Основы построения и развитие теории импульсных линейных электромагнитных двигателей с повышенными энергетическими показателями

• Автор: Нейман, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 387 с. : ил.

• ВВЕДЕНИЕ
1. ВОПРОСЫ ПЕРСПЕКТИВ И ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИЛОВЫХ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МАШИН
1.1. Состояния вопроса практического применения импульсных линейных электромагнитных
двигателей
1.2. Современная тенденция и перспективы развития электромагнитных машин на примере ручных ударных машин с электромеханическим преобразованием энергии
1.2.1. Современный уровень и тенденции развития ударных машин с электромеханическим преобразованием вращательного

^ движения ротора

1.2.2. Современная ситуация в развитии ударных машин прямого действия с ЭМД

1.2.3. Сравнение результатов исследований

1.3. Основные показатели линейных электромагнитных машин

1.4. Взаимное влияние рабочих процессов на выходные показатели электромагнитных машин
1.4.1. Взаимосвязь процессов в кратковременных режимах
1.4.2. Взаимосвязь процессов при продолжительных режимах
1.4.3. Взаимосвязь процессов в повторно-кратковременных режимах
1.5. Конструктивные схемы ударных машин с ЭМД
1.5.1. Синхронная электромагнитная машина с однокатушечным ЭМД
со свободным выбегом якоря
^ 1.5.2. Синхронная электромагнитная машина с двухкатушечным ЭМД
с постоянным воздействием электромагнитных сил

1.5.3. Электромагнитная машина с однокатушечным ЭМД простого и
двойного действия
* 1.5.4. Электромагнитная машина с двухкатушечным ЭМД двойного
действия
1.5.5. Результаты анализа
Выводы
2. ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ПОВЫШЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ
2.1. Постановка задачи
2.2. Интенсификация процессов в режиме аккумулирования
электромагнитной энергии в импульсных линейных ЭМД
2.3. Конструктивные схемы импульсных линейных ЭМД с аккумулированием магнитной энергии в статических
^ режимах
2.4. Конструктивные схемы импульсных ЭМД с аккумулированием
электромагнитной энергии в динамических режимах
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЭНЕРГОПРЕОБРАЗОВАНИЯ РАБОЧИХ ЦИКЛОВ В РЕЖИМЕ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
ЭНЕРГИИ
3.1. Режимы работы ЭМД и задачи исследований
3.2. Исследование процессов энергопреобразования в электромагнитных преобразователях при передаче механической мощности
% 3.2.1. Процессы передачи механической мощности и возможность

управления ими в цикле
3.2.2. Экспериментальные исследования особенностей режимов • работы при передаче механической мощности
3.3. Энергопреобразование в однообмоточных ЛЭМД с
предварительным аккумулированием магнитной энергии в статических режимах
3.4. Энергопреобразование в однообмоточных ЛЭМД с
предварительным аккумулированием электромагнитной энергии
в динамических режимах
3.5. Энергопреобразование в двухобмоточных ЛЭМД двойного действия с динамическим аккумулированием электромагнитной
энергии в период холостого хода якоря
Выводы
* 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
ИМПУЛЬСНЫХ ЭМД В ЦИКЛЕ
4.1. Задачи исследований
4.2. Разработка математической модели ЭМД
4.2.1. Математическая модель ЭМД. Эквивалентная вариационная
постановка задачи
4.2.2. Конечноэлементная аппроксимация
4.2.3. Расчет силовых характеристик и скорости перемещения якоря
4.2.4. Полезная мощность, тепловые и магнитные потери, баланс
мощностей
4.3. Результаты численного моделирования
4.4. Анализ динамических процессов однообмоточного ЭМД по
ф результатам численного моделирования

Таблица 1
Технические показатели электромагнитных ударных машин
Показатель Тип машины Диапазон изменения значения показателя Максимальное значение показателя
1 2 3
Перфораторы: однокатушечные 1,0 ... 5,0 10,0
двухкатушечные 2,5 ... 5,0 15,0
Энергия удара Молотки: однокатушечные 0,2 ... 4,0 9,0
А, Дж двухкатушечные 0,9 ...15,0 20,0
Бетоноломы 25,0 ... 40,0 50,0
Прессы 3,0 ...100,0 250,0
Молоты до 1 кДж 150,0...250,0 400,0
Молоты более 1 кДж 1800,0.-100000,0 400000,0
Перфораторы: однокатушечные 50,0-125,0 250,0
двухкатушечные 125,0-260,0 375,0
Ударная мощность Молотки: однокатушечные 18,7-100,0 220,0
Р, Вт двухкатушечные 32,0-334,0 375,0
Бетоноломы 417,0-625,0 1030,0
Прессы 18,0-327,0 500,0
Молоты до 1 кДж 500,0-800,0 2600,0
Молоты более 1 кДж 2250,0-40000,0 160000,0
Перфораторы: однокатушечные 0,23-0,36 0,38
двухкатушечные 0,30-0,31 0,40
Коэффициент полезного Молотки: однокатушечные 0,17-0,44 0,45
действия двухкатушечные 0,28-0,40 0,45
Т|, отн.ед. Бетоноломы 0,28-0,36 0,45
Прессы 0,25-0,31 0,40
Молоты до 1 кДж 0,09-0,40 0,46
Молоты более 1 кДж 0,16-0,29 0,38
Перфораторы: однокатушечные 0,37-0,83 1,00
двухкатушечные 0,41-0,86 1,25
Удельная энергия удара Молотки: однокатушечные 0,13-0,87 1,0
А, Дж/кг двухкатушечные 0,23-1,55 2,2
М Бетоноломы 0,9 -2,22 2,7
Прессы 1,66... 2,3 3,9
Молоты до 1 кДж 1,25-3,90 5,0
Молоты более 1 кДж 2,0 ...5,56 6,4