Вибрационный электромеханический преобразователь для сигнализатора гололедообразования на линиях электропередач

• Автор: Вафин, Ленар Шайхуллович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка научно-технических задач
1.1. Методы борьбы с гололедообразованием
на линиях электропередачи
1.2 Анализ существующих и разработка новых сигнализаторов гололедообразования
1.3 Общие подходы к исследованию вибрационных электромеханических преобразователей
1.4 Цель п задачи исследований
Выводы
Глава 2. Электромагнитные процессы в вибрационных электромеханических преобразователях
2.1 Общие положения и основные допущения. Расчетная схема преобразователя
2.2 Модель электромагнитных процессов на основе магнитной цепи с сосредоточенными параметрами
2.3 Модель электромагнитных процессов на основе магнитной цепи с распределенными параметрами
Выводы
Глава 3. Анализ режима установившихся колебаний электромеханического вибрационного преобразователя
3.1 Постановка задачи о колебании пластин вибрационного преобразователя
3.2 Свободные колебания пластин вибрационного преобразователя
и собственные функции
3.3 Режим вынужденных колебаний вибрационного
преобразователя
Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования вибрационных преобразователей и сигнализаторов гололедообразования на их основе
4.1 Стенд для экспериментальных исследований вибрационных электромеханических преобразователей
4.2 Исследование распределения поля в воздушном зазоре вибрационного преобразователя
4.3 Экспериментальные исследования выходных характеристик сигнализаторов гололедообразования
Выводы
Заключение
Список литературы
Актуальность работы. Во многих регионах России и мира весьма актуальна проблема гололедообразования на линиях электропередачи в электрических сетях всех напряжений. В настоящее время в этой области имеется большое количество реально действующих и экспериментально проверенных систем борьбы с гололедом. Однако надежность и экономические показатели действующих устройств борьбы с гололедными образованиями на проводах высоковольтных линий еще очень невысоки.
Важнейшие задачи при этом - фиксирование начала гололедообразования, наблюдение за интенсивностью отложения льда и его размерами. При этом существующие датчики гололедных образований либо недостаточно надежны, либо дороги в эксплуатации. Поэтому необходимо разрабатывать новые конструкции сигнализаторов гололеда.
Объектом исследования в данной работе является вибрационный электромеханический преобразователь для сигнализатора гололедообразования (ВЭПСГ). Основные характеристики таких преобразователей определяются электромагнитными и механическими процессами, которые тесно взаимосвязаны. Подобные конструктивные схемы сигнализаторов гололеда являются новыми, вопросы их теории и расчета до настоящего времени не рассмотрены. Поэтому исследование электромеханического преобразования энергии в ВЭПСГ является актуальной научно-технической задачей.
Целью диссертационной работы является разработка и исследование новых конструкций электромеханических преобразователей для сигнализаторов гололедообразования на ЛЭП с улучшенными характеристиками и создание математической модели для исследования таких сигнализаторов.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
1. разработать вибрационные электромеханические преобразователи для сигнализаторов гололедообразования;
ходят МДС обмотки или постоянного магнита, создающих этот поток. Такой расчет производится при различных значениях воздушного зазора. Обратная задача сводится к определению магнитного потока в той или иной части магнитной системы (обычно в рабочем воздушном зазоре) при заданном значении МДС обмотки или постоянного магнита. Кроме того, в задачу расчета магнитной системы входит определение потокосцепления Ч' магнитного потока с обмоткой. Знание потока, потокосцепления, тока в обмотке при различных значениях рабочих зазоров в преобразователях позволяет рассчитывать тяговые и электродинамические усилия и с их использованием рассчитывать динамические характеристики электромеханических преобразователей. Расчет магнитных систем достаточно сложен. Это обусловлено следующими причинами [70]:
1. При больших значениях индукции |/?| необходимо учитывать насыщение магнитопровода и, следовательно, рассчитывать нелинейную магнитную цепь.
2. Магнитное сопротивление рабочих зазоров может быть достаточно большим и поэтому соизмеримым с сопротивлением воздушных промежутков между отдельными частями магнитопровода. Поэтому магнитные потоки в рабочих зазорах могут быть соизмеримы с потоками между частями магнитопро-водов (потоками рассеяния) и в расчете их надо учитывать.
3. При изменяющихся во времени потоках в металлических частях (в магнитопроводе, в обмотках, короткозамкнутых витках и контурах и т. п.) наводятся вихревые токи, которые приводят к перераспределению потоков в магнитной системе, что вызывает увеличение потоков и насыщение стали в одних частях и уменьшение потоков в других.
4. При насыщении магнитной системы в электромеханических преобразователях переменного тока периодически изменяющиеся величины (например, ток в обмотках, в короткозамкнутых витках и пр.) могут изменяться не по гармоническим, а по иным законам.