ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ISSN: 1727-2769
English | Русский

Последний выпуск
№3(40) июль-сентябрь 2018

ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРИВОДА КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ГЕНЕРИРОВАНИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ВИБРАЦИЙ

Выпуск № 3 (28) июль-сентябрь 2015
Авторы:

Нейман Людмила Андреевна,
Нейман Владимир Юрьевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2015-3-75-87
Аннотация
Актуальность исследований обусловлена необходимостью повышения точности при проведении динамических расчетов линейных электромагнитных приводов колебательного движения, применяемых в технических системах генерирования вибраций с частотой до 100 Гц. В проводимых исследованиях рассматривается решение задачи по созданию динамической модели одномассовой колебательной системы с электромагнитным приводом, характеризующей различные режимы ее работы и позволяющей производить всесторонний анализ электромеханических процессов методами структурного моделирования. Для решения полевой части задачи применялась стандартная программа конечно-элементного моделирования FEMM, для расчета динамической части задачи разрабатывался алгоритм расчета, реализованный с помощью аппарата структурного моделирования в среде Matlab Si­mulink. В работе рассматривается комплексный подход по созданию динамической модели электромагнитного привода колебательного движения. Основу динамической модели составляют дифференциальные уравнения, записанные для электрического равновесия нелинейной цепи и по принципу Даламбера для механической системы. Предложены алгоритм расчета и пример схемной реализации модели с использованием аппарата структурного моделирования, позволяющий учесть влияние насыщения и поток рассеяния в стальном магнитопроводе. Показано, что точность при динамических расчетах в значительной степени зависит от точности воспроизведения математических аналогов механических характеристик. Особое внимание в работе уделяется вопросу определения и учета параметров упругих связей и сил сухого трения. На примере расчета периодических электромеханических процессов одномассовой колебательной системы с электромагнитным приводом рассмотрены возможности для проведения всестороннего анализа рабочих режимов. По результатам исследований получены рекомендации для повышения точности расчетов электромеханических процессов.
Ключевые слова: вибрационные технологии, электромагнитный привод, динамическая модель, конечно-элементное моделирование, одномассовая колебательная система, методы структурного моделирования.

Список литературы
  1. Pevchev V.P. Principal dimensions of the short-stroke electromagnetic motor for a seismic wave generator // Journal of Mining Sсience. – 2009. – Vol. 45, no. 4. – P. 372–381.
  2. Ивашин В.В., Кудинов А.К., Певчев В.П. Электромагнитные приводы для импульсных и виброимпульсных технологий // Известия вузов. Электромеханика. – 2012. – № 1. – С. 72–75
  3. Угаров Г.Г., Мошкин В.И. Перспективы развития силовых электромагнитных импульсных систем // Вестник Курганского государственного университета. Серия: Технические науки. – 2013. – № 29. – С. 88–90.
  4. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Линейные синхронные электромагнитные машины для низкочастотных ударных технологий // Электротехника. – 2014. – № 12. – С. 45–49.
  5.  Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Низкочастотные ударные электромагнитные машины и технологии // Актуальные проблемы в машиностроении. – 2014. – № 1. – С. 256–259.
  6. Певчев В.П., Ивашин В.В. Проектирование мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей. – Тольятти: Изд-во Тольят. гос. ун-та, 2012. – 142 c.
  7. Нейман Л.А., Нейман В.Ю., Шабанов А.С. Упрощенный расчет электромагнитного ударного привода в повторно-кратковременном режиме работы // Электротехника. – 2014. – № 12. – С. 50–53.
  8. Нейман В.Ю., Нейман Л.А., Петрова А.А. Сравнение геометрически подобных систем электромагнитов по условию постоянства теплового критерия // Электротехника. – 2011. – № 12. – С. 14а–16.
  9. К вопросу учета главных размеров при выборе типа электромагнита по значению конструктивного фактора / В.Ю. Нейман, Л.А. Нейман, А.А. Петрова, А.А. Скотников, О.В. Рогова // Электротехника. – 2011. – № 6. – С. 50а–53.
  10. Нейман Л.А., Скотников А.А., Нейман В.Ю. Исследование нагрева электромагнитного двигателя в переходных режимах // Известия вузов. Электромеханика. – 2012. – № 6. – С. 50–54.
  11. Нейман Л.А., Петрова А.А., Нейман В.Ю. К оценке выбора типа электромагнита по значению конструктивного фактора // Известия вузов. Электромеханика. – 2012. – № 6.– С. 62–64.
  12. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Рабочий цикл двухкатушечной синхронной электромагнитной машины со свободным выбегом бойка // Известия вузов. Электромеханика. – 2013. – № 6. – C. 48–52.
  13. Ивашин В.В., Певчев В.П. Особенности динамики работы и энергетических диаграмм импульсного электромагнитного привода при параллельном и последовательном соединении обмоток возбуждения // Электротехника. – 2013. – № 6. – С. 42–46.
  14. Расчет динамики включения электромагнита постоянного тока / Ю.А. Бахвалов,

    Б.Н. Лобов, Г.В. Могилевский, А.Г. Никитенко // Электротехника. – 1982. – № 1. – С. 48–51.
  15. Пеккер И.И., Никитенко А.Г. Расчет электромагнитных механизмов на вычислительных машинах. – М.: Энергия, 1967. – 168 с.
  16. Нейман В.Ю., Петрова А.А. Моделирование в FEMM магнитного поля для расчета тяговых характеристик электромагнитных двигателей постоянного тока // Сборник научных трудов Новосибирского государственного технического университета. –

    2008. – № 2 (52). – С. 101–108.
  17. Нейман В.Ю., Нейман Л.А., Петрова А.А. Расчет показателя экономичности силового электромагнита постоянного тока с помощью моделирования магнитного поля // Транспорт: наука, техника, управление. – 2008. – № 6. – С. 21–24.
  18. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Применение метода проводимостей для учета силы одностороннего магнитного притяжения асимметричного электромагнита // Вестник

    Иркутского государственного технического университета. – 2015. – № 2 (97). –

    С. 214–218.
  19. Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов: магнитные цепи, поля и программа FEMM: учебное пособие. – М.: Академия, 2005. – 336 с.
  20. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. – Л.: Машиностроение, 1976. – 320 с.
Просмотров: 1697