Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей

• Автор: Певчев, Владимир Павлович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 383 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Область применения мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей

1.1. Возможности применения МКИЭД в приводе сейсмоисточника

1.1.1. Сейсмоисточники, их основные свойства

1.1.2. Обзор основных разновидностей сейсмоисточников, их режимов работы и кинематических схем

1.1.3. Механическая нагрузка импульсного двигателя сейсмоисточника

1.1.4. Исходные параметры и технические требования к двигателям сейсмоисточников

1.2. Влияние параметров конструктивной схемы сейсмоисточника с силовым типом действия на эффективность преобразования механической энергии его двигателя в сейсмические колебания

1.2.1. Влияние величины рабочего хода двигателя

1.2.2. Влияние массы излучателя

1.2.3. Влияние массы пригруза
1.3. Обоснование выбора двигателя для сейсмоисточника
1.3.1. Обзор электромагнитных двигателей
1.3.2. Концепция импульсного электромагнитного сейсмоисточника
Выводы
Глава 2. Моделирование динамических режимов короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей при работе в составе сейсмоисточника
2.1. Моделирование электрической подсистемы МКИЭД
2.2. Магнитная подсистема МКИЭД и её электрическая схема замещения

2.2.1. Вопросы представления магнитной системы электрической схемой замещения и стыковки её с системой электропитания
2.2.2. Параметры элементов электрической схемы замещения симметричной магнитной цепи
2.2.3. Особенности электрической схемы замещения несимметричной магнитной цепи МКИЭД
2.3. Механическая подсистема сейсмоисточника и её электрическая схема замещения
2.3.1. Вопросы моделирования механической подсистемы импульсного устройства электрической схемой замещения
2.3.2. Схема замещения механической системы сейсмоисточника с МКИЭД
2.3.3. Особенности моделирования нагрузки — грунта
2.4. Алгоритмическое численное моделирование динамических режимов сейсмоисточника с МКИЭД
2.4.1. Модель сейсмоисточника с силовым способом воздействия на грунт
2.4.2. Модель механической системы сейсмоисточника при воздействии на грунт посредством упругих элементов
2.4.3. Модель механической системы сейсмоисточника при ударном взаимодействии якоря с излучателем
2.5. Заключение по предложенному подходу к моделированию процесса срабатывания МКИЭД
Глава 3. Основы проектирования МКИЭД и сейсмоисточников, построенных на их основе
3.1. Компоновочные схемы привода сейсмоисточников с МКИЭД
3.2. Особенности технологии изготовления магнитопроводов МКИЭД
3.2.1. Материал магнитопровода
3.2.2. Форма электромагнита

3.3. Особенности конструкции электромагнитов, применяемых в МКИЭД сейсмоисточников
3.3.1. Ограничения силы и механической энергии МКИЭД
3.3.2. Количество электромагнитов в одном приводе. Пределы размеров одного электромагнита
3.3.3. Соотношения главных размеров магнитопровода прямоугольного электромагнита
3.3.4. Соотношение сторон паза под обмотку
3.3.5. Формы зубцов индуктора и паза под обмотку
3.3.6. Соотношение ширины зубцов и высоты ярма
3.4. Обмотки МКИЭД
3.4.1. Особенности конструкции обмоток
3.4.2. Расчёт числа витков обмотки возбуждения
3.4.3. О выборе плотности тока в обмотке МКИЭД
3.5. Механические параметры конструкции МКИЭД, интегрированного в сейсмоисточник
Выводы
Глава 4. Особенности энергопреобразования в МКИЭД и его характеристик
4.1. Влияние магнитного поля рассеяния на энергопреобразование
4.2. Особенности работы МКИЭД при неравномерном зазоре
4.3. Вытеснение тока в проводниках обмотки
4.4. Потери энергии в элементах МКИЭД
4.4.1. Электрические потери
4.4.2. Потери в магнитопроводе
4.4.3. Механические потери
4.4.4. Энергетический баланс МКИЭД
4.5. Характеристики МКИЭД
4.5.1. Влияние на параметры МКИЭД величин зазора, нагрузки и
Конструктивная схема импульсных индукционно-динамических сейсмоисточников с магнитопроводом весьма похожа на конструкцию вибратора с двигателем такого же типа в однотактном (без верхних катушек на рисунке 1.8) исполнении и без гидропневматических пружин. В индукционнодинамическом двигателе, построенном по этой схеме, не обязательно наличие магнитопровода внутри короткозамкнутого витка на якоре, поэтому масса якоря может быть меньше, чем у электродинамического двигателя "Сейс-модина", и, соответственно, меньше общая масса элементов конструкции, суммирующаяся с массой излучателя. Но наиболее эффективный режим работы индукционно-динамических двигателей, как и электродинамических, может быть обеспечен лишь при большой скорости перемещения якоря относительно индуктора (10 м/с и более) и большом рабочем ходе (10—60)-10‘3 м [49]. Поэтому, чтобы не затрачивать большую часть механической энергии двигателя на подброс пригруза на значительную высоту необходимо применение в конструкции сейсмоисточника согласующего преобразователя сил и перемещений (гидравлического типа - рисунок 1.8).
- Электромагнитные.
Рисунок 1.11 - Схемы конструкции сейсмоисточников с электромагнитным двигателем: а - с длинноходовым, б - с короткоходовым
Электромагнитные длинноходовые двигатели (рисунок 1.11,а) [50] из-за недостаточной величины удельной на единицу массы развиваемой механической силы, большой величины рабочего хода, намного превышающей