Системы питания и автоматического управления вибрационными электромагнитными активаторами

• Автор: Глазырин, Александр Савельевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ. КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТ ПО ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВИБРАТОРАМ И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ

1. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ВИБРАЦИОННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО АКТИВАТОРА

1.1. Общие положения

1.2. Силовая схема питания ВЭМА

1.3. Особенности расчёта магнитной цепи ВЭМА

1.4. Методика расчёта и выбора ёмкости контура сброса

1.5. Выбор элементов силовой схемы питания ВЭМА

1.6. Выводы

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ И

* УПРАВЛЕНИЯ ВЭМА В СТАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ

2.1. Общие положения
2.2. Математическая модель системы питания и управления
ВЭМА
2.3. Структура САУ для режима снятия частотных характеристик
2.4. Исследование различных законов стабилизации
* вынуждающей силы и соответствующих частотных
характеристик
2.5. Методика расчёта шага поиска по частоте
2.6. Выводы
3. САУ ВЭМА В ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ
3.1. Общие положения
3.2. Методика расчёта параметров регулятора напряжения
* накопителя

3.3. Способы построения контура потокосцепления ВЭМА
*' 3.4. Общая структура САУ и анализ динамических режимов
ВЭМА
3.5. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ 145 АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАЦИОННЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ АКТИВАТОРАМИ
4.1. Общие положения
4.2. Описание экспериментальной установки и методики
эксперимента
4.3. Экспериментальные частотные характеристики САУ ВЭМА
в воде и на воздухе
4.4. Выводы
Заключение
Литература
* Приложения

Критический анализ работ по электромагнитным вибраторам и постановка цели и задач исследований
Вибрационные электромагнитные активаторы (ВЭМА) представляют собой электромагнитные вибраторы (ЭМВ), предназначенные для перемешивания и активации жидких сред.
Среди наиболее ранних научных исследований по ЭМВ нужно отметить работы А. И. Москвитина, который рассматривал ЭМВ как электрические машины возвратно-поступательного движения и как быстроходный электромагнитный привод [8]. Им были предложены несколько схем электромагнитных вибраторов с пониженной частотой вибрации, исследовались вопросы теории механической части вибраторов,
рассматривался электромагнит в динамическом режиме, а также сделаны важные выводы по энергетике электромагнита [1-8]. Однако эти
исследования в основном были предназначены для разработки и
эксплуатации электрических молотков.
Д. Д. Малкиным была предложена достаточно точная и пригодная для расчётов теория однотактного вибратора, впоследствии экспериментально подтверждённая Л. Б. Зарецким, который в свою очередь сделал вывод о слабой связи между электрическими и механическими процессами в однотактном электромагнитном вибраторе с выпрямителем [24].
Ю. Е. Нитусов предложил и экспериментально исследовал схему электромагнитного вибратора с последовательно включённым конденсатором, а также рекомендовал варианты её практического применения [25]. Теоретические исследования явлений в ЭМВ с
последовательно включённым конденсатором были выполнены А. Е. Чесноковым, который рассмотрел работу ЭМВ с последовательно включённым конденсатором с учётом изменения индуктивности, происходящего по нелинейному закону [26]. В этой работе исследованы
Таблица 1.5
Перенапряжение А Пс%,
их = 70 В и} =100 В = 300 в
п=1 233.36 85.151 1
п=8 50.47 14.171 0
Согласно полученным результатам емкость накопителя должна быть не менее 470 мкФ, но так как не учитывалось влияние конденсатора контура сброса на формирование токового фронта, то следует выбрать накопитель с большим запасом по емкости. Для обеспечения ДС/с% = 10% при =100 В в
качестве накопителя можно рекомендовать выбрать 6 конденсаторов 470 мкФ х 450 В.
1.5.2. Выбор индуктивности дросселя преобразователя напряжения
Во время открытого состояния ключа преобразователя напряжения дроссель оказывается подключенным к выходу выпрямителя (рис. 1.2-2), следовательно, индуктивность дросселя необходимо выбирать из условия ограничения скорости нарастания тока. Запишем дифференциальное уравнение для дросселя при включении ключа УТ РН:
иаыпр = А ■ §+■ («,+)+2 ■ (О» С1-5'1)

II - напряжение на входе выпрямительного моста,
Д - индуктивность дросселя,
Л, - сопротивление дросселя,
Кдт1 - сопротивление датчика тока,
2 • Д(г,) - падение напряжения на диодах выпрямительного моста.
Отбросим второе и третье слагаемые уравнения (1.5-1) и выразим Д