Delist.ru

Анализ и синтез тяговой характеристики электрогидравлического распределителя при многократном резервировании по управлению (31.12.2008)

Автор: Трифонова Ольга Игоревна

расстоянии от центра до двух радиусов.

Магнитная индукция по оси витка (см. рис. 9) уменьшается с удалением от плоскости витка.

Рис.10. Изменение магнитной индукции на расстоянии двух радиусов.

до 0 (Рис. 10).

Рис.11. Графики магнитной индукции, наведенной током 1А , в витках

радиусами 16, 20, 24 мм.

Магнитная индукция до диаметра меньшего витка несколько больше, чем индукция от витков большего диаметра в том же промежутке (Рис. 11).

Рис. 12.Изменение составляющих вектора магнитной

индукции вдоль оси Х.

Составляющие магнитной индукции по оси Х показаны на рис. 12 на разном расстоянии от плоскости витка.

Рис. 13. Изменение составляющих магнитной индукции вдоль

диаметра среднего витка катушки.

Составляющие магнитной индукции по оси Х, верхней и нижней половинок катушки (Рис.13.).

Рис. 14. Изменение составляющих магнитной индукции.

(Рис. 14).

Точечные графики значений магнитной индукции вдоль оси катушек показаны на рис. 15.

При применении двухсекционных катушек с целью резервирования в случае отказа одной катушки магнитная индукция оставшейся секции даже при увеличении в ней тока не обеспечивает первоначальных значений магнитной индукции в зоне неработающей секции.

Рис. 15. Изменение магнитной индукции при двукратном резервировании.

В главе 5 осуществлен синтез структуры линейного привода гидравлического распределителя с резервированием по каналам управления.

В главе рассмотрено, при каких условиях размещения катушек управления достигается требуемая работоспособность гидравлического распределителя.

Приведенные расчетные и экспериментальные данные свидетельствуют о существенной неоднозначности магнитной индукции в рабочих наконечниках, расположенных по торцам блока катушек управления (см. рис.15 и рис. 16).

Рис. 16.Изменение магнитной индукции в катушке четырёхкратного резервирования при полном токе и отказах одной (а), двух (б), трёх (в) резервируемых катушек.

Для устранения указанного недостатка предлагается катушки резервирования секционировать таким образом, чтобы каждая катушка вне зависимости от ее месторасположения на магнитопроводе оказывала бы равное, одинаковое воздействие на рабочие зазоры якоря.

Рис.17. Изменение магнитной индукции внутри штатной и секционированного блоков катушек управления при работе только одного из четырёх резервируемых катушек.

Как видно из приведенных экспериментальных замеров магнитной индукции штатного блока катушек четырёхкратного резервирования, (см. рис. 17) по сравнению с таким же блоком катушек, но секционированными по числу витков, в зависимости от расположения секций этих катушек относительно магнитных наконечников якоря, представляется возможным, повысить надежность управления гидравлическим распределителем на порядок.

Из представленных экспериментальных данных измерения магнитной индукции, секционированный блок при работе любой из четырех катушек обеспечивает, при соответствующем токе, практически неизменную магнитную индукцию на выходе из блока катушек управления. Таким образом, поставленная задача повышения надежности управления гидравлическим распределителем электронными средствами может быть решена секционированием катушек управления.

Это позволяет рекомендовать производителям, которые заинтересованы в дополнительном повышении надежности систем приводов с многократным резервированием по электронным каналам управления, применить полученные в данной работе результаты для проведения всех штатных испытаний своих объектов с установкой секционных катушек управления в электрическом двигателе гидравлического распределителя.

В приложении представлены акты внедрения.

Основные выводы по работе

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований, изменение магнитной индукции в зависимости от числа работающих секционных катушек, управляющих гидравлическим распределителем, практически не происходит даже при отказе трех из четырех электронных каналов управления;

Установлено, что при расчете тяговой силы требуемой для перемещения золотника распределителя в диапазоне рабочих давлений 25..30 МПа необходимо учитывать сжимаемость слоев рабочей жидкости между поверхностью золотника и втулки распределителя;

Исследования линейных электродвигателей показали, что электродвигатель с двумя рабочими зазорами является более экономичным в электрической части, чем электродвигатель с одним рабочим зазором, так как увеличение магнитной индукции на некоторую величину в одном рабочем зазоре обеспечивает уменьшение магнитной индукции в другом рабочем зазоре на ту же величину;

Экспериментальные исследования показали, что при многократном резервировании по электронному управлению необходимо обеспечить одинаковое воздействие каждого канала управления на изменение магнитной индукции в каждом рабочем зазоре линейного электродвигателя. Это достигается секционированием каждой катушки управления с определенным количеством витков в каждой секции.

Одинаковое влияние на каждый рабочий зазор линейного электрического двигателя может быть достигнуто секционированием каждой катушки управления. Число витков каждой секции определяется расположением данной секции относительно рабочих зазоров якоря. Для определения необходимого числа витков в соответствующей секции использовался гиперболический закон, который был принят Лапласом для описания экспериментальных данных, полученных Саваром и Био.

Сравнение экспериментальных замеров магнитной индукции в блоках катушек четырехкратного резервирования одинаковых габаритных размеров показало следующее.

В блоке с последовательно расположенными катушками (штатное расположение катушек управления) при работе одной из средних катушек управления, неравномерность в рабочих зазорах якоря может достигать более чем в два раза. При работе одной крайней катушки управления неравномерность магнитной индукции может достигать более 15 раз.

Основные результаты работы изложены в публикациях:

1. Трифонова О.И. Расчет электрического двигателя для гидравлического распределителя. Информационные технологии в промышленности. Труды МГТУ «Станкин». 2002 г.

2. Трифонова О.И. Оптимизация технологических процессов прецизионных изделий на основе размерного анализа. Труды МГТУ «Станкин». 2002 г.

3. Трифонова О.И., Трифонова Г.О. Расчет пропорционального электродвигателя для управления гидравлическим распределителем. Труды международной научно-технической конференции «Современное состояние и гидромашиностроение в ХХ1 веке». Санкт-Петербург. 2003г.

загрузка...