Особенности энергопреобразования и режимы работы электромагнитного резонансного вибратора с регулируемой частотой колебаний

• Автор: Позднов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Глава 1. Обзор вибрационных устройств с изменяемой частотой

1.1. Классификация вибрационных устройств

1.2. Обзор методов регулирования собственной частоты колебаний

вибрационных систем

Выводы
Глава 2. Магнитная пружина - электромагнитное устройство для обеспечения резонансного режима работы колебательных механических систем

2.1. Конструкция, принцип действия и магнитная схема замещения

2.2. Основные электромеханические соотношения

2.3. Линеаризация силовых характеристик

2.4. Энергоемкость МП, необходимая для поддержания резонансного режима колебательной системы

2.5. Схемы питания

2.6. Методика расчета
2.7. Методы улучшения характеристик МП и их анализ
Выводы
Глава 3. Модернизированная магнитная пружина в резонансном электромагнитном вибраторе для сейсмических исследований
3.1. Математическая модель вибратора с модернизированной магнитной пружиной
3.2. Частотные характеристики колебательной системы вибратора
3.3. Особенности энергопреобразования ММП в составе колебательной системы вибратора в режиме гармонических колебаний
3.4. Упрощенный расчет динамики колебаний вибратора и выбор его основных механических параметров
3.5. Методика расчета конструктивных и электрических параметров ММП с линейной зависимостью индуктивности от перемещения
Глава 4. Макетные исследования вибратора с ММП
4.1. Система питания электромагнитного вибратора
4.2. Экспериментальное определение силовой передаточной характеристики
4.3. Амплитудо-частотные характеристики вибратора
4.4. Моделирование динамики работы вибратора и сравнение ее с экспериментальными данными

Выводы
Заключение
Библиографический список использованной литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Актуальность темы. Вибротехнологии нашли широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве, поскольку позволяют в значительной мере интенсифицировать технологические процессы.
Существует многочисленные вибротехнологии и эффекты, связанные с вибровоздействием, например, виброперемешивание и вибропросеивание сыпучих материалов, вибродробление и вибротранспортирование, диспергирование, виброочистка поверхностей и полостей сложной формы, вибролитье, вибродегазация жидкостей, виброуплотнение, например, бетонных смесей и т.д. [1,2,3], причем некоторые из них могут быть объединены в одном технологическом цикле, что позволяет повысить эффективность производственного процесса по сравнению с обычными безвибрационными.
Эффективность вибротехнологий в значительной мере определяется техническими характеристиками вибрационных машин (вибраторов), чем и объясняется их непрерывное совершенствование. Повышение технических характеристик виброприводов достигается как за счет разработок новых конструктивных решений, так и за счет применения современных систем управления с широким использованием электроники.
Мехатронные машины сочетают в едином узле элементы механики, электротехники и электронных систем управления, что позволяет добиться повышения энергетических и динамических характеристик этих машин, что способствует расширению возможностей применения в технике.
Решением Правительственной комиссии по научно-технической политике от 28 мая 1996 г. по вопросу “О приоритетных направлениях развития науки и техники и критических технологиях федерального уровня” мехатронные системы отнесены к критическим технологиям двадцать первого века.
На современном этапе развития техники имеется большое многообразие типов преобразователей, отличающихся как по принципу преобразования того или иного вида энергии в энергию механических колебаний, так и по их параметрам (частоте, амплитуде, форме). Поэтому для конкретных технологий предпочтительнее использование того или иного типа вибраторов.
Сдерживанием в применении вибротехнологий до недавнего времени было то, что при их перспективности вопросам проектирования вибраторов уделяется недостаточное внимание. Плохо спроектированная машина может быть ненадежной в эксплуатации и сама по себе быть источником звуко- и вибро- загрязнения, что негативно влияет на уровень производства и в

Рис.2.18.Зависимость относительной энергии МП для случая квадратичного изменения амплитуды колебательной силы б(ю*)=(со*)2 и постоянства отношения масс т*=соп8П
2.5. Схемы питания.
МП для электрической цепи представляет собой активно -индуктивную нагрузку. Для управления током такого типа нагрузок используют специальные импульсные схемы питания. Особенность в питании МП однополярным током позволяет использовать более простые схемотехнические решения силовых схем. В самом простейшем случае для этого могут быть использованы выпрямительные управляемые схемы на тиристорах [79]. Однако, если требуется достаточно динамичное управление, при частотах вибраций, близких или больших, чем частота коммутаций выпрямителя, то необходимо использовать схемы импульсных преобразователей с принудительной коммутацией и промежуточным звеном постоянного тока. Для такого управления частота коммутаций должна быть на порядок или выше частоты тока в обмотке. Пример подобного рода схем приведен на рис.2.19. Условно их можно разделить на одно- и многотактные.
В однотактных (рис.2.19,а) в любой момент времени схема может находится в одном из двух состояний. В первом нагрузка коммутируется на источник (открыт УТ1, диод У01 закрыт обратным напряжением источника) и энергия из источника поступает в нагрузку, во втором нагрузка закорачивается диодом УБ1 (УТ1 закрыт, диод Т)1 открыт, через него