Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода

Создана динамическая модель для исследования электромеханических процессов в вибрационных установках с электромагнитным приводом. В модели учитывается взаимовлияние электромагнитных и механических процессов, нелинейность характеристики намагничивания стали магнитопровода, потоки рассеяния, пространс...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2014
1. Verfasser:	Черно, А.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут електродинаміки НАН України 2014
Schriftenreihe:	Технічна електродинаміка
Schlagworte:	Електромеханічне перетворення енергії
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135498
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода / А.А. Черно // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 2. — С. 37-43. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-135498
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1354982018-06-16T03:05:27Z Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода Черно, А.А. Електромеханічне перетворення енергії Создана динамическая модель для исследования электромеханических процессов в вибрационных установках с электромагнитным приводом. В модели учитывается взаимовлияние электромагнитных и механических процессов, нелинейность характеристики намагничивания стали магнитопровода, потоки рассеяния, пространственное распределение магнитного поля, потери на гистерезис и вихревые токи. Приведены результаты экспериментальных исследований, которые подтверждают адекватность предложенной динамической модели. Створено динамічну модель для дослідження електромеханічних процесів у вібраційних установках з електромагнітним приводом. В моделі враховується взаємовплив електромагнітних та механічних процесів, нелінійність характеристики намагнічування сталі магнітопроводу, потоки розсіювання, просторовий розподіл магнітного поля, втрати на гістерезис та вихрові струми. Наведено результати експериментальних досліджень, які підтверджують адекватність запропонованої динамічної моделі. A dynamic model to investigate the electromechanical processes in multimass vibration devices with electromagnetic drive is proposed. The model is based on the interpolation of the results of magnetostatics numerical solution by finite element method and the differential equations describing the dynamics of electromagnetic and mechanical processes. The model takes into account the nonlinearity of the steel B-H curve, three-dimensional distribution of the magnetic field, leakage fluxes, eddy currents, hysteresis, oscillating masses elastic interaction, the viscous friction force, the mutual influence of electromagnetic and mechanical processes. The experimental investigation results confirm the adequacy of the dynamic model. 2014 Article Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода / А.А. Черно // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 2. — С. 37-43. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1607-7970 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135498 621.313.3:621.318.3 ru Технічна електродинаміка Інститут електродинаміки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Електромеханічне перетворення енергії Електромеханічне перетворення енергії
spellingShingle	Електромеханічне перетворення енергії Електромеханічне перетворення енергії Черно, А.А. Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода Технічна електродинаміка
description	Создана динамическая модель для исследования электромеханических процессов в вибрационных установках с электромагнитным приводом. В модели учитывается взаимовлияние электромагнитных и механических процессов, нелинейность характеристики намагничивания стали магнитопровода, потоки рассеяния, пространственное распределение магнитного поля, потери на гистерезис и вихревые токи. Приведены результаты экспериментальных исследований, которые подтверждают адекватность предложенной динамической модели.
format	Article
author	Черно, А.А.
author_facet	Черно, А.А.
author_sort	Черно, А.А.
title	Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода
title_short	Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода
title_full	Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода
title_fullStr	Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода
title_full_unstemmed	Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода
title_sort	динамическая модель электромагнитного вибрационного привода
publisher	Інститут електродинаміки НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Електромеханічне перетворення енергії
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135498
citation_txt	Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода / А.А. Черно // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 2. — С. 37-43. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series	Технічна електродинаміка
work_keys_str_mv	AT černoaa dinamičeskaâmodelʹélektromagnitnogovibracionnogoprivoda
first_indexed	2025-07-09T23:27:50Z
last_indexed	2025-07-09T23:27:50Z
_version_	1837213864834367488
fulltext	ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 2 37 621.313.3:621.318.3 ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВИБРАЦИОННОГО ПРИВОДА А.А.Черно, канд.техн.наук Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова, просп. Героев Сталинграда, 9, Николаев, 54025, Украина, e-mail: AlexTcherno@gmail.com Создана динамическая модель для исследования электромеханических процессов в вибрационных установках с электромагнитным приводом. В модели учитывается взаимовлияние электромагнитных и механических про- цессов, нелинейность характеристики намагничивания стали магнитопровода, потоки рассеяния, простран- ственное распределение магнитного поля, потери на гистерезис и вихревые токи. Приведены результаты экс- периментальных исследований, которые подтверждают адекватность предложенной динамической модели. Библ. 9, табл. 2, рис. 5. Ключевые слова: вибрационная установка, электромагнитный привод, динамическая модель. Введение. Вибрационные установки находят свое применение в промышленности для обеспе- чения многих технологических процессов [1–3]. Несмотря на широкое распространение центробеж- ного привода, электромагнитный вибрационный привод имеет ряд преимуществ: высокая надеж- ность, большой рабочий ресурс, простота реализации независимого управления амплитудой и часто- той колебаний, возможность создания вибраций с частотой более 100 Гц, высокий КПД при работе на частоте резонанса [6]. Поэтому многие научные работы в Украине [3, 6] и за рубежом [9] посвящены исследованию электромагнитного вибрационного привода с целью его эффективного использования в технологических процессах. Для проведения таких исследований необходимо моделировать элек- тромеханические процессы, протекающие в вибрационном приводе. Поэтому создание динамической модели электромагнитного вибрационного привода является актуальной задачей. Анализ предыдущих исследований. В работе [9] электромагнитные процессы описываются с помощью приближенных аналитических зависимостей, которые не учитывают нелинейность кри- вой намагничивания стали и потоки рассеяния. Следует отметить, что перечисленные факторы оказы- вают существенное влияние на электромеханические процессы, так как электротехническая сталь ви- братора периодически входит в насыщение, и при этом потоки рассеяния становятся соизмеримыми с основным магнитным потоком. Поскольку насыщение стали происходит неравномерно, учесть дан- ные факторы возможно только при численном расчете электромагнитного поля. Однако такой расчет затрудняется необходимостью учета движения якоря и обмена энергией с другими подвижными мас- сами колебательной системы. В последнее время для моделирования динамики электрических машин широко используется подход, основанный на интерполяции результатов численного расчета трехмерного магнитного поля в статике для множества комбинаций значений МДС обмотки и положений подвижной части маши- ны. В работе [8] данный подход был использован для моделирования динамики электромагнитного вибрационного привода. При этом была создана модель (рис. 1, б), основанная на уравнениях ( ) ( ) ( )( )( )1( ) , /IW t WR U t Wd IW t t dt−= − Φ δ ; (1) ( ) ( )( ) ( ) ( )( )ttIWFtxtxc dt dxb dt dx dt dxb dt xdm δ=−+′+⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −+ ,100 0 0 10 02 0 2 0 ; (2) +⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −++⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −+ dt dx dt dxb dt dxb dt dx dt dxb dt xdm 21 2 1 1 01 02 1 2 1 ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( )ttIWFtxtxctxctxtxc δ−=−++−+ ,21211010 ; (3) ( ) ( )( ) 0122 12 22 2 2 2 =−+⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −+ txtxc dt dx dt dxb dt xdm ; (4) )()()( 010 txtxt −+δ=δ , (5) © Черно А.А., 2014 38 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 2 где IW – МДС обмотки; R и W – активное сопротивление и число витков обмотки; U − входное на- пряжение; F – сила, создаваемая электромагнитом; т0, х0; т1, х1; т2, х2 – массы и координаты переме- щения рабочего органа, промежуточной платформы и динамического виброгасителя соответственно (рис. 1, а); с0, b0; с1, b1 и с2, b2 – жесткости и коэффициенты вязкого трения упругих связей; b′0 – ко- эффициент диссипации энергии в обрабатываемом материале; δ – величина воздушного зазора; δ0 – величина воздушного зазора в положении равновесия. В динамической модели (рис. 1, б) механика вибрационной установки описывается передаточными функциями 6-го порядка W0(p), W1(p) и W2(p), полученными из уравнений (2) – (4), где р – оператор Лапласа. Значения функций Ф(IW,δ) и F(IW,δ) определяются в процессе моделирования путем интерпо- ляции табличных данных, полученных в результате решения множества полевых задач для различ- ных комбинаций значений IW и δ в статике методом конечных элементов. Недостаток рассмотренной модели заключается в том, что уравнение (1) не может быть пред- ставлено в форме Коши и интегрироваться вместе с остальными уравнениями. В процессе моделиро- вания уравнения механики (2) – (4) преобразовываются в систему из шести дифференциальных урав- нений первого порядка и интегрируются методом Рунге-Кутта, a текущее значение МДС IW опреде- ляется согласно (1) путем дифференцирования магнитного потока Ф, вычисленного во время преды- дущей итерации. Возникающая при этом погрешность на порядки превышает погрешность метода Рунге-Кутта. Для повышения точности расчета необходимо уменьшать шаг итераций, что приводит к значительному увеличению времени моделирования. Кроме того, в рассмотренной модели не учитываются потери на гистерезис и вихревые токи. Несмотря на то, что эти потери в сумме значительно меньше, чем потери в меди, их нужно учиты- вать, поскольку они оказывают влияние на динамику электропривода и на его энергопотребление. Целью данной работы является создание динамической модели электромагнитного вибраци- онного привода, обеспечивающей высокую точность расчета при относительно небольших затратах машинного времени и учитывающей взаимовлияние электромагнитных и механических процессов, нелинейность характеристики намагничивания стали магнитопровода, потоки рассеяния и простран- ственное распределение магнитного поля, а также потери на гистерезис и вихревые токи. Создание динамической модели. Cоставим эквивалентную схему замещения электрической цепи электромагнитного вибратора (рис. 2). На схеме приняты обозначения: fI – частота тока в обмотке; Iμ – составляющая то- ка, которая создает результирующее магнитное поле; ψ = WФ – потокосцепление. Знаком "" обозначены величины, приведен- ные к обмотке: Iв = Iв/W; Iг* = Iг/W; Rв * = RвW2; Rг * = RгW2, где Iв – МДС, создаваемая вихревыми токами; Iг – МДС, которой обу- словлена реактивная составляющая намагниченности; Rв – эк- вивалентное сопротивление контуров замыкания вихревых то- ков; Rг – фиктивное сопротивление, характеризующее потери на гистерезис. Потери мощности на гистерезис и вихревые токи ( )( )∫ + = ITt tI dtRtI T P * г 2* гг 1 , ( )( )∫ + = ITt tI dtRtI T P * в 2* вв 1 , (6, 7) а б Рис. 1 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 2 39 где TI = 1/fI – период тока. Потери на гистерезис пропорциональны частоте перемагничивания, а по- тери на вихревые токи − квадрату частоты [5]. Поэтому при изменяющейся частоте тока в эквива- лентной схеме замещения сопротивление Rв * можно принять постоянным, а сопротивление Rг * – ли- нейно зависящим от частоты: ( )* * г г.ст .ст I I I fR f R f = , (8) где R* г.ст – значение сопротивления Rг * при стандартной частоте fI.ст, для которой приведены справоч- ные данные по потерям [5]. Поскольку противо-ЭДС dψ/dt пропорциональна частоте, при изменении последней амплитуда тока Iг* будет оставаться постоянной, а сопротивление Rг * и потери Рг будут изменяться пропорционально частоте. Используя схему замещения (рис. 2) с учетом (8), составляем уравнения ( ) ( ) ( )( )1 1( ) , /эквI t R U t WR d IW t t dt− −= − Φ δ ; ( ) ( ) ( ) ( )( )tItItIWtIW * г * вэкв −−⋅= ; (9, 10) ( ) ( ) ( ) ( )( )tRItU tfR ftI I I −= * г.ст .ст* г ; ( ) ( ) ( )( )tRItU R tI −= * в * в 1 , (11, 12) где IWэкв = IμW – эквивалентная МДС, создающая результирующее магнитное поле. На основании уравнений (9) – (12) и (2) – (5) можно составить динамическую модель, аналогичную предложенной в [8], но учитывающую потери в стали. Величины Rв * и R* г.ст должны быть подобраны в результате мо- делирования таким образом, чтобы при стандартной частоте и амплитуде магнитной индукции поте- ри на гистерезис и вихревые токи, рассчитанные по (6), (7), соответствовали справочным данным [5], приведенным для тех же условий. Для обеспечения высокой точности расчета при сравнительно небольшом времени моделиро- вания необходимо избавиться от процедуры дифференцирования в уравнении (9), представив его в форме Коши. Для этого нужно перейти от функции Ф(IWэкв,δ) к обратной функции IWэкв(Ф,δ). То есть необходимо обеспечить возможность в процессе моделирования определять мгновенные значения эквивалентной МДС в зависимости от мгновенных значений магнитного потока и величины воздуш- ного зазора. Для этого нужно таблицу значений магнитного потока Ф, полученных путем решения трехмерной полевой задачи для разных значений МДС и δ [8], преобразовать в таблицу значений IWэкв для разных Ф и δ. Представим исходную таблицу в виде матриц ( ) ( ) ( )( )TNIW IWIWIW экв2экв1эквэкв ...=IW ; ( )TNδ δδδ= ...21δ ; (13, 14) ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ΦΦΦ ΦΦΦ ΦΦΦ = δδδ IW IW IW NNNN N N ,2,1, ,22,21,2 ,12,11,1 ... ............ ... ... Φ , (15) где Фi,j – значения магнитного потока, рассчитанные при МДС обмотки (IWэкв)j и величине воздушно- го зазора δi; NIW – число варьируемых значений МДС; Nδ – число варьируемых значений δ. Интерпо- лируем каждую строку матрицы (13) сплайн-функцией splinei(IWэкв). Зададим NФ значений магнитно- го потока ( )TNΦ ΦΦΦ= ...21Φ . (16) Находим значения МДС обмотки (IWэкв)i,k, соответствующие значениям Фk и δi, путем реше- ния уравнений ( )( ) kkii IWspline Φ=,экв при 1... ; 1...k N i NδΦ= = , где і − номер строки. В результате получаем матрицу значений эквивалентной МДС ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = Φδδδ Φ Φ NNNN N N IWIWIW IWIWIW IWIWIW ,экв2,экв1,экв ,2экв2,2экв1,2экв ,1экв2,1экв1,1экв экв ... ............ ... ... IW . (17) Таким образом, табличная зависимость Ф(IWэкв,δ), заданная матрицами (13)–(15), преобразо- вывается в табличную зависимость IWэкв(Ф,δ), заданную матрицами (14), (16), (17). Путем интерпо- 40 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 2 ляции этой зависимости получаем непрерывную функцию, что позволяет на основании (9) и (10) со- ставить следующее уравнение: ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ){ }1 1/ , * * экв г вd dt W U t R W IW t t I t I t− −⎡ ⎤Φ = − ⋅ Φ δ + +⎣ ⎦ . (18) Поскольку уравнение (18) представлено в форме Коши, оно может быть проинтегрировано совместно с другими уравнениями системы методом Рунге-Кутта без выполнения операций числен- ного дифференцирования. Это позволит достичь требуемой точности расчета при значительно мень- шем количестве итераций по сравнению с динамической моделью (рис. 1, б). Составим в операторной форме уравнения механики для произвольного числа масс колеба- тельной системы, считая, что электромагнитный вибратор входит в состав 0-й и 1-й массы ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎪ ⎨ ⎧ =++++ =++++ δ−=++++ δ=++++ −−−−−− −− −− −− ,0... ;0... ;,... ;,... 11,122,111,100,1 11,222,211,200,2 экв11,122,111,100,1 экв11,022,011,000,0 pxpMpxpMpxpMpxpM pxpMpxpMpxpMpxpM ppIWFpxpMpxpMpxpMpxpM ppIWFpxpMpxpMpxpMpxpM nnnnnn nn nn nn M (19) где ( ) ( )∑ − = ++= 1 0 ,, 2 , n j jijiiii cpbpmpM ; ( ) ( ), , , приi j i j i jM p b p c i j= − + ≠ ; mi – i-я масса; bi,j и сi,j – соот- ветственно коэффициент вязкого трения и жесткость упругой связи между i-й и j-й массами при i≠j; сi,i – жесткость упругой связи между i-й массой и фундаментом; bi,i – коэффициент силы вязкого тре- ния, пропорциональной абсолютной скорости i-й массы (трение в амортизаторах и сила сопротивле- ния, обусловленная диссипацией энергии в обрабатываемом материале); п – число масс. На основа- нии уравнений (11, 12), (18,19) с уче- том (5) была по- строена динамиче- ская модель элек- тромагнитного ви- брационного при- вода, которая по- казана на рис. 3 в виде структурной схемы, где обозна- чено: Uампл – амп- литуда подаваемо- го на обмотку на- пряжения. В слу- чае моделирования процессов в элект- роприводе при не- синусоидальном входном напряже- нии необходимо в модели (рис. 3) за- менить блок "sin" другим блоком, определяющим функцию измене- ния входного на- пряжения во времени. Моделирование электромеханических процессов. На рис. 4 представлена реализация разра- ботанной динамической модели в программе Simulink, а на рис. 5 − рассчитанные с ее помощью графи- Рис. 3 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 2 41 Рис. 4 Рис. 5 42 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 2 ки переходных процессов при включении электромагнитного привода трехмассовой вибрационной ус- тановки. Адекватность модели можно косвенно проверить по сходимости баланса мощностей гвммехпотр PPPPP Δ+Δ+Δ+= , где Рпотр – потребляемая мощность; Рмех – механическая мощность; ΔРм – потери в меди. Потери на гистерезис ΔРг и потери на вихревые токи ΔРв определяются согласно (6) и (7). Составляющие мощ- ности Рпотр, Рмех и ΔРм определяются следующими выражениями: ( ) ( )∫ + = ITt tI dttUtI T P 1 потр ; ( ) ( )∫ + = ITt tI dttvtF T P 1 мех ; ( )( )∫ + =Δ ITt tI RdttI T P 2 м 1 , где v – относительная скорость якоря и сердечника электромагнитного вибратора. Для оценки сходимости баланса мощностей будем использовать относительную ошибку ( ) 1( ) 100%P потр мех м в г потрP P P P P P −ε = − + Δ + Δ + Δ ⋅ . Результаты расчета (табл. 1) показывают, что баланс мощностей сходится с высокой точностью. Экспериментальные исследования. Для минимизации факторов, влияющих на результаты экспериментов, использовалась одномассовая колебательная система. На об- мотку электромагнитного вибратора подавалось синусоидальное напряжение и фиксировались ос- циллограммы тока в обмотке І(t) и виброускорения подвижной массы а(t) (рис. 6, кривые 1). Для сравнения показаны и соответствующие осциллограммы, полученные расчетным путем (кривые 2). Данный эксперимент про- водился многократно при пяти разных амплитудах входного напряжения, для которых затем были опре- делены действующие зна- чения тока Iд и амплитуд- ные значения вибропере- мещения Х. С помощью критерия Кохрена [4] экс- перимент был проверен на воспроизводимость (G < Gкр). Для каждой из величин Iд и Х была определена инструментальная по- грешность [7] ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 21 2100% / / / /инстр a a r rY Y U Y U Y Y c Y c Y−ε = Δ ⋅ ∂ ∂ + Δδ ⋅ ∂ ∂δ + Δω ⋅ ∂ ∂ω + Δ ⋅ ∂ ∂ + Δ , где Y – определяемая величина (Iд или Х); ΔUa, Δδ, Δωr, Δc и ΔY – погрешности измерения амплитуды напряжения, величины воздушного зазора, резонансной частоты, жесткости подвеса и определяемой величины соответственно. Случайные погрешности, найденные с помощью коэффициента Стьюден- та [4], на 2 порядка меньше инструментальных, поэтому ими можно пренебречь. Результаты статистической обработки экспериментов приведены в табл. 2. Таблица 2 Ua, B Iд.эксп , А Iд.теор, А εI, % εинстр(I), % Xэксп, мм Xтеор, мм εX, % εинстр(X), % 149 1,136 1,09 4,1 4,4 0,2979 0,303 1,7 4,0 171 1,254 1,209 3,6 4,7 0,4047 0,4101 1,3 4,0 188 1,332 1,29 3,1 5,1 0,5095 0,5119 0,5 4,2 201 1,379 1,341 2,8 5,5 0,6045 0,602 0,4 4,5 215 1,411 1,382 2,0 5,9 0,728 0,7112 2,3 4,5 Относительные отклонения теоретических результатов от экспериментальных εI и εX не пре- вышают соответствующих инструментальных погрешностей. Это означает, что проведенные экспе- рименты подтверждают адекватность разработанной динамической модели. Выводы. Созданная динамическая модель позволяет рассчитывать электромеханические про- цессы в электромагнитном приводе многомассовых вибрационных установок с высокой точностью. Погрешность расчета составляющих мощности электромагнитного привода не превышает 1%. Мак- симальное расхождение между результатами расчетов и опытов составляет 4,1% по действующему Таблица 1 Pпотр, Вт Pмех, Вт ΔPм, Вт ΔPв, Вт ΔPг, Вт εР, % 62,09 47,74 12,61 0,7 0,65 0,63 Рис. 6 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2014. № 2 43 значению тока и 2,3% по амплитуде вибрации, что не превышает инструментальной погрешности эксперимента. 1. Бондар Р.П., Голенков Г.М., Мазуренко Л.І., Подольцев О.Д. Моделювання багатокомпонентного коливально- го руху вібраційної системи з лінійним електроприводом // Технічна електродинаміка. – 2012. – №1. – С. 49–56. 2. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. – М.: Машиностроение, 1981. – Т. 4. – 509 с. 3. Виштак Т.В., Кондратенко И.П., Ращепкин А.П. Динамические режимы электромагнитного вибратора // Технічна електродинаміка. – 2011. – №3. – С. 60–66. 4. Гмурман В.Е. Теория вероятности и математическая статистика. – М.: Высш. школа, 2003. – 480 с. 5. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. – М.: Энергия, 1974. – 240 с. 6. Ланець О.С. Високоефективні міжрезонансні вібраційні машини з електромагнітним приводом (Теорети- чні основи та практика створення): Монографія. – Львів: НУЛП, 2008. – 324 с. 7. Савчук В.П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. Ч.1: Учебн. пособие для сту- дентов вузов. – Одесса: ОНПУ, 2002. – 54 с. 8. Черно А.А., Гуров А.П., Минчула А.С., Безверхний Д.Л. Моделирование электромеханических процессов в энергосберегающих электромагнитных приводах вибрационных установок // Электротехнические и компью- терные системы. – К.: Техніка, 2011. – №3. – С. 397–399. 9. Despotovic Z.V., Stojiljkovic Z.V. Power Converter Control Circuits for Two-Mass Vibratory Conveying System with Electromagnetic Drive: Simulations and Experimental Results // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2007. – Vol. 54. – Issue 1. – Рp. 453–466. УДК 621.313.3:621.318.3 ДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВІБРАЦІЙНОГО ПРИВОДА О.О.Черно, канд.техн.наук Національный університет кораблебудування імені адмірала Макарова, просп. Героїв Сталінграду, 9, Миколаїв, 54025, Україна, e-mail: AlexTcherno@gmail.com Створено динамічну модель для дослідження електромеханічних процесів у вібраційних установках з електромагнітним приводом. В моделі враховується взаємовплив електромагнітних та механічних процесів, нелінійність характеристики на- магнічування сталі магнітопроводу, потоки розсіювання, просторовий розподіл магнітного поля, втрати на гістерезис та вихрові струми. Наведено результати експериментальних досліджень, які підтверджують адекватність запропонованої динамічної моделі. Бібл. 9, табл. 2, рис. 5. Ключові слова: вібраційна установка, електромагнітний привод, динамічна модель. DYNAMIC MODEL OF ELECTROMAGNETIC VIBRATION DRIVE O.O.Tcherno National University of Shipbuilding named by admiral Makarov, av. Heroiv Stalingradu, 9, Mykolaiv, 54025, Ukraine, e-mail: AlexTcherno@gmail.com A dynamic model to investigate the electromechanical processes in multimass vibration devices with electromagnetic drive is proposed. The model is based on the interpolation of the results of magnetostatics numerical solution by finite element method and the differential equations describing the dynamics of electromagnetic and mechanical processes. The model takes into account the nonlinearity of the steel B-H curve, three-dimensional distribution of the magnetic field, leakage fluxes, eddy currents, hysteresis, oscillating masses elastic interaction, the viscous friction force, the mutual influence of electromagnetic and mechanical processes. The experimental investigation results confirm the adequacy of the dynamic model. References 9, tables 2, figures 5. Key words: vibration device, electromagnetic drive, dynamic model. 1. Bondar R.P., Holenkov H.M., Mazurenko L.I., Podoltsev O.D. Modeling of a multicomponent oscillatory motion of the vibration system with linear electric drive // Tekhnichna elektrodynamika. – 2012. – №1. – Pр. 49–56. (Ukr) 2. Vibrations in the technique: Reference book. In 6 vol. – Moskva: Mashinostroenie, 1981. – Vol. 4. – 509 p. (Rus) 3. Vishtak T.V., Kondratenko I.P., Rashchepkin A.P. Dynamic modes of the electromagnetic oscillator // Tekhnichna elektrodynamika. – 2011. – №3. – Pp. 60–66. (Rus) 4. Gmurman V.E. The probability theory and mathematical statistics. – Moskva: Vysshaia shkola, 2003. – 480 p. (Rus) 5. Druzhinin V.V. The magnetic properties of electrical steel. – Moskva: Energiia, 1974. – 240 p. (Rus) 6. Lanets O.S. High efficiency interresonance vibrating machines with electromagnetic drive (Theoretical foundations and building practice): Manuscript. – Lviv: NULP, 2008. – 324 p. (Ukr) 7. Savchuk V.P. Processing of measurement results. Physical Laboratory. Vol. 1: Textbook for students of colleges. – Odessa: ONPU, 2002. – 54 p. (Rus) 8. Tcherno A.А., Gurov A.P., Minchula A.S., Bezverkhnii D.L. The modeling of electromechanical processes in energy-efficient electromagnetic drives of vibration devices // Elektrotekhnicheskie i kompiuternye sistemy. – Kyiv: Tekhnika, 2011. – №3. – Pp. 397–399. (Rus) 9. Despotovic Z.V., Stojiljkovic Z.V. Power Converter Control Circuits for Two-Mass Vibratory Conveying System with Electromagnetic Drive: Simulations and Experimental Results // IEEE Transactions on Industrial Electronics. − 2007. − Vol. 54. − Issue 1. – Pp. 453–466. Надійшла 15.07.2013

Динамическая модель электромагнитного вибрационного привода

Institution

Ähnliche Einträge