авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||

«ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ Уфа 2011 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное ...»

-- [ Страница 7 ] --

2. ВЫДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГ Е ГИИ В ОБ БЪЕМЕ Одноомерная з задача наг грева пов верхностн ным источ чником с плотнос стью qi и объемны источ ым чником с плотнос стью qv в зоне, ограни иченной внешней й вления X, предста подвижн грани ной ицей разру ушения X0 и грани ицей плав авлена на а рис.1. Зо паров - 0, 1 – зона расп она в з плава, 2 – твердая фаза. Тем ф мпература горения а я T, тем ения T0, темпер ратура плавления Tm. Профили мпература испаре а п я и ердой фа 2 ( x, t ), жидк кой 1 ( x, t ), газоо образной 0 ( x, t ).

температтур в тве азе Рассматрриваем дл пример только процесс плавлен и исп ля ра о с ния парения материала м а мишени..

Рис. 1. М Модель пе ереходны процес ых ссов фазов превр вых ращений Ур равнение Фурье с учетом ус у словий на граница раздела фаз зап а ах а пишется в виде:

xX(t) для расплав я вленной зоны X0(t) 1 1 1 q V ;

(1) ) a1 t x для твердой зоны xX(t) 2 2 1 0. (2) a 2 t x Граничные условия:

1 ( X ;

t ) 2 ( X ;

t );

(3) dX 1 1 2 2 L ;

(4) x x X x x X dt dX L0 c(T0 T ) 0 ;

q 0 1 1 (5) x x X 0 dt 2 ( x;

0) T ;

2 (;

0) T, (6) где а, L, L0 - температуропроводность, теплота плавления, испарения.

Если задаться профилем температур как функцией ширины зоны между границами фазовых переходов, координаты абсцисс и подставить в интеграл теплового баланса, получим дифференциальное уравнение относительно зоны фазовых превращений с известными начальными условиями.

Профиль температур жидкой фазы при одновременном воздействии поверхностного и объемного источников энергии, используя решение [3], задаем профиль в виде пластины, охлаждаемой с двух сторон:

].

T T 1 x, t T 0 ( x X 0 ) t [ X X 0 x X 0 x X (7) X X 21 Для определения функции (t) из (7) находим и, x X t x подставляем в (1) 21 1 dT = -2(t);

= x X t x 2 dt qV 1 dT (t ).

21 2a1 dt Подставляя полученное значение в (7), имеем T T0 q 1 dT 1 x, t T0 (x X 0 ) ( V ) 21 2a1 dt X X0. (8) [ X X 0 x X 0 x X 0 ] Градиент температуры 1 T T0 q q 1 dT X X 0 1 dT0 x X 0. (9) V ( X X 0 ) V (x X 0 ) x X X 0 21 1 2a1 dt a1 dt Градиент температуры на границе плавления при x X 1 T T0 q 1 dT X X 0 ;

V (X X 0 ) x X (10) X X 0 x 2a1 dt на границе испарения при x=X 1 T T0 q 1 dT X X 0.

V (X X 0 ) x X 0 (11) X X 0 x 2a1 dt Профиль температуры твердой фазы определяется выражением [4] 1 dX 2 x, t Tm Tm T 1 exp x X (12) a 2 dt Градиент температуры твердой фазы на границе плавления 2 1 dX x X Tm T (13).

x a 2 dt Заданные профили температуры удовлетворяют уравнениям Фурье. Из условия на подвижной границе испарения (5) и условия (4) на границе плавления определяем скорость изменения расплавленной зоны y=(X-X0) y f t y n g t y ht, (14) n 1;

1 f t 1 T0 Tm L cT T L cT T ;

0 0 m q c dT 1 g t 0 V ;

2 L0 cT0 T L cTm T 2 dt q0 t ht.

L0 cT0 T Решение уравнения (14) имеет вид [5] hn y U t. (15) f Функция U(t) определяется из соотношения fn dU n C h dt, (16) U U 1 h а значение находится из соотношения hn gdt e h e dt.

gdt (17) f Вводим в формулу (15) значения коэффициентов, получаем выражение для ширины зоны фазовых превращений U t, X X0 (18) q L0 cT0 T 1 T0 T 1.

где L cTm T 3. ПОСТОЯННАЯ ПЛОТНОСТЬ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ Рассмотрим переходные процессы в зоне, ограниченной границей плавления и границей испарения при q 0 const, qV const, T0 const..

Находим в явном виде выражение для из соотношения (17).

h h e gdt dt ;

e gdt f hn gdt e h e dt ;

gdt f e kt e kt he kt dt ;

q h e kt, (19) q0 k q 1 где k V.

2 L0 c T0 Tm L c Tm T При t=0 коэффициент h. (20) k q Подставляя значение для коэффициента в уравнение (19), получаем h kt h e ;

(21) q0 k q0 k L k k 02 ;

(22) q0 h q L0 cT0 Tm qV 1. (23) L cTm T 2q Так как теплота испарения L0 намного больше теплоты плавления, то коэффициент отрицателен. Определяем функцию U(t):

1 h 2 t q0 t f UdU hdt. (24) f L U 2 U 1 h Коэффициент отрицателен, тогда исходный интеграл равен UdU UdU ;

U 2 U 1 U 2 U d U 2 U UdU 1 1 dU.

2 2 U U U 2 U 1 U 2 U Первый интеграл UdU 1 1 dU ln U 2 U.

2 2 U U U U Значение второго интеграла 2U 4 1 arctg 4 1 C ;

для1 4 0;

0,25;

dU 2 2U 1 1 U U 1 C ;

для1 4 0;

0,25.

ln 1 4 2U 1 1 Исходя из этого, имеем для 0, 2U 1 1 UdU 1 ln U 2 U 2 C;

ln U U 1 2 2 1 4 2U 1 1 для 0,25 значение интеграла 2U UdU 1 ln U 2 U 2 C.

arctg U U 1 2 4 1 4 Постоянную интегрирования находим из условия, что в момент времени t=0 функция U (t)=0, тогда для 0, 1 1 C ln ;

2 1 4 1 1 для 0,25 постоянная интегрирования 1 C arctg.

4 1 4 q0 2 t t в представляет собой безразмерное Безразмерный комплекс L время.

Для 0, 2U 1 1 4 1 1 1 1 ln ;

(25) ln U 2 U t ln 2 1 4 2U 1 1 4 1 1 2 для 0, 2U 1 1 arctg ;

(26) ln U 2 U t arctg 4 1 4 2 4 В зав висимост от соо ти отношени плотно ия ости объъемного и поверх хностного о чениях процессы источник харак ков ктер проц цессов измменяется. При маллых знач п ы устойчив вые, ширрина зоны фазовы превра ы ых ащений достигает установи д ившегося я значения При =0,25 процесс ы нейтр я. рально устойчив вые. Дал льнейшеее увеличен ние пл лотности объем много тепловыделения приво одит к скачкооб бразности решени его к и ия, критичноссти к маалому измменению энергии и объемного источчника. Хаарактер ппроцесса резко изменяетс и происходит и ся, т неограни иченное у увеличени ширин ы зоны ре ие еакции, рис. 2.

р Рис. 2. Ши Р ирина зон реакци ны ии для 0=-0,2;

1= -0,26;

2= -0,5;

3=-1 4=- = 1;

4. ПОГЛОЩ ЩЕНИЕ Э ЭНЕРГИИ В ЗОНЕ РЕАКЦ И Е ЦИИ До ополнител льное погглощение энергии в зоне фазовых превраще е и ф ений при и действии поверх и хностного источн о ника высокой плотности учитыв п и вается в диффереенциально уравне ом ении Фур для жи рье идкой фаз X0(t)x зы xX(t):

21 1 1 qV (27) ).

a1 t x ыражение для Пр роводя ана алогичны вычисл ые ления, поллучаем вы е q L cT0 Tm V2 0 1. (28) ) L cTm T 2q 0 оэффициент поло Ко ожителен и функци U (t) ра ия авна 1 4 2U UdU 1 ln U 2 U C.

n ln 2 2 1 4 1 4 2U U 2 U По остоянная интегрир я рования 1 4 C ln ;

2 1 4 1 4 и интеграл с учето постоя ом янной инт тегрироваания 1 4 1 4 2U 1 1 ln. (29) ln U 1 U t ln n ) 1 4 2 2 1 4 1 4 2U 1 Рас счетные зависим мости прредставлены на рис. 3. Как ви идно из з приведеннных граф фиков, пооглощени энергии приводит к умен ие и ньшению ширины ю ы зоны, процессы вс сегда стаб билизиру уются.

Р 3. Ра Рис. асчетные зависимо ости для процессов п в с дополнит тельным поглощеннием в зоне реакци ии 5. АНАЛИ УСТОЙ ИЗ ЙЧИВОС СТИ ПРО ОЦЕССО ОВ На ос снове инттегрально метода можно проводит анализ и синтез многими ого а п ть и методами без интегри и ирования дифференциал я льных у уравнений и непосреддственногго исслледовани ия их решени ий. Из з исследования я диффере енциальноого урав внения р распростр ранения тепла п при воздействиии энергии электрич ческого ра азряда и экзотерм мических реакций в зоне (уравнение р е 16) получаем:

- си истема неустойч чива (за ажигание устойч чиво), еесли существуетт нный коре 0, положит тельный ввеществен ень 25;

йтрально устойчив при =0,25;

- сисстема ней ва = неустойчи если 0,25.

- заж жигание н иво, Аналлогично ппроводитс исслед ся дование процессо горени огран ов ия, ниченныхх границей горения и испаре й я ения [6].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Для описания переходных процессов в области воздействия плазмы электрического разряда использованы интегральный метод и математическая модель нелинейной задачи нестационарной теплопроводности с фазовыми превращениями: плавление, испарение – при действии поверхностных и объемных источников высокой плотности. Модель состоит из уравнений в частных производных и краевых условий и сводится к модели, включающей дифференциальное уравнение и начальные условия. Решение удовлетворяет осредненному уравнению теплового баланса.

Приведено аналитическое решение задачи теплопроводности с фазовыми превращениями плавления, испарения при совместном воздействии поверхностного и объемного источников энергии. Показано, что исходные уравнения баланса энергии имеют непрерывные решения, но при выделении асимптотик возникает скачкообразность решений, их критичность к малому изменению параметров, и характер решений резко изменяется.

Предложенная модель задачи нестационарной теплопроводности с фазовыми превращениями при испарении, плавлении, кристаллизации с подводом теплоты, фазового перехода, измеряемую скачком энтальпии в условиях постоянства температуры и давления позволяет исследовать источники ионов – катодные процессы электрических разрядов и ионно – плазменные нанотехнологии в производстве энергетических и авиационных систем.

Список литературы 1. Куляпин В.М. Некоторые задачи теплопроводности с фазовыми превращениями // Инженерно–технический журнал.-1971.Т. 20,№3.С.497-504.

2. Гладкий С.Л., Ясницкий Л.Н. Аналитическая система решения краевых задач математической физики // Аэрокосмическая техника и высокие технологии – 2002: Материалы Всерос. науч-техн. конф./ Под. ред. Ю.В.

Соколкина и А.А. Чекалкина. Пермь: ПГТУ,-2002. С.81.

3. Фаворский О.Н., Фишгойт В.В., Янтовский Е.Н. Основы теории космических электрореактивных двигательных установок: Учеб. пособие для втузов / Под ред. О.Н. Фаворского. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1978. 387 с.

4. Шарма О., Ротенберг М., Пеннер С. Задачи переноса тепла при наличии фазовых превращений и переменной температуре поверхности // Ракетная техника и космонавтика. 1967.Т.5,№4.С.84-89.

5. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям.

М.:Наука,-1971.576с.

6. Будников М.А., Левкович Н.А., Быстров И.В., и др. Взрывчатые вещества и пороха. М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1955.363с.

УДК 621. К. М. ФАТТАХОВ ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет Р. К. ФАТТАХОВ ФГБОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет МЕТОД ПРИБЛИЖЕННОГО РАСЧЕТА И ПОСТРОЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАСПОРТНО-КАТАЛОЖНЫХ ДАННЫХ, ОБЩЕЙ ФОРМУЛЫ КЛОССА И ПРИЕМА КУСОЧНО-ЛИНЕЙНОЙ АППРОКСИМАЦИИ Возьмем конкретный пример – трехфазный (m1=3) асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А, рассчитанный в [1], где его механическая характеристика определяется в процессе проектирования машины следующим образом.

Вначале в качестве исходных данных для расчета в [1] принимаются номинальные данные асинхронного двигателя, указанные в табл. 1. Затем в ходе проектирования эти данные уточняются (табл. 2), определяются параметры схемы замещения (см. рис. 1 и табл. 3), с помощью которых рассчитываются рабочие характеристики асинхронного двигателя (см. [1, табл.

9.36, с. 467]. Далее, на завершающей стадии проектирования, определяются пусковые характеристики (см. [1, табл. 9.38, с. 470]), из которых зависимость M f s представляет собой механическую характеристику асинхронного двигателя. Свойства последней подробно исследованы в статьях [2, 3], где показано, что расчетные значения координат точек механической характеристики во взятом примере имеют значения, приведенные в первой строке табл. 4.

Таблица Исходные значения номинальных данных н cos н Pн, Вт U1, В n1, об/мин f1, Гц 15000 380/220 1500 0,88 0,88 Таблица Уточненные значения номинальных величин и перегрузочной способности n1, nн, н cos н Pн, Вт U1, В f1, Гц sн об/мин об/мин 14970 380/220 1500 1464 0,024 0,892 0,894 2,59 Изложенный метод в дальнейшем для краткости характеризуется как метод 1. Достоинство данного метода в том, что при его применении механическая характеристика асинхронного двигателя получается наилучшим образом удовлетворяющей заданным технологическим требованиям (например, по кратности пускового момента и перегрузочной способности). В связи с этим механическая характеристика, полученная с применением метода 1, в дальнейшем рассматривается как базовая характеристика, а сам метод 1 – как основной метод расчета и построения указанной характеристики. Поэтому с базовой характеристикой сравниваются механические характеристики, полученные в дальнейшем остальными методами. Недостаток метода 1 в том, что при его применении расчет механической характеристики начинается и заканчивается вместе с началом и завершением процесса проектирования асинхронного двигателя. Это требует затраты значительного количества времени.

21X2 21R2/s 1X 1R -I I1 X R R U I X Рис. 1. Уточненная Г-образная схема замещения асинхронного двигателя Таблица Параметры схемы замещения R1, Ом R2, Ом X 1, Ом X 2, Ом X k, Ом R0, Ом X 0, Ом 0,355 0,186 0,673 0,912 1,585 1,47 27,14 1, В [2] также дан формуляр расчета механической характеристики без учета влияния явлений насыщения и вытеснения тока и приведены соответствующие этому случаю расчетные данные для взятого выше примера во второй строке таблицы 4. Этот метод в дальнейшем характеризуется как метод 2. Он играет вспомогательную роль при выполнении расчета устойчивой части механической характеристики по основному методу.

В случае, когда необходимо провести быстрый, прикидочный, расчет механической характеристики (см., например, [4]), применяется метод (в дальнейшем – метод 3), основанный на использовании упрощенной формулы Клосса, которую можно представить так:

M M Mн M. (1) s sкр Mm Mm Mн sкр s Таблица Результаты расчета механической характеристики по методам 1 – Скольжение s № Метод Расчетная sн = п/ расчета величина в о. е. 0,005 0,01 0,015 0,02 0,03 0,04 0, =0,02 0, п 1 0,227 0,449 0,66 0,855 1 1,037 1,2 1,514 1, Метод 1 M M M н без учета насыщения 2 0,227 0,449 0,66 0,855 1 1,037 1,2 1,514 1, Метод 2 M M M н M s sкр 3 0,217 0,432 0,642 0,847 1,004 1,042 1,228 1,564 1, Метод 3 s sкр 6, M s 0, 4 0,228 0,447 0,654 0,85 0,999 1,034 1,206 1,512 1, Метод 4 0, 0,141 s 5, M s 0, 5 0,223 0,439 0,647 0,846 0,999 1,036 1,213 1,533 1, Метод 5 0, 0,13 s Окончание табл. Скольжение s № Метод Расчетная sкр п/ расчета величина в о. е. 0,06 0,07 0,08 0,09 0,5 0,8 0,1 ==0,1 0, п 1 1,918 2,07 2,22 2,35 2,45 2,59 2,54 1,82 1,52 1, Метод 1 M M M н без учета насыщения 2 1,987 2,022 2,115 2,174 2,205 1,993 1,937 1,004 0,627 0, Метод 2 M M M н M s sкр 3 2,082 2,263 2,938 2,492 2,551 2,556 2,276 1,667 0,753 0, Метод 3 s sкр 6, M s 0, 4 1,984 2,156 2,292 2,4 2,474 2,59 2,47 1,506 1,124 0, Метод 0, 0,141 s 5, M s 0, 5 2,027 2,204 2,341 2,442 2,513 2,577 2,496 2,097 1,697 1, Метод 0, 0,13 s Отсюда относительный электромагнитный момент М, (2) s sкр sкр s где критическое и номинальные скольжения определяются так:

sкр sн 2 1, (3) n1 nн sн.

n Здесь синхронная частота вращения машины выбирается округлением паспортного значения номинальной частоты вращения nн до ближайшего значения n1 по таблице 5. Данные расчета по методу 3 приведены в третьей строке табл. 4.

Таблица Синхронные частоты вращения отечественных машин переменного тока при промышленной частоте питающей сети f1=50 Гц Число пар полюсов p 1 2 3 4 5 Синхронная частота вращения 60 f1 3000 1500 1000 750 600 n1, об/мин p В системе СИ f 50 25 16,67 12,5 10 8, n1 1, об/мин p Более точные по сравнению с методом 3 результаты получаются (особенно в устойчивой части механической характеристики), если вместо формул (1) и (2) использовать общую формулу Клосса 21 asкр M M Mн M, (4) s sкр Mm Mm Mн 2asкр sкр s которой легко придать следующий вид:

21 asкр M. (5) s sкр 2asкр sкр s Здесь критическое скольжение равно (см. [5]) s sкр н 2, (6) где 1 2asн 1. (7) В дальнейшем этот метод характеризуется как метод 4. Данные расчета механической характеристики по нему (при а =1,909) применительно к взятому примеру приведены в четвертой строке табл. 4.

Все расчеты, которые проведены по методам 1, 2 и 4 и приведены в табл.

4, осуществлены при условии, что параметры схемы замещения известны и определяются значениями, приведенными в табл. 3.

Общим недостатком методов 2 – 4 является недостаточная точность расчетов – особенно в неустойчивой части механической характеристики.

Поэтому ниже предлагается еще один приближенный метод расчета механической характеристики асинхронного двигателя по паспортным и каталожным данным (в дальнейшем – метод 5).

Он осуществляется в два этапа.

На первом этапе рассчитывается устойчивая часть характеристики, исходя из следующих соображений.

В статье [3] показано, что устойчивую часть механической характеристики асинхронного двигателя с достаточной степенью приближения можно рассчитать по общей формуле Клосса. Это положение принято также в настоящей статье, но со следующей разницей. При расчетах по паспортно каталожным данным входящий в общую формулу Клосса коэффициент а неизвестен, а нахождение его по этим данным представляет собой самостоятельную задачу. Поэтому в настоящей статье принято, что для ускорения расчетов с достаточной степенью приближения в общей формуле Клосса можно положить а =1. Тогда формулы (5) – (7) приобретают следующий, несколько упрощенный, вид:

21 sкр M ;

(8) s sкр 2sкр sкр s sн 2, sкр (9) 1 2sн 1. (10) С учетом сказанного в настоящей статье приближенный расчет устойчивой части механической характеристики асинхронного двигателя по паспортно каталожным данным ведется по этим выражениям. Это вполне согласуется с теорией. Так, вся теория электропривода в [5] построена на использовании общей формулы Клосса при а =1. Коэффициент а представляет собой отношение активных сопротивлений R1 и R2 обмоток статора и ротора:

R a.

R Поэтому для более точного производства расчета устойчивой части механической характеристики по паспортно-каталожным данным можно воспользоваться материалом статей [7 – 9], где описан метод нахождения параметров R1 и R2, входящих в это выражение. Однако в данном случае расчет устойчивой части механической характеристики следует производить по формулам (4) – (7).

На втором этапе рассчитывается неустойчивая часть механической характеристики, используя прием кусочно-линейной аппроксимации этой части. Это осуществляется следующим образом.

Возьмем неустойчивую часть механической характеристики, изображенной на рис. 2, и соединим на ней точки А и В отрезком прямой АВ.

Затем построим треугольники АВС и DBF с прямыми углами при вершинах C и F и острым углом при вершине В.

M A D C F В M kПМ 1s sк s Рис. 2. К выводу формулы (12) Так как эти треугольники подобны друг другу, то можно написать AC DF tg. (11) BC BF Из треугольников АВС и DBF также видно, что их вертикальные и горизонтальные катеты можно выразить так:

AC k ПМ ;

DF M k ПМ ;

BF 1 s.

BC 1 sкр ;

Подставив эти соотношения в (11), будем иметь k ПМ M k ПМ.

1 sкр 1 s Отсюда получим k ПМ 1 s.

M k ПМ (12) 1 sкр Это выражение представляет собой уравнение неустойчивой части механической характеристики асинхронного двигателя в случае линейной аппроксимации этой части. В этом уравнении коэффициенты M М m k ПМ П ;

Мн Мн представляют собой кратность пускового момента и перегрузочную способность асинхронного двигателя соответственно. Они выбираются из справочников (см., например, [10, 11]). Данные расчета механической характеристики по формуле (12) применительно к принятому выше примеру приведены в пятой строке табл. 4 (см. метод 5). Для визуального и количественного сравнения результатов, полученных методами 1 – 5, на рис. приведены кривые механической характеристики, построенные по данным табл. 4, а в табл. 6 даны результаты расчета по этим данным погрешностей, вычисленных по формуле М M М % n 100%.

M Здесь индекс 1 означает номер метода 1, с которым сравниваются методы 2 – 5, а индекс номера n =2, 3, 4, 5 – соответствующие номера этих методов.

M 0,2 0,4 0,6 0,8 1 s Рис. 3. Кривые механической характеристики, полученные при использовании методов 1 – Анализ рис. 3 и табл. 6 показывает, что наиболее близко к механической характеристике, найденной по методу 1, подходит механическая характеристика, полученная по методу 5.

Действительно, устойчивая часть обеих характеристик практически полностью совпадает друг с другом на всем своем протяжении в интервале скольжений 0 s sкр, а величина М % на неустойчивой части имеет наименьшие значения по сравнению с М % на этой же части механических характеристик, рассчитанных по методам 2 – 4. Кроме того, значения пускового и максимального моментов на механических характеристиках, найденных по методу 5, точно совпадают со значениями этих моментов, определенных по методу 1. Напротив, как видно из рис. 3 табл. 5, пусковые моменты, определенные по методам 2-4, существенно ниже значения М П, которое определяется по методу 1, а максимальный момент, например, по методу 2, намного меньше момента M m, определяемого по методу 1. Значения критического скольжения также точно совпадают в случае определения их по методам 5 и 1, чего нельзя сказать при анализе методов 2 – 4, так как в этих случаях критическое скольжение определяется по разным формулам – см.

формулы (1) – (10).

Таблица Сравнение методов 2 – 5 с методом 1 по результатам, приведенным в табл. Скольжение s Сравнение № с методом Формула погрешности sн = п/п 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,04 0, 1 =0, М 2 М 1 0 0 0 0 0 0 0 0 М % Метод М М М 2 -4,4 -3,786 -2,727 -0,936 0,4 0,482 2,333 3,303 6, М % Метод М М М 3 0,441 -0,459 -0,834 -0,53 -0,14 -0,25 0,506 -0,105 0, М % Метод М М М 4 -1,762 -2,227 -1,923 -0,987 -0,141 -0,144 1,107 1,255 3, М % Метод М Окончание табл. Сравнение Скольжение s № с Формула погрешности sкр = п/п методом 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,2 0,5 0,8 =0, М 2 М 100 -25,124 -44,835 -65, -23,05 -58, 1 0 -2,319 -4,73 -7,489 - Метод 2 М % М М 3 М 100 -10,394 -50,461 -57, -8, 2 8,55 9,324 8,018 6,043 4,122 -1, Метод 3 М % М М 4 М 100 -26,053 -40, -2,752 -17, 3 3,441 -2,869 3,256 1,986 0,98 Метод 4 М % М М 5 М 100 -15,192 -11, 4 -2,665 6,473 5,443 3,197 2,565 0,515 -1,717 Метод 5 М % М Между тем, в настоящее время в литературе (особенно по теории электропривода) при анализе механической характеристики асинхронного двигателя преимущественно используется метод 3. Однако исходя из всего вышесказанного, на наш взгляд, лучше проводить такой анализ на основе метода 5.


Список литературы 1. Проектирование электрических машин / Копылов И.П. (ред.) – М.: Высшая школа, 2002. – 757 с.

2. Фаттахов К.М., Фаттахов Р.К. Исследование устойчивой (рабочей) части механической характеристики асинхронного двигателя // В настоящем сборнике.– С. 98.

3. Фаттахов К.М., Фаттахов Р.К. Аналитический метод расчета устойчивой (рабочей) части механической характеристики асинхронного двигателя // В настоящем сборнике.– С. 132.

4. Чиликин М.Г. Общий курс электропривода. – М: Энергия, 1971. – 432 с.

5. Фаттахов К.М. Формула Клосса, полученная с использованием уточненной Г-образной схемы замещения асинхронной машины. – Электричество, 2005, № 8. – С. 48 – 51.

6. Андреев В.П., Сабинин Ю.А. Основы электропривода. – М – Л.: ГЭИ, 1963. – 772 с.

7. Фаттахов К.М., Фаттахов Р.К. Метод определения параметров схемы замещения асинхронной машины по паспортным и каталожным данным // В сборнике «Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий» – Уфа: Изд-во УГНТУ. – 2011. – с. 123 – 131.

8. Фаттахов К.М., Фаттахов Р.К. Использование метода определения параметров схемы замещения асинхронной машины по паспортным и каталожным данным // В сборнике «Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий» – Уфа:

Изд-во УГНТУ. – 2011. – с. 131 – 139.

9. Фаттахов К.М., Фаттахов Р.К. Расчет рабочих характеристик асинхронной машины по паспортным и каталожным данным // В сборнике «Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий» – Уфа: Изд-во УГНТУ. – 2011. – с. 148 – 157.

10. Электрические машины. Справочник в 2-х т. / И.П. Копылов, Б.К.

Клоков (ред.). – М.: Энергоатомиздат, 1988, 1989. – Т1 – 568 с.;

Т2 – 688 с.

11. Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам. – М.:

Академия, 2005. – 480 с.

УДК 6211.43.044: Ф. Р. ИС СМАГИЛО Е. А. ПОЛИХА Д. Р. ФАРРАХ ОВ, АЧ, ХОВ, И. И ЯМАЛ И. ЛОВ ФГБОУ ВПО Уфимский госу ударствен нный ав виационны ый техн ническийй универсиитет РАЗРААБОТКА МИКРО ОПРОЦЕССОРНО СИСТОЙ ТЕМЫ ЗАЖ ЖИГАНИ ДЛЯ А ИЯ АВТОНО ОМНЫХ ОБЪЕКТ ТОВ Це елью раб боты яв вляется разработ тка микр ропроцесссорной системы ы зажигани (МПСЗ для ав ия З) втономны объект (снего ых тов оходы, воодные мотоциклы,, моторны лодки и т.п.), в которо углом опереже ые ой ения зажжигания управляет у т микропрроцессорнный элемеент, а уст тойчивое искрообрразование достига е ается при и низкой ч частоте вр ращения коленчато вала двигателя внутренн к ого д я него сгор рания.

В программном ко омплексе ELCUT определ лены пар раметры обмоток к освещени и зажи ия игания. Эти парам Э метры включены в математ тическую модель, ю, разработ танную в [1]. Полуучены и ппроанализ зированы выходны характеристики ые и обмоток генератоора.

По результатам анализа выход о дных ха арактерисстик ге енератораа осуществвляется пподбор элементно базы МПСЗ. МПСЗ состоит из двух э ой х функциоональных блоков: регулято напря ора яжения канала ос к свещения и блока а управлен зарядом конденсатора.

ния Фу ункционал льная схема бл лока уп правления зарядо я ом конд денсатораа представ влена на р 1.

рис.

На низкой частот враще а й те ения двигателя (190-200 об/мин заряд 0 н) д накопитеельного конденса атора осу уществля яется многократны прер ым рыванием м тока КЗ в обмотке зажиган е ния.

Рис. 1. Функц циональная схема блока упр равления зарядом конденса атора Фуункционалльная схе блока управле ема а ения вклю ючает в с себя: магд дино (G);

;

блок пит тания (БП которы преобр П), ый разует переменное напряже е ение в по остоянное е напряженнием +5 В и +15 В;

микрок В контролле (МК), в функции которог входит ер и го т обработк сигнал с датчиков (А и В), оп ка лов А пределени направ ие вления и частотыы вращени вала д ия двигателя внутрен я ннего сг горания, реализац ция прогрраммногоо управлен ния, регулирован ние угла опереж а жения заажигания и электронное я е реверсир рование д двигателя систем управл я;


ма ления (СУ полевы транз У) ым зистором,, осуществвляющим многокр м ратное п прерывани тока КЗ в обм ие мотке за ажигания;

;

конденсаатор (К), который заряжает до на й тся апряжени 300 В и разряж ия жается на а катушку зажигани (КЗ).

ия Фуункционал льная схеема регул лятора наапряжени предст ия тавлена на рис. 2.

н.

Для умееньшения нагрева обмотки освещен при стабилиз и ния зации наппряженияя принято решение включи после е ить едователь ьно в це епь нагруузки симмистор, и стабилиз зацию нап пряжения в нагруз осуществлять путем ре я зке егулирова ания угла а отпирани симист ия тора.

Рис. 2. Функцио. ональная схема стабилизато напря ора яжения Фу ункционал льная схе блока управле ема а ения вклюючает в ссебя: магддино (G);

;

блок пит тания (БП которы преобр П), ый разует переменное напряже е ение в по остоянноее напряженнием ±15 В;

генер 5 ратор линнейно изменяюще егося наппряжения (ГЛИН);

;

блок выч числения среднекв вадратичнного значеения выхоодного наапряжени (RMS);

ия ;

блок фоормирован ния упра авляющих импул х льсов (БФФИ), кот торый ср равниваетт сигналы с ГЛИН и RMS и осущест твляет фаазовое уп правление симисто е ором, тем м самым пподдержи ивая напрряжение на нагру узке в пр ределах 12-14 В во всем м диапазон оборот вращения дви не тов игателя ка на хол ак лостом хо оду, так и на при и нагрузке до 300 В блок за е Вт;

аряда акк кумулятор (БЗА).

ра Эк ксперименнтальное исследдование разработанногоо стаби илизатораа напряженния подттвердило работосп пособность данно схемы На исп ой ы. пытаниях х схема ппоказала высокую надежн ю ность и стабильн ность раб боты. Реезультаты ы испытани привед ий дены в та 1.

абл.

Таблица Результаты испытаний стабилизатора напряжения Нагрузка Холостой ход 50 % (150 Вт) 100 % (300 Вт) n, об/мин U, В U, В I, А U, В I, А 1000 12,2 — — — — 2000 13,0 13,0 9,2 — — 3000 13,0 13,0 11,5 — — 4000 13,2 13,0 11,5 — — 5000 13,4 13,0 11,5 — — 6000 13,6 13,1 11,5 12,0 25, 7000 13,8 13,1 11,5 12,0 25, 8000 14,0 13,1 11,5 12,0 25, Таким образом, разработанная схема МПСЗ позволяет получить устойчивое искрообразование на 190-200 об/мин при малом количестве витков обмотки зажигания (не более 600).

Применение фазового регулирования напряжения обмотки освещения позволило снизить тепловыделение обмотки при работе с малой нагрузкой во всем диапазоне оборотов вращения ротора генератора.

Список литературы 1. Полихач, Е. А. Магнитоэлектрический генератор электротехнических комплексов малых транспортных средств: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.09.03) / Полихач Евгений Александрович;

ГОУ ВПО УГАТУ. – Уфа, 2009. – 16 с.

2. Ямалов, И. И. Микропроцессорная система зажигания для снегохода: дис. на соиск. квал. маг. техн. и технол./ Ямалов Ильнар Илдарович;

ГОУ ВПО УГАТУ. – Уфа, 2011. – 92 с.

Список авторов Алетдинов Р. Ф...................... 187, 209 Ищейкина Т. М.............................. Алмаев М. А................................... 177 Кабиров А. М................................... Алтынбаева З. М............................ 110 Караваев А. А.................................. Андреев Д. М................................... 13 Каримов В. И................................. Аслямов И. М................................. 242 Кашбуллин Р. Р............. 196, 223, Афанасьев В. В................................ 15 Кислицин В. И................................. Афанасьев Ю. В............................. 153 Клиначев Н. В................................... Ахматнабиев Ф. С........................... 13 Козлов Д. В.................................... Багаев В. А....................................... 94 Коняев А. Ю.................................... Байбурин И. Х................................ 193 Коняев И. А..................................... Бардин С. В.................................... 219 Коробатов Д.

В.................................. Беляевский Р. В............................... 56 Короткин А. В............................... Бойкова О. А.................................. 168 Костылев А. В............................... Болотовский Ю. И......................... 182 Костюкова Т. П............................. Браславский И. Я........................... 124 Кульмухаметова А. С........................ Быков П. В...................................... 167 Куляпин В. М................................ Вавилов В. Е.................................. 234 Лобанов А. В..................... 60, 92, Валеев А. Р......................... 7, 196, 232 Максимов В. А.................................. Вахитов К. Ш................................... 13 Маркин Н. Е..................................... Волкова Т. А.......................... 187, 209 Матвеев Е. Л.................................... Волкова Т. Ю............. 7, 196, 223, 232 Метельков В. П............................. Воронин С. Г.................................... 20 Михеев А. А................................... Вурсал Д. Н.................................... 110 Нестеров А. В.................................. Выровчикова Ю. С.......................... 48 Нестеров С. В.................................. Габдуллин Р. Х.............................. 202 Нугуманов Н. И............................... Гайсин Р. А..................................... 153 Охотников М. В............................ Ганджа С. А................................ 51, 87 Пашали Д. Ю................... 78, 110, Гареев А. Ш................................... 138 Полихач Е. А................................. Гизатуллин Ф. А.............................. 60 Радионов А. А................................ Горбунов А. С.................................. 35 Радионова Л. В.............................. Гуляев Е. Н....................................... 26 Рахманова Ю. В....................... 26, Денисов В. А.................................... 75 Риянов Л. Н.................................... Дунаев М. П................................... 141 Рогинская Л. Э......... 35, 182, 198, Елизарьев А. Ю................................. 7 Рынгач В. Н..................................... Есаулкова Д. В............................... 124 Салихов Р. М............................. 60, Жуков А. В....................................... 75 Саттаров Р. Р................. 114, 138, Зарипова А. Р................................. 162 Слепец И. А..................................... Зюзев А. М..................................... 172 Смирнов А. С................................. Зяблицев П. А.................................. 18 Согрин А. И............................... 20, Исмагилов Р. Р............................... 239 Солонина Н. Н............................... Исмагилов Ф. Р................. 7, 153, 213, Степанов В. П.................................. 225, 262 Степанюк Д. П............................... Стыскин А. В......................... 119, 145 Хайруллин И. Х................ 68, 73, 128, Султангалеев Р. Н.................... 78, 153 168, 213, 225, Суслов К. В.................................... 157 Хасанов З. М.................................. Терешин В. Г.................................... 40 Хасанова Н. В................................ Тумашев Н. Р................................... 92 Чигвинцев В. А................................ Ульянов Д. В.................................. 219 Чильдинов П. А............................... Уразбахтина Н. Г................... 119, 198 Шапиро С. В.................................. Фаррахов Д. Р........................ 153, 262 Шартдинова Ю. Ф......................... Фаттахов К. М.................. 98, 132, 251 Швалев Е. С..................................... Фаттахов Р. К................... 98, 132, 251 Ямалов И. И................................... Фролов В. А................................... 167 Янгиров И. Ф......................... 213, Научное издание ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ Межвузовский научный сборник Подписано в печать 18.11.2011. Формат 60 84 1/16.

Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman.

Усл. печ. л. 16,7. Уч-изд. л. 16,8.

Тираж 120 экз. Заказ № ФГБОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Редакционно-издательский комплекс УГАТУ 450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса,

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.