostriedky aplikované softvér počítačom podporované konštrukčné systémy pre bezkontaktné jednosmerné motory.

Implementácia výsledkov práce. Získané teoretické a experimentálne výsledky dizertačnej práce boli využité v podniku „Výskumný ústav mechanotroniky – Alfa“ pri realizácii výskumnej práce „Výskum spôsobov vytvorenia moderných vysokozdrojových mechatronických akčných pohonov rôznych druhov pohybu vo variantoch s digitálnym informačný kanál a bezsenzorové riadenie pri identifikácii fázových súradníc integrovaných do zariadení systémov na podporu života vo vesmíre (SC), R&D „Výskum spôsobov vytvárania „inteligentných“ lineárnych pohybových elektrických pohonov so stavovým vektorovým riadením pre systémy automatizácie kozmických lodí“, R&D „Research“ a vývoj inteligentných mechatronických lineárnych pohonných zariadení s presným pohybom s netradičným modulárnym usporiadaním pre priemyselné, medicínske a špeciálne zariadenia novej generácie“, ako aj zavedené do vzdelávacieho procesu Katedry elektromechanických systémov a napájania Štátnej pedagogickej Inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania „Voronežská štátna technická univerzita“ v prednáškový kurz"Špeciálne elektrické stroje".

Schválenie práce. Hlavné ustanovenia dizertačnej práce odzneli na regionálnej vedecko-technickej konferencii „Nové technológie vo vedeckom výskume, projektovaní, riadení, výrobe“

(Voronež 2006, 2007), na medziuniverzitnom študentskom vedecko-technickom

konferencia "Aplikované problémy elektromechaniky, energetiky, elektroniky" (Voronež, 2007), na celoruskej konferencii "Nové technológie vo výskume, dizajne, manažmente, výrobe" (Voronež, 2008), na medzinárodnej školskej konferencii " High TechÚspora energie“ (Voronež, 2008), na I. medzinárodnej vedeckej a praktickej konferencii „Mládež a veda: realita a budúcnosť“ (Nevinnomyssk, 2008), vo Vedecko-technickej rade „Výskumného a konštrukčného inštitútu mechanotroniky-Alfa“ (Voronež, 2008), na vedecko-technických konferenciách fakulty a postgraduálnych študentov Katedry automatizácie a informatiky v technických systémoch VSTU (Voronež, 2006-2008). Okrem toho boli výsledky dizertačnej práce publikované v zborníkoch vedeckých prác „Elektrotechnické komplexy a riadiace systémy“, „Aplikované problémy elektromechaniky, energetiky, elektroniky“ (Voronež, 2005-2007), v časopise „Elektrotechnické komplexy a riadenie“. systémov" (Voronež, Rusko). Voronež 2007-2008, v Bulletine Voronežskej štátnej technickej univerzity (2008).

Publikácie. 11 publikácií k téme dizertačnej práce vedeckých prác, vrátane 1 - v publikáciách odporúčaných Vyššou atestačnou komisiou Ruskej federácie.

Štruktúra a rozsah prác. Dizertačná práca pozostáva z úvodu, štyroch kapitol, záveru, zoznamu literatúry 121 titulov, materiál je prezentovaný na 145 stranách a obsahuje 53 obrázkov, 6 tabuliek a 3 prílohy.

V prvej kapitole preskúmané a analyzované stav techniky v oblasti vývoja lineárnych elektromotorov priameho pôsobenia. Klasifikácia priamočinných lineárnych elektromotorov sa vykonáva podľa princípu činnosti, ako aj podľa hlavných návrhov. Zvažuje sa problematika teórie vývoja a konštrukcie lineárnych motorov s prihliadnutím na vlastnosti lineárneho stroja. Využitie metódy konečných prvkov ako moderného nástroja na navrhovanie zložitých elektrotechniky

mechanické systémy. Stanovuje sa účel práce a formulujú sa výskumné úlohy.

V druhej kapitole uvažuje sa o problematike tvorby metodiky navrhovania bezkontaktných valcových lineárnych jednosmerných motorov, uvádza sa elektromagnetický výpočet rôznych konštrukčných implementácií magnetických systémov lineárneho motora, ktorý obsahuje Ďalšie kroky: výber základných rozmerov, výpočet výkonu; výpočet konštanty stroja; stanovenie tepelných a elektromagnetických zaťažení; výpočet údajov o navíjaní; výpočet elektromagnetickej ťažnej sily; výpočet magnetického systému, výber veľkostí permanentných magnetov. Vykonal sa odhadovaný výpočet procesu prenosu tepla lineárneho elektromotora.

V tretej kapitole sú uvedené výrazy univerzálneho optimalizačného kritéria, ktoré umožňuje vykonať komparatívna analýza Jednosmerné a striedavé motory s nízkym výkonom, berúc do úvahy požiadavky na energiu a rýchlosť. Formujú sa ustanovenia metodiky modelovania valcového lineárneho jednosmerného motora metódou konečných prvkov, určujú sa hlavné predpoklady, na ktorých je vybudovaný matematický aparát na analýzu modelov týchto typov motorov. Získajú sa dvojrozmerné modely konečných prvkov pre valcový lineárny motor pre rôzne konštrukcie pohyblivej časti: s pseudoradiálnou magnetizáciou segmentových magnetov na tyči a s axiálne magnetizovanými magnetmi-podložkami.

Vo štvrtej kapitole je prezentovaný praktický vývoj vzoriek valcových lineárnych synchrónnych motorov, je znázornená obvodová implementácia riadiacej jednotky pre valcový lineárny motor. Zdôraznené sú princípy ovládania špecifikovaného elektromotora. Výsledky experimentálnych štúdií valcového lineárneho synchrónneho motora s inou konštrukciou magnetického systému pohyblivej časti, vrátane: štúdie tepelných režimov elektromotora,

závislosť ťažnej sily elektromotora od prúdov a výtlaku. Uskutočnilo sa porovnanie výsledkov modelovania metódou konečných prvkov s fyzikálnym experimentom, vykonalo sa posúdenie získaných parametrov lineárneho motora s modernou technickou úrovňou.

Na záver sú uvedené hlavné výsledky uskutočnených teoretických a experimentálnych štúdií.

Analýza vyvinutej konštrukcie valcového lineárneho elektromotora

Lineárny elektrický pohon so stavovým vektorovým riadením kladie na konštrukciu a prevádzku CLSD množstvo špecifických požiadaviek. Tok energie zo siete cez riadiace zariadenie vstupuje do vinutia kotvy, čo zabezpečuje správnu postupnosť interakcie medzi elektromagnetickým poľom vinutia a poľom permanentných magnetov pohyblivej tyče v súlade s adekvátnymi zákonmi spínania. Ak je na tyči umiestnený permanentný magnet s vysokou koercitivitou, potom reakcia kotvy prakticky neskresľuje hlavný magnetický tok. Kvalitu elektromechanickej premeny energie určuje nielen racionálne zvolený magnetický systém, ale aj pomer energetických parametrov značky magnetu a lineárneho zaťaženia vinutia kotvy statora. Výpočet elektromagnetického poľa MKP a hľadanie racionálneho návrhu elektrického stroja metódou numerického experimentu, riadeného pomocou získaného optimalizačného kritéria, to umožňuje s minimálnymi nákladmi.

S prihliadnutím na moderné požiadavky na zdroj, rozsah regulácie a polohovanie je usporiadanie CLSD postavené podľa klasického princípu dynamickej interakcie magnetického toku budenia pohyblivej tyče s magnetickým tokom vinutia kotvy bezštrbinového vinutia. stator.

Predbežná technická analýza vyvinutého dizajnu umožnila zistiť nasledovné:

Otázka energie motora závisí od počtu fáz a spínacieho obvodu vinutia kotvy, pričom významnú úlohu zohráva tvar výsledného magnetického poľa vo vzduchovej medzere a tvar napätia privádzaného do fáz vinutia;

Na pohyblivej tyči sú permanentné magnety vzácnych zemín s pseudoradiálnou magnetizačnou štruktúrou, z ktorých každý pozostáva zo šiestich segmentov, spojených do dutej valcovej štruktúry;

Vo vyvinutom dizajne je možné zabezpečiť technologickú jednotu pracovného mechanizmu a tyče CLSD;

Ložiskové podpery s optimalizovaným zaťažením poskytujú potrebnú kvalitatívnu rezervu z hľadiska úrovne garantovanej doby prevádzky a rozsahu regulácie rýchlosti pohybu tyče;

Možnosť presnej montáže s minimálnymi toleranciami a zabezpečenie potrebnej selektivity dosadajúcich plôch dielov a zostáv umožňuje zvýšiť životnosť;

Schopnosť kombinovať translačné a rotačné typy pohybu v jednej geometrii motora vám umožňuje rozšíriť jeho funkčnosť a rozšíriť rozsah.

Kotva TsLSD je valec vyrobený z mäkkej magnetickej ocele, to znamená, že má bezštrbinový dizajn. Magnetický obvod strmeňa kotvy je vyrobený zo šiestich modulov - puzdier, prekrývajúcich sa a vyrobených z ocele 10 GOST 1050-74. Puzdrá majú otvory pre výstupné konce cievok dvojfázového vinutia kotvy. Puzdrá, zostavené v balíku, v podstate tvoria strmeň na vedenie hlavného magnetického toku a získanie požadovanej hodnoty magnetickej indukcie v celkovej nemagnetickej pracovnej medzere. Bezštrbinová konštrukcia kotvy je najsľubnejšia z hľadiska zabezpečenia rovnomernosti vysokej rýchlosti v oblasti minimálnych hodnôt rozsahu lineárneho riadenia rýchlosti, ako aj presnosti polohovania pohyblivej tyče (nedochádza k žiadnym pulzáciám elektromagnetická ťažná sila zubového poriadku v nemagnetickej medzere). Cievky vinutia kotvy sú bubnového tvaru, závity vinutia sú vyrobené z drôtu so samospekanou izoláciou PFTLD alebo so smaltovanou izoláciou PETV GOST 7262-54, impregnované termosetovou hmotou na báze epoxidovej živice, navinuté na hliníkovom ráme s tuhého tvaru a je určený pre teploty do 200 C. Po vylisovaní a polymerizácii impregnačnej hmoty je cievka tuhá monolitická jednotka. Ložiskové štíty sú zostavené spolu s modulmi kotviaceho strmeňa. Puzdrá ložiskového štítu sú vyrobené z hliníkovej zliatiny. Bronzové puzdrá sú inštalované v krytoch ložiskových štítov.

Podľa výsledkov patentovej rešerše boli identifikované dve konštrukčné implementácie magnetických systémov, ktoré sa líšia najmä magnetickým systémom pohyblivej časti valcového lineárneho motora.

Pohyblivá tyč v základnej konštrukcii elektromotora obsahuje permanentné magnety vzácnych zemín N35, medzi ktorými sú inštalované neferomagnetické oddeľovacie podložky, má 9 pólov (z ktorých nie viac ako 4 sú pokryté v aktívnej dĺžke stroja). Konštrukcia stroja zabezpečuje vyváženie magnetického poľa z permanentných magnetov za účelom zníženia primárneho pozdĺžneho okrajového efektu. Magnety s vysokou koercitivitou poskytujú požadovanú úroveň indukcie vo vzduchovej medzere. Permanentné magnety sú chránené neferomagnetickou manžetou, ktorá zabezpečuje funkcie vedenia a má požadované vlastnosti klznej plochy. Materiál vodiaceho puzdra musí byť neferomagnetický, to znamená, že puzdro nesmie tieniť magnetické pole modulov vinutia a magnetu, ktorých tok musí byť maximálny. Zároveň musí mať návlek špecifikovaný mechanické vlastnosti, ktorá zaručuje vysokú životnosť a nízku úroveň mechanických strát trením v lineárnych ložiskách. Ako materiál objímky sa navrhuje použiť oceľ odolnú voči korózii a teplu.

Treba poznamenať, že zvýšenie špecifického energetického výkonu sa zvyčajne dosahuje použitím permanentných magnetov s vysokou magnetickou energiou, najmä zo zliatin s kovmi vzácnych zemín. V súčasnosti sa v drvivej väčšine najlepších produktov používajú neodymové - železo - bórové (Nd-Fe-B) magnety s prísadami z materiálov ako dysprózium, kobalt, niób, vanád, gálium; atď. Pridanie týchto materiálov vedie k zlepšeniu stability magnetu z teplotného hľadiska. Takto upravené magnety je možné použiť až do +240C.

Keďže puzdrá permanentných magnetov musia byť magnetizované radiálne, pri ich výrobe vznikol technologický problém z dôvodu potreby zabezpečiť potrebný tok pre magnetizáciu a malých geometrických rozmerov. Niekoľko vývojárov permanentných magnetov poznamenalo, že ich podniky nevyrábajú radiálne magnetizované permanentné magnety z materiálov vzácnych zemín. V dôsledku toho bolo rozhodnuté vyvinúť puzdro s permanentným magnetom vo forme magnetu - zostavy šiestich krivočiarych hranolov - segmentov.

Vývojom a následným porovnaním energetickej náročnosti magnetických systémov zhodnotíme energetické možnosti a zvážime aj súlad výkonu elektromotora so súčasnou technickou úrovňou.

Schéma valcového lineárneho synchrónneho motora s pozdĺžne radiálnym magnetickým systémom je na obrázku 1.8.

V dôsledku porovnania a analýzy úrovne energetických ukazovateľov dvoch, vyvinutých v priebehu výskumu, konštruktívnych implementácií magnetických systémov získaných ako výsledok fyzikálneho experimentu, primeranosti analytických, numerických metód na výpočet a navrhovanie typu uvažovaného lineárneho elektromotora budú potvrdené v nasledujúcich častiach.

Algoritmus pre elektromagnetický výpočet valcového lineárneho jednosmerného motora

Nasledujúce údaje sú základom pre výpočet CLSD:

Rozmery;

Dĺžka zdvihu pohyblivej časti (tyče)

Synchrónna rýchlosť tyče Vs, m/s;

Kritická (maximálna) hodnota elektromagnetickej ťažnej sily FT N;

Napájacie napätie /, V;

Režim prevádzky motora (nepretržitý, PV);

Rozsah teplôt životné prostredie AT,S;

Verzia motora (chránená, uzavretá).

V indukčných elektrických strojoch sa energia elektromagnetického poľa sústreďuje do pracovnej medzery a zóny zuba (v CLDPT s hladkou armatúrou nie je zóna zuba), takže voľba objemu pracovnej medzery pri syntéze elektrický stroj má prvoradý význam.

Mernú hustotu energie v pracovnej medzere možno definovať ako pomer činného výkonu stroja Рg k objemu pracovnej medzery. Klasické metódy výpočtu elektrických strojov sú založené na voľbe strojovej konštanty SA (Arnoldova konštanta), ktorá spája hlavné konštrukčné rozmery s prípustným elektromagnetickým zaťažením (zodpovedajú maximálnemu tepelnému zaťaženiu)

Pre zaistenie posuvu tyče je na permanentné magnety nasadená objímka s hrúbkou Ar. Hodnota Ag závisí od technologických faktorov a je zvolená ako minimálna.

Lineárna synchrónna rýchlosť tyče CLDPT a ekvivalentná synchrónna rýchlosť sú vo vzťahu

Pre zabezpečenie požadovanej hodnoty ťažnej sily s minimálnou hodnotou časovej konštanty a absenciou fixačnej sily (zníženie na prijateľnú hodnotu) bola uprednostnená bezzubá konštrukcia s budením z permanentných magnetov na báze vysokoenergetických tvrdé magnetické materiály (neodym - železo - bór). V tomto prípade má motor dostatočnú pracovnú medzeru na umiestnenie vinutia.

Hlavnou úlohou výpočtu magnetického systému je určiť konštrukčné parametre, ktoré sú optimálne z hľadiska energetických parametrov, ťažnej sily a ďalších ukazovateľov, ktoré poskytujú danú hodnotu magnetického toku v pracovnej medzere. V počiatočnej fáze návrhu je najdôležitejšie nájsť racionálny vzťah medzi hrúbkami zadnej strany magnetu a cievky.

Výpočet magnetického systému s permanentnými magnetmi je spojený so stanovením demagnetizačnej krivky a magnetických vodivosti jednotlivých rezov. Permanentné magnety sú nehomogénne, obrazec poľa v medzere je zložitý v dôsledku pozdĺžneho okrajového efektu a rozptylových tokov. Povrch magnetu nie je ekvipotenciálny, jednotlivé úseky v závislosti od polohy voči neutrálnej zóne majú nerovnaké magnetické potenciály. Táto okolnosť sťažuje výpočet únikovej magnetickej vodivosti a únikového toku magnetu.

Pre zjednodušenie výpočtu akceptujeme predpoklad jedinečnosti demagnetizačnej krivky a skutočný únikový tok, ktorý závisí od rozloženia MMF po výške magnetu, nahradíme vypočítaným, ktorý prechádza po celej výške. magnetu a úplne opustí povrch pólu.

Na výpočet magnetických obvodov s permanentnými magnetmi existuje množstvo graficko-analytických metód, z ktorých najväčšie uplatnenie v strojárskej praxi našla metóda demagnetizačného faktora používaná na výpočet priamych magnetov bez výstuže; pomerová metóda používaná na výpočet magnetov s kotvou, ako aj metóda elektrickej analógie používaná na výpočet rozvetvených magnetických obvodov s permanentnými magnetmi.

Presnosť ďalších výpočtov do značnej miery závisí od chýb spojených s určovaním stavu magnetov s užitočnou mernou energiou s nimi vyvinutou z.opt v nemagnetickej pracovnej medzere 8v. Ten musí zodpovedať maximálnemu súčinu indukcie výsledného poľa v pracovnej medzere a špecifickej energie magnetu.

Distribúciu indukcie v pracovnej medzere CLSD možno najpresnejšie určiť v priebehu analýzy konečných prvkov konkrétneho výpočtového modelu. V počiatočnej fáze výpočtu, keď ide o výber určitého súboru geometrických rozmerov, údajov vinutia a fyzikálnych vlastností materiálov, je vhodné nastaviť priemernú efektívnu hodnotu indukcie v pracovnej medzere Bscp. Adekvátnosť úlohy B3av v rámci odporúčaného intervalu skutočne určí zložitosť overovacieho elektromagnetického výpočtu stroja metódou konečných prvkov.

Použité tvrdé magnetické magnety vzácnych zemín na báze kovov vzácnych zemín majú takmer reléovú demagnetizačnú krivku, preto sa v širokom rozsahu zmien intenzity magnetického poľa hodnota zodpovedajúcej indukcie mení relatívne málo.

Na vyriešenie problému určenia výšky segmentu magnetu späť hM v prvej fáze syntézy CLSD sa navrhuje nasledujúci prístup.

Popis vstupných údajov pre modelovanie

V srdci elektromagnetického výpočtu numerická metóda spočíva model, ktorý zahŕňa geometriu stroja, magnetické a elektrické vlastnosti jeho aktívnych materiálov, parametre režimu a prevádzkové zaťaženia. Počas výpočtu sa určujú indukcie a prúdy v sekciách modelu. Potom sa určujú sily a momenty, ako aj energetické ukazovatele.

Zostavenie modelu zahŕňa definíciu systému základných predpokladov, ktoré zakladajú idealizáciu vlastností fyzikálnych a geometrických charakteristík konštrukcie a zaťaženia, na základe ktorých je model zostavený. Konštrukcia stroja z reálnych materiálov má množstvo znakov, medzi ktoré patrí tvarová nedokonalosť, disperzia a nehomogenita materiálových vlastností (odchýlka ich magnetických a elektrických vlastností od stanovených hodnôt) atď.

Typickým príkladom idealizácie skutočného materiálu je priraďovanie vlastností homogenity k nemu. V mnohých konštrukciách lineárnych motorov je takáto idealizácia nemožná, pretože vedie to k nesprávnym výsledkom výpočtu. Príkladom je valcový lineárny synchrónny motor s neferomagnetickou vodivou vrstvou (objímkou), v ktorom sa pri prechode rozhraním medzi materiálmi prudko menia elektrické a magnetické vlastnosti.

Na výstupnú charakteristiku motora majú okrem sýtosti veľký vplyv aj povrchové a pozdĺžne okrajové efekty. V tomto prípade je jednou z hlavných úloh nastavenie počiatočných podmienok na hraniciach aktívnych oblastí stroja.

Model teda môže byť vybavený len časťou vlastností reálnej konštrukcie, takže jeho matematický popis je zjednodušený. Zložitosť výpočtu a presnosť jeho výsledkov závisí od toho, ako dobre je zvolený model.

Matematický aparát na analýzu modelov valcových lineárnych synchrónnych motorov je založený na rovniciach elektromagnetického poľa a je postavený na týchto základných predpokladoch:

1. Elektromagnetické pole je kvázistacionárne, pretože posuvné prúdy a oneskorenie šírenia elektromagnetickej vlny v oblasti poľa sú zanedbateľné.

2. V porovnaní s vodivými prúdmi vo vodičoch sú vodivé prúdy v dielektrikách a konvekčné prúdy, ktoré vznikajú, keď sa náboje pohybujú spolu s médiom, zanedbateľné, a preto ich možno zanedbať. Pretože sa neberú do úvahy vodivé prúdy, posuvné prúdy a konvekčné prúdy v dielektriku vypĺňajúcom medzeru medzi statorom a rotorom, nezohľadňuje sa rýchlosť pohybu dielektrika (plynu alebo kvapaliny) v medzere. vplyv na elektromagnetické pole.

3. Veľkosť EMF elektromagnetickej indukcie je oveľa väčšia ako EMF Hallova, Thompsonovho, kontaktného atď., a preto môže byť tento druhý zanedbaný.

4. Pri posudzovaní poľa v neferomagnetickom prostredí sa predpokladá, že relatívna magnetická permeabilita tohto prostredia je jednotná.

Ďalšou fázou výpočtu je matematický popis správania sa modelu, prípadne konštrukcia matematického modelu.

Elektromagnetický výpočet MKP pozostával z nasledujúcich krokov:

1. Výber typu analýzy a vytvorenie geometrie modelu pre MKP.

2. Výber typov prvkov, zadávanie vlastností materiálov, priraďovanie vlastností materiálu a prvkov ku geometrickým oblastiam.

3. Rozdelenie oblastí modelu do siete konečných prvkov.

4. Aplikácia na model okrajových podmienok a zaťažení.

5. Výber typu elektromagnetickej analýzy, nastavenie možností riešiteľa a numerické riešenie sústavy rovníc.

6. Použitie postprocesorových makier na výpočet požadovaných integrálnych hodnôt a analýzu výsledkov.

Fázy 1-4 sa týkajú predprocesorovej fázy výpočtu, fáza 5 - fáza procesora, fáza 6 - fáza postprocesora.

Vytvorenie modelu konečných prvkov je náročným krokom pri výpočte MKP, pretože spojené s reprodukciou čo najpresnejšej geometrie objektu a popisom fyzikálnych vlastností jeho oblastí. Určité ťažkosti prináša aj opodstatnená aplikácia zaťažení a okrajových podmienok.

Numerické riešenie sústavy rovníc sa vykonáva automaticky a pri zachovaní všetkých ostatných okolností je určené hardvérovými prostriedkami použitej výpočtovej techniky. Analýzu výsledkov do istej miery uľahčujú vizualizačné nástroje dostupné ako súčasť použitého softvéru (PS), ide však o jednu z najmenej formalizovaných etáp, ktorá má najväčšiu pracnosť.

Boli stanovené nasledovné parametre: komplexný vektorový potenciál magnetického poľa A, skalárny potenciál Ф, veľkosť indukcie magnetického poľa B a sila H. Na zistenie efektu vírenia sa použila analýza časovo premenných polí. prúdy v systéme.

Riešenie (7) pre prípad striedavého prúdu má podobu komplexného potenciálu (charakterizovaného amplitúdou a fázovým uhlom) pre každý uzol modelu. Magnetická permeabilita a elektrická vodivosť plošného materiálu môže byť špecifikovaná ako konštanta alebo ako funkcia teploty. Použité PS umožňujú použiť príslušné makrá vo fáze postprocesora na výpočet série najdôležitejšie parametre: energia elektromagnetického poľa, elektromagnetické sily, hustota vírivých prúdov, straty elektrickej energie atď.

Je potrebné zdôrazniť, že pri modelovaní metódou konečných prvkov je hlavnou úlohou určiť štruktúru modelov: výber konečných prvkov s konkrétnymi základnými funkciami a stupňami voľnosti, popis fyzikálnych vlastností materiálov v rôznych oblastiach, popis fyzikálnych vlastností materiálov v rôznych oblastiach. priradenie aplikovaných zaťažení, ako aj počiatočné podmienky na hraniciach.

Ako vyplýva zo základnej koncepcie MKP, všetky časti modelu sú rozdelené do množín konečných prvkov, ktoré sú navzájom spojené vo vrcholoch (uzloch). Používajú sa konečné prvky pomerne jednoduchej formy, v ktorých sa parametre poľa určujú pomocou po častiach polynomických aproximačných funkcií.

Hranice konečných prvkov v dvojrozmernej analýze môžu byť po častiach lineárne (prvky prvého rádu) alebo parabolické (prvky druhého rádu). Po častiach lineárne prvky majú rovné strany a uzly iba v rohoch. Parabolické prvky môžu mať medziľahlý uzol pozdĺž každej zo strán. Vďaka tomu môžu byť strany prvku krivočiare (parabolické). Pri rovnakom počte prvkov poskytujú parabolické prvky väčšiu presnosť výpočtov, pretože presnejšie reprodukujú krivočiaru geometriu modelu a majú presnejšie tvarové funkcie (aproximačné funkcie). Výpočet s použitím konečných prvkov vysokých rádov si však vyžaduje veľké hardvérové ​​zdroje a viac počítačového času.

Existuje veľké množstvo používaných typov konečných prvkov, medzi ktorými sú prvky, ktoré si navzájom konkurujú, pričom o rôzne modely neexistuje matematicky opodstatnené rozhodnutie, ako efektívnejšie rozdeliť oblasť.

Keďže na zostavovanie a riešenie uvažovaných diskrétnych modelov sa kvôli veľkému množstvu spracovávaných informácií používa počítač, dôležitá je podmienka vhodnosti a jednoduchosti výpočtov, ktorá určuje výber prípustných po častiach polynomických funkcií. V tomto prípade je prvoradá otázka presnosti, s akou sa dokážu priblížiť požadovanému riešeniu.

V uvažovaných problémoch sú neznáme hodnoty vektorového magnetického potenciálu A v uzloch (vrcholoch) konečných prvkov zodpovedajúcich oblastí konkrétnej konštrukcie stroja, zatiaľ čo teoretické a numerické riešenia sa zhodujú v centrálnej časti. konečného prvku, takže maximálna presnosť výpočtu magnetických potenciálov a prúdových hustôt bude v strede prvku.

Štruktúra riadiacej jednotky valcového lineárneho motora

Riadiaca jednotka implementuje softvérové ​​riadiace algoritmy pre lineárny elektrický pohon. Funkčne je riadiaca jednotka rozdelená na dve časti: informačnú a výkonovú. Informačná časť obsahuje mikrokontrolér so vstupno/výstupnými obvodmi pre diskrétne a analógové signály, ako aj obvod výmeny dát s počítačom. Výkonová časť obsahuje obvod na konverziu PWM signálov na fázové napätia vinutia.

Schéma elektrického obvodu riadiacej jednotky lineárneho motora je uvedená v prílohe B.

Na napájanie informačnej časti riadiacej jednotky sa používajú tieto prvky:

Vytvorenie napájacieho zdroja so stabilizovaným napätím +15 V (napájanie pre mikroobvody DD5, DD6): filtračné kondenzátory СІ, С2, stabilizátor + 15 V, ochranná dióda VD1;

Vytvorenie napájacieho zdroja so stabilizovaným napätím +5 V (napájanie pre mikroobvody DD1, DD2, DD3, DD4): rezistor R1 na zníženie tepelného zaťaženia stabilizátora, filtračné kondenzátory C3, C5, C6, nastaviteľný delič napätia na rezistoroch R2, R3, vyhladzovací kondenzátor C4, nastaviteľný stabilizátor +5 V.

Konektor XP1 slúži na pripojenie snímača polohy. Mikrokontrolér sa programuje cez konektor XP2. Rezistor R29 a tranzistor VT9 automaticky generujú logický signál "1" v resetovacom obvode v režime riadenia a nezúčastňujú sa činnosti riadiacej jednotky v režime programovania.

HRZ konektor, čip DD1, kondenzátory C39, C40, C41, C42 prenášajú dáta medzi osobným počítačom a riadiacou jednotkou v oboch smeroch.

Na vytvorenie napäťovej spätnej väzby pre každý mostíkový obvod sa používajú tieto prvky: rozdeľovače napätia R19-R20, R45-R46, zosilňovač DD3, filtračné RC obvody R27, R28, C23, C24.

Logické obvody realizované pomocou čipu DD4 umožňujú realizovať bipolárne symetrické spínanie jednej fázy motora pomocou jedného PWM signálu privádzaného priamo z pinu mikrokontroléra.

Na implementáciu potrebných riadiacich zákonov pre dvojfázový lineárny elektromotor sa používa samostatné generovanie prúdov v každom statorovom vinutí (pevná časť) pomocou dvoch mostíkových obvodov, ktoré poskytujú výstupný prúd až 20 A v každej fáze pri napájacom napätí. 20 V až 45 V. Používajú sa výkonové spínače MOSFET VT1-VT8 IRF540N od International Rectifier (USA), ktoré majú pomerne nízky odpor zdroja odberu RCH = 44 mOhm, prijateľnú cenu a prítomnosť domáceho analógu 2P769 od VZPP ( Rusko), vyrobené s akceptáciou OTK a VP.

Špecifické požiadavky na parametre riadiaceho signálu MOSFET: je potrebné relatívne veľké napätie hradla plné začlenenie MOSFET, pre zabezpečenie rýchleho spínania je potrebná veľmi krátka zmena napätia hradla (zlomky mikrosekúnd), výrazné dobíjacie prúdy vstupných kapacít MOSFETu, možnosť ich poškodenia pri znížení riadiaceho napätia v „zapnutý“ režim spravidla diktuje potrebu použitia ďalších kondicionačných prvkov pre vstupné riadiace signály.

Na rýchle dobitie vstupných kapacít MOSFETov by mal byť pulzný riadiaci prúd približne 1A pre malé zariadenia a až 7A pre vysokovýkonné tranzistory. Koordinácia nízkoprúdových výstupov univerzálnych mikroobvodov (ovládače, logika TTL alebo CMOS atď.) s vysokokapacitnou bránou sa vykonáva pomocou špeciálnych impulzných zosilňovačov (ovládačov).

Preskúmanie ovládačov umožnilo identifikovať dva ovládače Si9978DW od Vishay Siliconix (USA) a IR2130 od International Rectifier (USA), ktoré sú najvhodnejšie na riadenie MOS tranzistorového mostíka.

Tieto meniče majú zabudovanú podpäťovú ochranu pre tranzistory, pričom zabezpečujú požadované napájacie napätie na bránach MOSFETov, sú kompatibilné s 5V CMOS a TTL logikou, poskytujú veľmi rýchle spínacie rýchlosti, slaby prud rozptylu a môže pracovať v režime bootstrap (pri frekvenciách od desiatok Hz do stoviek kHz), t.j. nevyžadujú dodatočné vážené napájacie zdroje, čo vám umožňuje získať obvod s minimálnym počtom prvkov.

Okrem toho majú tieto ovládače zabudovaný komparátor na implementáciu nadprúdového ochranného obvodu a vstavaného obvodu potlačenia priechodného prúdu v externých MOSFET.

Ako ovládače riadiacej jednotky boli použité mikroobvody IR2130 od spoločnosti International Rectifier DD5, DD6, pretože za rovnakých okolností sú technické podmienky na ruskom trhu elektronických komponentov rozšírenejšie a existuje možnosť ich maloobchodného nákupu.

Prúdový snímač mostíkového obvodu je realizovaný pomocou rezistorov R11, R12, R37, R38, zvolených tak, aby realizovali obmedzenie prúdu na úrovni 10 A.

Pomocou prúdového zosilňovača zabudovaného do budiča, rezistorov R7, R8, SW, R34, filtračných RC obvodov R6, C18-C20, R30, C25-C27, Spätná väzba na fázových prúdoch elektromotora. Rozloženie prototypového panelu priamočinnej riadiacej jednotky lineárneho elektrického pohonu je znázornené na obrázku 4.8.

Pre implementáciu riadiacich algoritmov a rýchle spracovanie prichádzajúcich informácií bol ako mikrokontrolér DD2 použitý digitálny mikrokontrolér AVR ATmega 32 z rodiny Mega od firmy At-mel. Mikrokontroléry z rodiny Mega sú 8-bitové mikrokontroléry. Sú vyrábané pomocou technológie CMOS s nízkou spotrebou, ktorá v kombinácii s pokročilou architektúrou RISC dosahuje najlepší pomer výkon/výkon.