Методы и алгоритмы проектирования электромагнитных приводов с учетом внешних вибрационных воздействий

• Автор: Батищев, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 233 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Состояние работ по проектированию электромагнитных приводов с учетом внешних вибрационных воздействий. Постановка задачи диссертации
1.1 Общие положения
1.2 Описание объекта исследования
1.3 Анализ механических внешних воздействующих факторов, влияющих на электромагнитные приводы транспортных средств
1.4 Методы расчета и проектирования электромагнитных приводов с учетом вибрации
1.5 Постановка задачи исследования электромагнитных приводов с учетом вибрации. Выводы
2 Математическое моделирование динамики электромагнитных механизмов с учетом воздействия вибрации
2.1 Выбор конструкции электромагнитного привода блокировки для моделирования
2.2 Математическая модель электромагнитного привода на основе теории цепей
2.3 Математическая модель электромагнитного привода на основе теории поля
2.4 Обобщенная математическая модель
2.5 Математические модели тепловой подсистемы
2.6 Выводы
3 Проектирование электромагнитных приводов на заданную виброустойчивость
3.1 Постановка задачи
3.2 Влияние вибрации на динамические характеристики ЭМП с втягивающимся якорем
3.3 Определение геометрических параметров ЭМП с втягивающимся якорем, реализующих заданную виброустойчивость

3.4 Исследование влияния вибрации на характеристики ЭМП с поворотным якорем при дисбалансе якоря
3.5 Определение геометрических параметров ЭМП с уравновешенным поворотным якорем, реализующих заданную виброустойчивость
3.6 Выводы
4 Программно-аппаратный комплекс для экспериментальных исследований динамических характеристик ЭМП
4.1 Назначение, структурная организация, аппаратно-программное обеспечение комплекса
4.2 Экспериментальное исследование динамических характеристик ЭМП с втягивающимся якорем на вибростендс
4.3 Экспериментальное исследование динамических характеристик ЭМП с втягивающимся якорем на автомобиле
4.4 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Документы, подтверждающие внедрение разработок автора
Приложение Б. Программы
Приложение Б. 1. Программа моделирования работы электромагнитного
привода с втяжным якорем на основе теории цепей
Приложение Б.2. Программа моделирования работы электромагнитного
привода с втяжным якорем на основе теории поля
Приложение Б.З. Программа для расчет трехмерного электромагнитного поля
электромагнита с поворотным якорем
Приложение В. Результаты испытаний электромагнитного привода блокировки линии выбора заднего хода

Введение
Актуальность проблемы. Большинство современных технических устройств работает в условиях интенсивных динамических нагрузок: повышается мощность установок, возрастают скорости движения рабочих органов. Сегодня сложно назвать хотя бы один объект контроля или производственного процесса, который не испытывал бы воздействия вибрационных нагрузок. Исследование влияния вибрационных нагрузок на исполнительные устройства систем автоматики представляет большой интерес для различных отраслей народного хозяйства — транспорта, машиностроения, ракетной техники и т.д. Наиболее очевидными в этом плане являются проблемы, связанные с эксплуатацией систем автоматики транспортных средств различного назначения, в частности, автомобильного и железнодорожного транспорта.
Типичными для систем автоматики транспортных средств являются динамические режимы функционирования, отличающиеся повышенными силовыми нагрузками, вибрациями и ударами, что формирует направление исследований на изучение соответствующих процессов, связанных с использованием расчетных схем и моделей, отражающих динамические свойства объектов.
Современные автомобильные транспортные средства содержат все возрастающее число различных электроприводов (порядка 150 [1]), включая двигатели и электромагнитные приводы (ЭМП), которые управляют зажиганием, топливоподачей, агрегатами трансмиссии, тормозными системами и другими узлами автомобиля, что улучшает функциональное качество, комфорт, безопасность, уменьшает потребление топлива, обеспечивают снижение токсичности отработавших газов двигателя и т.д. В дополнение к минимальному расходу энергии они должны обладать минимальной массой, высокой надежностью, требуемым быстродействием и иметь хорошую управляемость.

выступов рисунка протектора шины с дорожной поверхностью, имеет высокочастотный спектр.
Вибрация от неровностей дороги. Профиль дороги делится на три составляющие — макропрофиль, микропрофиль и шероховатости, что обусловлено различным воздействием их на автомобиль. Вертикальный макропрофиль, состоящий лишь из длинных плавных неровностей (длина волны 100 м и более), практически не вызывает колебаний автомобиля на подвеске, но заметно влияет на динамику автомобиля, режим работы двигателя и трансмиссии. Горизонтальный макропрофиль представляет собой кривую желаемой горизонтальной траектории автомобиля. Совокупность горизонтального и вертикального макропрофилей образуют понятие макрогеометрии пути. Микропрофиль состоит из вертикальных неровностей (длина волны от 10 см до 100 м), вызывающих заметные колебания автомобиля на подвеске, но не содержит длительных спусков и подъемов, изменяющих режим работы двигателя. Шероховатости (длина волны менее 10 см) сглаживаются шинами и не вызывают ощутимых колебаний автомобиля [38].
Целесообразность учета сглаживающей способности шины зависит от динамической системы, эквивалентной реальному транспортному средству, которая используется при расчете. Колебания, вызванные единичными неровностями дороги, кратковременные, они характеризуются собственными частотами и коэффициентами потерь динамической системы и в общем уровне вибрации колесной машины большого значения не имеют.
Колебания силового агрегата, вызванные неровностями опорной поверхности, при движении колесной машины в реальных дорожных условиях имеют случайный характер. Основной характеристикой, которая используется для оценки такой вибрации, является спектральная плотность.