Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей

^ Короткое содержание работы
Во внедрении дано обоснование актуальности темы диссертации, изложены цель, задачки и главные научные результаты, выносимые на защиту, отражены практическая ценность и реализация результатов.

В первой главе определены область внедрения МКИЭД Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей и требования к ним. В качестве базисной области внедрения рассматриваются источники механических воздействий на поверхность грунта либо воды, применяемые в импульсных и вибрационных разработках сейсморазведки.

Выполнен критичный анализ узнаваемых сейсмоисточников, их Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей приводов, режимов работы и характеристик. Для сотворения сейсмических волн используются объёмные либо поверхностные деформации грунта. Применение воздействий на поверхность более технологично. Известны силовой (импульсом специального мотора) и ударный методы сотворения сейсмических волн с поверхности. Силовой Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей метод предпочтителен, потому что при нём доступнее управление параметрами воздействия.

Описана специфичность нагрузки сейсмоисточника – грунта, в значимой мере определяющей характеристики и режим работы его мотора. Определены требования к характеристикам Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей воздействия импульсного источника на грунт [16]. Для решения задач сейсморазведки нефти и газа развиваемая движком сейсмоисточника сила f должна составлять 1∙106 Н и поболее. Она определяет:

- величину площади SA контакта излучателя с грунтом:

, (1)

где σy – предел Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей упругой деформации грунта: σy=(2—7) ∙105 Па;

- предел vmax скорости движения излучателя:

, (2)

(vр – скорость распространения продольных волн в грунте, м/с; ρg – плотность грунта, кг/м3), составляет при усреднённых значениях характеристик грунта примерно 1.5 м Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей/с.

Середина спектра оптимальных длительностей воздействия на грунт, ограниченных наибольшей величиной упругих деформаций грунта xmax



и размерами излучателя:

,

где ^ D – условный его поперечник, Eg – модуль упругости грунта,

составляет примерно tср=4∙10-3 с Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, что определяет удельную силу – ускорение am передвигающихся частей, соединённых с излучателем сейсмоисточника, с массой m, более 500 м/с2:

. (3)

В почти всех узнаваемых импульсных сейсмоисточниках обозначенные ограничения скорости и продолжительности деформации грунта значительно Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей превышены. Это обосновано техническим противоречием, заключающемся в том, что их импульсные движки, способные развивать нужную силу, работают с высочайшим КПД только при скорости движения исполнительного элемента (поршня, якоря) более (10—20) м/с, что существенно превосходит Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей величину vmax (2). При высочайшей скорости воздействия на грунт большая часть механической энергия импульсного мотора употребляется не на создание сейсмических волн, а рассеивается при пластических деформациях грунта. Применение мультипликаторов, уменьшающих Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей при высочайшей скорости движения частей мотора скорость воздействующего на грунт излучателя, не решает делему стопроцентно – увеличивается инерционность излучателя и миниатюризируется коэффициент ηМ использования механической энергии АМ [10].

, (4)

где Ag – энергия упругих деформаций грунта; постулируется Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, что сейсмо-колебания тем лучше, чем больше величина упругих деформаций грунта под излучателем. Регламентирующий характеристики воздействия сейсмоисточника на грунт метод патентован [60]

В диссертации проведён анализ воздействия на ηМ главных характеристик конструкции сейсмоисточника, к которым Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей относятся соотношение и величины масс излучателя и пригруза, также величина рабочего хода хр.х. мотора [6]. Чтоб при силовом методе сотворения воздействий больше механической энергии АМ передавалось излучателю, отношение массы пригруза к массе Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей излучателя нужно наращивать. Масса пригруза ограничена грузоподъёмностью (тяговым усилием) тс сейсмоисточника, а излучатель обязан иметь заданную площадь контакта с грунтом (1), в значимой мере определяющую его массу. Не считая того, вес пригруза средством Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей реакции сжатого им грунта оказывает противодействие силе f. Аналитически определено, что зависимость ηМ от массы пригруза имеет максимум примерно при 40 кг на 1∙104 Н развиваемой силы, также, что неотклонимым является Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей соответствие времени tр.х. рабочего хода мотора сейсмоисточника площади и массе его излучателя, с тем, чтоб производилось неравенство ωtр.х.<π, где ω – собственная частота колебаний излучателя на грунте. Оперативное регулирование продолжительности сжатия грунта Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей для обеспечения ωtр.х.<π при любом вероятном грунте под сейсмоисточником представляет трудности, потому масса излучателя должна быть малой при нужных площади, жёсткости и прочности [39].




Набросок 1 – Зависимость ηМ от величины рабочего хода мотора Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей сейсмоисточника
Аналитически определено [6], что для роста значения ηМ рабочий ход хр.х. мотора сейсмоисточника не должен превосходить 5·10-3 м (рис.1).

При разработке концепции сейсмоисточника с МКИЭД [8], (имеется патент [55]) обусловлен выбор электрического мотора прямоугольной формы Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей с многополюсным индуктором и движением плоского якоря продольно силовым линиям магнитного поля в рабочем зазоре (патент [57]). Повышение развиваемой таким движком силы реализуется повышением площади полюсов.




Набросок 2 – Электрический

сейсмоисточник
Тяговые электромагниты с магнитопроводами разных форм, в Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей том числе и избранной, обширно используются, к примеру, в приводах электронных аппаратов, электроинструмента, молотов и т. д., но они имеют недостаточные для технологий сейсморазведки мощность и быстродействие. Для их требуются движки с мощностью Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей до миллионов Ватт и рабочим ходом величиной (4—5)·10-3 м, совершаемым за (4—5)∙10-3 с, способные сформировывать импульсы силы воздействия, сопоставимые по результатам (по интенсивности генерируемых сейсмических волн и разрешающей возможности сейсморазведки) с взрывом заряда взрывчатого Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей вещества. Существенно уменьшить продолжительность рабочего хода массивного электрического мотора оказалось вероятным с применением комплекса мер, включающего конструкцию шихтованных из листов электротехнической стали магнитопроводов, имеющую нужную при ударных взаимодействиях крепкость, рационализацию Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей размеров электромагнита и характеристик режима возбуждения магнитного поля и т. д.

Сейсмоисточник с МКИЭД (рис. 2) содержит последующие элементы. На поверхности грунта размещён излучатель 1. На закреплённые на нём опоры 2 помещён якорь 3 электромагнита с Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей возможностью перемещения ввысь относительно опор. Пригруз 4 (с закреплённым на нём индуктором 5) помещён на излучателе ниже якоря с исходным зазором δ0 меж нижней плоскостью якоря и плоскостью полюсов (зубцов) индуктора.

При формировании импульса тока в обмотке Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей 6 в магнитопроводах якоря и индуктора и зазоре δ появляется магнитный поток ^ Ф. Якорь 3, притягиваясь к индуктору 5 с силой f, создаёт через опоры 2 и излучатель 1 импульс механического воздействия на грунт, а индуктор с пригрузом Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей 4 двигаются ввысь. В случае полного выбора зазора δ меж якорем и индуктором происходит их соударение. Дальше якорь двигается совместно с индуктором, сила f грунту не передаётся, обмотка 6 обесточивается. Элементы сейсмоисточника ворачиваются в Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей начальное положение под действием силы тяжести и упругой реакции грунта. Скорость опускания пригруза на излучатель ограничивается демпфером 7 [14].

Во 2-ой главе описан разработанный подход к моделированию процесса срабатывания МКИЭД. Тесты реальных образцов электрических Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей сейсмоисточников очень ограничены сроками, а исследования уменьшенных физических моделей из-за нелинейности параметров нагрузки – грунта не дают достоверных результатов. Нужно применение математических моделей. Разработаны аналитические и компьютерные модели сейсмоисточника с МКИЭД, которые Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей могут послужить базой для разработки моделей близких к нему по чертам импульсных устройств, что показано на примерах анализа разных сейсмоисточников и режимов работы [1]–[3], [20], [45]–[48].

В аналитической форме моделирование процесса срабатывания электрического сейсмоисточника может Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей быть только при значимых ограничениях, сначала, при отсутствии обоюдного воздействия электрической и механической подсистем и линейности параметров частей модели. Такие причины учитывались при численном анализе определенных сейсмоисточников, а проверка адекватности численного моделирования Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей производилась сопоставлением результатов с приобретенными аналитически и экспериментально. Комплекс моделей позволил получить достоверные данные о сейсмоисточниках различной мощности.

Известны модели процесса срабатывания электромеханических устройств в виде систем дифференциальных уравнений [43], но их применение ограничено Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей. К примеру, при разработке нового устройства и необходимости его структурной оптимизации графические модели, создаваемые в рамках использования компьютерных программ автоматического проектирования, предоставляют большие способности.




Набросок 3 - Картина магнитного поля в Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей поперечном сечении МКИЭД источника "Енисей"
Компьютерные программки, использующие способ конечных частей, слабо нацелены на синтез систем и требуют значимых вычислительных ресурсов, потому малопригодны для моделирования процессов в реальном времени, в особенности для проведения Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей многовариантного анализа динамических процессов.

Как показало проведённое в диссертации исследование двух- и трёхмерных картин магнитного поля МКИЭД (рис. 3), он имеет особенность – величина энергии, запасаемой в магнитном поле рассеяния и выпучивания, малозначительна, а толика Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей силы притяжения якоря к индуктору, обусловленная потоками выпучивания, не превосходит 2%. Это позволяет в рамках разработанного подхода к численному расчёту его процесса срабатывания использовать схемные модели [41], [42]. При всем этом с внедрением аналогий Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей схемы замещения электронной, магнитной, механической и акустической подсистем приводятся к схожему виду.

Разработанная модель процесса срабатывания сейсмоисточника с МКИЭД в базисном варианте содержит две подсхемы – электрическую и механоакустическую. Разработаны методики их составления [3], [15]:

1) При Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей составлении схемы замещения электрической подсистемы в схеме электропитания МКИЭД производится подмена обмоток сопротивлениями R электронных утрат и электронной схемой замещения магнитной системы, так как обмотки являются элементами как электронной Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, так и магнитной подсистем. Сопротивление R задаётся суммой сопротивлений обмотки и соединительных проводов. Для учёта эффекта вытеснения тока сопротивление R1 проводников пазовой части обмотки рассчитывается в функции времени:

, , (5)

где γ – удельная электропроводность меди Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей; Δв – толщина проводника.

Построение электронной схемы замещения магнитной системы [7] начинается с выделения главных магнитных потоков в картине поля. Дальше магнитной системе ставится в соответствие схема магнитных сопротивлений (как при определении магнитной проводимости Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей по способу Ротерса). Она преобразуется дуально в схему магнитных проводимостей, которая с применением электрической аналогии заменяется схемой электронных индуктивностей. В конце концов, эта схема с поочередно соединённым с ней сопротивлением R врубается Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей в схему электропитания МКИЭД заместо обмотки.


а) б)

Набросок 4 - Облегченная магнитная цепь МКИЭД и её электронная схема замещения


К примеру, граф схемы замещения (рис. 4,а) [3] облегченной симметричной магнитной системы МКИЭД соответствует структуре главных магнитных потоков Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей Фδ, Фс, Фр, Фв, Ф, проходящих, соответственно, через зазор и две группы фрагментов магнитопровода – ярмо и зубцы, также рассеяния и выпучивания. В ветвь, моделирующую окутанный обмоткой зубец индуктора, помещён источник МДС iw. В Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей других ветвях помещены магнитные сопротивления Zδ, Zс, Zп, Zр, Zв. Они моделируют характеристики припасать энергию в магнитном поле, заключённом в объёме соответственного куска, и возвращать её, также рассеивать в виде тепла. Энергопотери Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, вызванные гистерезисом и вихревыми токами, находятся в магнитопроводе, моделируемом сопротивлениями Zс, Zп. Потому что в опытах эти утраты определялись интегрально для всего магнитопровода МКИЭД, то и в схеме замещения оказалось целесообразным представлять Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей их одним магнитным сопротивлением Rμ, помещаемым в ветвь с источником МДС iw (в электромагните все магнитные потоки, включая поток рассеяния, замкнуты через магнитопровод).

Заместо магнитных потоков Фδ, Фс, Фр Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, Фв, Ф на схеме отражены их производные. Это вызвано тем, что в предлагаемом подходе дальше эта схема должна быть преобразована в электронную. Электронным аналогом магнитного потока является заряд, а фазовыми переменными электронной схемы являются Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей не заряды, а их производные – токи. Не считая того, для графического изображения характеристики припасать энергию разумно использовать знак конденсатора, а не резистора. Чтоб электронный аналог схемы, приведённой на рисунке 4,а, состыковать со Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей схемой электропитания МКИЭД, нужно его дуальное перестроение. В дуальной электронной схеме замещения (рис. 4,б) реактивные магнитные сопротивления изменены индуктивностями (), Rμ – электронной проводимостью . Схема электропитания МКИЭД поочередно с сопротивлением R пристыковывается к Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей выводам I и II.

Для расчёта индуктивности Lδ в методике употребляется формула

, , (6)

где хА и х2 – перемещения излучателя и пригруза.

Индуктивность Lр в методике определяется в виде приобретенной с внедрением картин магнитного поля Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, построенных при разных значениях МДС обмотки, численной зависимости от магнитной индукции Bδ (Тл). К примеру, для массивных движков сейсмоисточников "Енисей"

мкГн.

Использовались два варианта задания утрат энергии в магнитопроводе – или при помощи проводимости Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей gμ, или при помощи петли гистерезиса его модели. Во 2-м случае для фрагментов магнитопровода использовалась модель Джилса–Атертона. Поначалу характеристики петли гистерезиса в ней (или проводимость gμ) определяются по справочным данным Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, а после производства электрического мотора уточняются с внедрением энергетических диаграмм, экспериментально приобретенных при срабатывании со штатной системой электропитания и зафиксированном якоре относительно индуктора.

В диссертации разработана также методика формализованного составления схем замещения электрических Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей систем с магнитосвязанными обмотками, заменяющих традиционную Т– образную схему замещения в случаях связей меж обмотками по неизменному току [3].

2) При моделировании механоакустической системы сейсмоисточника применены последующие главные допущения:

- из всех степеней свободы частей конструкции Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей учитывалось движение исключительно в вертикальном направлении; главные элементы конструкции моделировались сосредоточенными массами;

- преобразование деформаций грунта в сейсмические волны не рассматривалось; эффективность оценивалась с внедрением параметра ηМ (4);

- электрический движок в механической системе моделировался Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей источником силы f, действующей в течение продолжительности tδ выбора зазора δ.

, (7)

где Sδ, Вδ – площадь сечения зазора и магнитная индукция в нём; μ0 – магнитная неизменная; kfв – коэффициент, учитывающий выпучивание магнитного поля.

Вопросы построения Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей схем замещения устройств с частично-упругим ударным взаимодействием нескольких масс в научно-технической литературе слабо освещены. В диссертации предлагается методика построения схемы замещения сейсмоисточника, основанная на использовании предложенной Г.А. Гамбурцевым Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей модели взаимодействующего с грунтом объекта. Она представляет собой цепь из сосредоточенных двухполюсных масс, соединённую с механическим аналогом нагрузки – грунта (mg, ξg на рисунке 5,а). В разработанной в диссертации методике [15] эта схема Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей дополняется моделирующими ограничения движения масс ключами и моделирующими соударения масс акустическими подсистемами. Механическая схема замещения дуально преобразуется. Дальше с применением электромеханической аналогии она преобразуется в электронную схему, которая потом стыкуется с электронными схемами Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей акустических подсистем, приобретенными с применением электроакустической аналогии. Пример построения схемы замещения облегченной механоакустической системы сейсмоисточника проиллюстрирован рисунками 5 и 6.

а) б)

Набросок 5 – Модель механоакустической системы: а – механическая цепь; б – акустическая цепь и её электронная Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей схема замещения


Начальная механическая цепь сейсмоисточника, приведённого на рисунке 2, содержит источник силы f; массы mЯ – якоря, m2 – индуктора с пригрузом и mА – излучателя; силы РЯ, Р2, РА их веса и mg, ξg модель грунта Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей. Цепь дополнена ключами SW1, SW2, моделирующими ограничение движения частей, также акустической системой АС ударного взаимодействия якоря с индуктором (рис. 5,а). Более сложные модели дополняются акустическими системами взаимодействия якоря с излучателем Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, пригруза с излучателем и пр.




Набросок 6 – Электронная схема замещения механоакустической системы
Ключом ^ SW1 моделируется процесс начала движения частей сейсмоисточника. Если электрическая сила f меньше силы реакции сжатого весом пригруза грунта (пригруз уравновешен усилием сжатой Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей податливости ξg), то движения частей сейсмоисточника нет, ключ в левом положении, а по другому – в правом. Ключ SW2 моделирует положение якоря относительно индуктора. Если зазор меж ними не равен нулю, то ключ в Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей нижнем положении, а по другому – в верхнем. Тонкими линиями показан граф дуальной электронной схемы замещения этой системы. Акустика АС (рис. 5,б) моделируется акустическими податливостью ξа и сопротивлением χа; Са Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, Rа – их электронные аналоги. Источник силы реакции акустической подсистемы ра (uа – его аналог) удаляется при объединении электронных схем замещения акустической и механической подсистем по точкам а и б (рис. 6).

В предлагаемой методике Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей для определения акустической податливости ξа употребляется формула

; ,

где m*, SП, E – эквивалентная масса соударяющихся тел m1 и m2, площадь их взаимодействия и модуль упругости; v0 – скорость соударения: v0= v1+ v2. Расчёт акустического сопротивления χа по Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей геометрическим характеристикам сложных сварных конструкций якоря, индуктора и излучателя недостаточно точен. Для уточнения величины χа рекомендован опыт по определению частоты и затухания колебаний, возникающих в соударяющихся телах, с следующим расчётом χа по Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей известным формулам затухающих колебаний.

3) Объединение электронных схем замещения электрической и механоакустической систем предложено делать [1] с внедрением многофункциональных зависимостей индуктивности от перемещения – (6) и силы от магнитной индукции – (7).

Не считая базисных графической и алгоритмической моделей Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей для анализа работы сейсмоисточника с силовым методом формирования воздействий на грунт в диссертации приведены также некие модификации моделей. В числе их модели для анализа воздействия неравномерности зазора δ по его площади при разных Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей вариантах соединения обмоток секций МКИЭД; для анализа режимов работы сейсмоисточника с подготовительным перед воздействием на грунт разгоном якоря и упругим его взаимодействием с излучателем и т. д.

В третьей главе Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей рассмотрены особенности конструкции и технологии производства МКИЭД, встроенных в конструкцию сейсмоисточника, их обмоток и шихтованных (спрессованных) из тонких листов электротехнической стали магнитопроводов (рис. 7).




Набросок 7 – МКИЭД сейсмоисточника "Енисей–СЭМ–50"
Найдено, что для заслуги Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей нужной удельной силы (3) нужно создавать магнитную индукцию в рабочем зазоре массивного электромагнита 1.9—2 Тл. Материал магнитопровода при всем этом, естественно, насыщается. Но при использовании в магнитопроводе слабо- и среднелегированных изотропных холоднокатаных электротехнических сталей, к Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей примеру э2212, с шириной листа 0.5 мм экранирование изменяющегося при эквивалентной частоте перемагничивания до 150 Гц магнитного потока некординально, а величина утрат энергии в магнитопроводе не превосходит 10% от величины энергии, введённой в магнитное Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей поле [9]. Другие материалы по совокупы характеристик сейчас уступают этим сталям.

Проанализированы ограничения механической энергии МКИЭД при нужной продолжительности tδ рабочего хода (выбора зазора δ) [12], как при высочайшем КПД η и допустимой при всем Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей этом лишней массе, так и при малой суммарной массе магнитопровода, обмотки и блока питания, при которой становится целесообразным внедрение привода другого типа, к примеру индукционно-динамического. Обозначено, что на практике оптимальным является Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей некоторый промежный вариант ограничения механической энергии АМ, задаваемого ценой устройства. На рисунке 8 представлены зависимости неких характеристик МКИЭД (АМ, η, tδ, коэффициента kμ насыщения магнитной системы, утрат энергии АR, АV в движке и его схеме питания, неиспользуемой Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей части Аd энергии магнитного поля, наибольших тока Imax и индукции Bmax) от величины введённой в его магнитное поле энергии А0, созданные для обоснованного подхода к выбору этого ограничения.




Набросок 8 – Графики зависимостей характеристик Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей МКИЭД от величины энергии А0




Набросок 9 – Энерго диаграммы МКИЭД
Также для обоснования выбора механической энергии и размеров МКИЭД в диссертации использовались энерго диаграммы. В качестве примера на рисунке 9 представлено семейство зависимостей Ψ(i Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей) 1-го силового электрического модуля сейсмоисточника "Енисей–СЭМ–50", иллюстрирующее, что при увеличении вводимой в его магнитное поле энергии выше 2000 Дж ток i существенно растет [9] при сравнимо малом увеличении площади цикла, соответственной механической Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей энергии.

Понятно, что величина зазора δ меж якорем и индуктором и площадь полюсов индуктора электромагнита взаимосвязаны. При данной величине δ выполнение МКИЭД в виде группы малеханьких электромагнитов позволяет за счёт оптимизации размеров уменьшить их общую Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей массу, но приводит к повышению суммарных утрат в обмотках, усложняет конструкцию, наращивает цена и понижает надёжность. Представляется оптимальным выполнение МКИЭД в виде малого количества огромных электромагнитов, с требуемой величиной удельной на Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей единицу массы якоря силы (3) [8]. Определено ограничение наибольших размеров электромагнита при данных величинах напряжения на его обмотке и продолжительности ввода энергии в магнитное поле.

Нужное для заслуги данной удельной силы (3) понижение массы магнитопровода МКИЭД Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей достигается оптимальным выбором соотношений основных размеров [4]. В диссертации аналитически определены зависимости удельной силы электромагнита от относительной длины полюсов индуктора (рис. 10,а). Принималось, что размеры силового каркаса магнитопровода обеспечивают жёсткость конструкции (рис. 10,б Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей) такую, чтоб частота её свободных колебаний была существенно больше частоты генерируемой сейсмической волны (проверялось на реальных источниках).


а)б)

Набросок 10 – Схема конструкции МКИЭД (а); б – схема деяния сил, изгибающих якорь

а) б)

Набросок 11 – Зависимости Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей: а – удельной силы () от дела kg;

б – силы () и механической энергии () от дела


При высоте силового каркаса, равной высоте магнитопровода (), рациональной является величина (рис. 11,а). По мере надобности роста удельной Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей силы электрический движок производится с высотой силового каркаса якоря больше высоты магнитопровода (), также в виде нескольких заключённых одном каркасе секций (2-ух в массивных сейсмоисточниках [57]). При анализе картин магнитного поля определено, что Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей отношение высоты магнитопровода якоря и высоты ярма индуктора к ширине среднего зубца индуктора не правильно наращивать выше, соответственно, 0.61 и 0.67, и, что отношение ширины среднего зубца к ширине бокового для выравнивания магнитной индукции над всеми зубцами Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей составляет 2.2.

С внедрением расчётов процесса срабатывания МКИЭД по алгоритмической численной модели определено соотношение размеров паза под обмотку возбуждения [11]. Его ширину следует выбирать больше глубины в 1.1—1.2 раза (рис. 11,б). К уменьшению развиваемой Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей силы и механической энергии приводит как повышение относительно рекомендованного значения ширины паза по сопоставлению с глубиной (из-за уменьшения площади полюсов при данной ширине магнитопровода), так и сужение паза, приводящее при увеличении высоты Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей проводников обмотки возбуждения к повышению её активного сопротивления из-за эффекта вытеснения тока. Применение зубцов индуктора не прямоугольной, а трапецеидальной формы, позволяющих сделать лучше рассредотачивание магнитного поля по высоте Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей зубцов индуктора, признано необязательным.

В главе описаны также особенности технологии производства обмоток возбуждения МКИЭД и расчёта w – числа их витков. Установлено, что при работе с длительными паузами меж импульсами и при малой величине рабочего Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей зазора δ требуется сравнимо малая площадь сечения обмотки. Её масса составляет только 1% от массы магнитопровода, потому у прямоугольных электромагнитов представляет трудности обеспечение достаточной прочности лобовых частей обмотки. Их крепление должно быть выполнено Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей без внедрения экранирующих магнитное поле материалов. Не считая того, потому что число витков w не может быть меньше 1-го, оно ограничивает площадь рабочего зазора (и развиваемую силу) массивных электромагнитов с данными Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей величинами рабочего зазора и напряжения, приложенного к обмотке.

При завышенной частоте срабатываний (до 100 Гц), расчёт обмоток МКИЭД, как и обмоток общепромышленных электронных машин с непрерывным режимом работы, определяется допустимым перегревом. Для уменьшения утрат электронной энергии Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, вызванных эффектом вытеснения тока, требуется уменьшать высоту проводников в пазу, и принужденной мерой возможно окажется намотка проводников с извивом через неширокую грань.




Набросок 12 – Зависимость действующих значений j от соотношения площадей Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей пазов и зубцов, обеспечивающих максимум AМ
При малой частоте срабатываний (один импульс в 2—6 секунд) расчётная площадь сечения обмотки МКИЭД оказывается так малой, что плотность j тока в её витках следует задавать исходя не Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей из термического режима работы, а из роста развиваемой силы f и механической энергии AМ. При данных габаритах электромагнита, величине вводимой в его магнитное поле энергии А0 и исходном зазоре δ0 уменьшение площади Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей сечения пазов под обмотку возбуждения обусловливает сразу уменьшение энергии AМ за счёт роста утрат энергии AR в обмотке и её повышение за счёт способности расширения зубцов. Т. е. найдено, что у МКИЭД с Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей данными соотношениями размеров имеется значение j, при котором энергия AМ максимальна (рис. 12) [11], и оно существенно меньше, чем в электронных машинах с непрерывным режимом работы.

В четвёртой главе рассмотрены особенности энергопреобразования в МКИЭД и его Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей черт.

Понятно, что у электромеханических преобразователей с продольным движению якоря направлением силовых линий магнитного поля, к которым относится МКИЭД, при неизменном потокосцеплении обмотки отношение механической работы (площади цикла диаграммы Ψ(i Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей)) к предельной механической работе, определяемой неизменной силой на данном перемещении, воспринимает наибольшее значение. Из-за ограничения величины наибольшей силы насыщением магнитопровода и необходимости заслуги очень высочайшей для электромагнита с неоптимальной формой рабочего зазора Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей (малая величина зазора при большой площади) удельной силы (3) МКИЭД должен развивать очень вероятную силу в течение большей части продолжительности срабатывания, величина которой задана технологией воздействия на нагрузку.

В диссертации подтверждено Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, что при продолжительности выбора зазора (3—7)∙10-3 с воплощение метода возбуждения магнитного поля МКИЭД с близким к неизменному потокосцеплением обмотки может быть при помощи обычных схем, реализующих в протяжении большей части продолжительности рабочего хода (после момента tф Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей окончания ввода энергии в магнитное поле электромагнита) шунтирование обмотки возбуждения полупроводниковым вентилем [12].




Набросок 13 - Воздействие величины индуктивности Lp с виду энергетических диаграмм МКИЭД



Анализ процесса срабатывания МКИЭД с внедрением электронной Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей схемы замещения (глава 2) показал, что за счёт энергии, припасённой в соединённой поочередно с обмоткой катушке индуктивности [7], может быть повышение индукции Вδ (пунктирные полосы на рисунке 13) и силы f (7) в течение времени (tф—tδ) шунтирования Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей обмотки, также общей совершаемой электрическим движком механической работы АМ.

В диссертации аналитически определено, что при зазоре δ, неравномерном как повдоль, так и поперёк магнитопровода, и ограничении величины магнитной индукции в области малого зазора Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей уменьшение механической энергии, обусловленное недоиспользованием активных материалов электрического мотора, может быть значимым [2]. Показано, что при срабатывании МКИЭД в режиме всепостоянства потокосцепления обмотки его магнитопровод может быть применен в значительно большей мере за Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей счёт динамического выравнивания магнитного потока меж частями магнитной системы, имеющей нарушения симметрии – поблизости малого зазора магнитопровод насыщается в большей мере [13].

Численный расчёт процесса срабатывания МКИЭД при неизменной величине вводимой в магнитное поле Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей МКИЭД энергии А0 и экспериментальные исследования проявили, что магнитопровод в частях магнитной системы, прилегающих к большему зазору, недоиспользуется. В расчётах, проиллюстрированных рисунком 14, насыщенный режим работы магнитопроводов (при средней величине магнитной индукции в зазоре Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей более 2 Тл) обеспечивался при , а ненасыщенный (наименее 1.5 Тл) – при . Установлено, что для части магнитной системы с большим зазором при () среднее за время срабатывания значение магнитного потока через него при меньше Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, чем при в 1.03 раза (Ф2<Ф1), а при – в 1.19 раза. В целом магнитные потоки через различающиеся величиной зазора части несимметричной магнитной системы при общем всепостоянстве потокосцепления МКИЭД отличаются не настолько существенно, как Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей при ограничении индукции в области малого зазора. Найдено, что неравномерность рассредотачивания магнитного потока в несимметричной магнитной системе в особенности мала при параллельном соединении обмоток секций и модулей МКИЭД (рис. 14,б).


а)б)

Набросок Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей 14 – Энерго диаграммы МКИЭД при неравномерном зазоре Δ*=0.1: а – при поочередном соединении обмоток; б – при параллельном соединении


Наибольшее значение тока в обмотках в целом по сопоставлению со случаем равномерного зазора растет. Если Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей не учесть поля выпучивания и рассеяния и падение МДС на магнитопроводе, то при величине энергии магнитного поля МКИЭД с неравномерным зазором, таковой же, как при равномерном зазоре, при всепостоянстве потокосцепления обмотки согласно выражению:

,

где G Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, G1, G2 – магнитные проводимости магнитной системы в целом и 2-ух её равных по площади зазора частей (с наименьшим зазором δ1 и с наибольшим – δ2) величина магнитодвижущей силы (МДС) iw обмотки становится больше МДС Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей F0 при равномерном зазоре в раз. Но суммарные энергопотери в обмотке и магнитопроводе МКИЭД невелики. Потому, к примеру, при неравномерности зазора механическая энергия миниатюризируется наименее чем на 5%. Время tδ срабатывания Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей (выбора зазора электромагнита) возрастает при всем этом существенно больше – примерно на 15% [13].

Представленный в главе анализ утрат энергии в МКИЭД показал, что в их сумме максимальна толика утрат в электронной подсистеме, но она при рекомендованных значениях Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей форсировки не превосходит 15—20% от А0. Вытеснение тока в проводниках обмотки в направлении зазора очень сначала импульса, когда ток мал, а после момента tф отсутствует, и сопротивление R становится равным статическому Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей R= (5). При неизменная τ определяется по формуле (5), а при в расчётах принималось . При расчёте обозначенных утрат может быть также внедрение коэффициента Фильда при частоте , хотя погрешность при всем этом выше.

При сложной форме Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей импульса тока способности формализованного подхода к расчёту утрат энергии в магнитной подсистеме значительно меньше, чем к расчёту утрат в обмотке. Известны способы их расчёта только для установившихся режимов при некой данной частоте перемагничивания Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей. В главе представлены результаты сопоставления 2-ух способов их определения в импульсном режиме – с внедрением справочных значений удельных утрат на гистерезис и вихревые токи при некоторой эквивалентной для импульса тока частоте перемагничивания и Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей по энергетической диаграмме, построенной по экспериментальным данным. Площадь цикла диаграммы, приобретенной при зафиксированном якоре относительно индуктора, соответствует энергопотерям в магнитной системе. Форма импульса магнитной индукции при таком опыте имеет малозначительные отличия от Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей формы импульса в случае подвижных якоря и индуктора, потому погрешность способа мала. Проведённые расчёты проявили, что величины утрат в стали, рассчитанные с внедрением удельных утрат и по энергетической диаграмме, дают результаты, соответственно Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, 7% и 10% от энергии первичного источника. Другими словами на первых стадиях проектирования МКИЭД определение этих утрат по удельным значениям допустимо, но их уточнение на экспериментальных образчиках непременно.

Для МКИЭД были построены зависимости энергетических Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей черт и продолжительности выбора зазора от вводимой в его магнитное поле энергии, нагрузки и исходной величины зазора меж якорем и индуктором, из которых следует, что этот движок отлично работает в Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей очень узеньких спектрах их конфигурации, потому моделирование процесса срабатывания непременно.

В главе проанализировано воздействие разных причин на идентичность результатов повторных воздействий одиночного сейсмоисточника и на эффективность их групповой работы, зачем была составлена модель групповой работы Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей. Найдено, что повторяемость сейсмических результатов становится достаточной при продолжительности нарастания тока наименее 2·10-3 с. При групповой работе сейсмоисточников понижение эффективности их воздействия на грунт из-за неидентичности напряжений на обмотке Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей, величин зазоров и податливости грунта проявляется в наименьшей мере, чем у раздельно взятого сейсмоисточника.

В пятой главе изучены системы импульсного электропитания МКИЭД.




Набросок 15 - Структура системы возбуждения МКИЭД
Установлено, что он развивает заданную силу и имеет при Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей высочайшем КПД нужную для работы в составе сейсмоисточника продолжительность tδ рабочего хода только при форсированном возбуждении магнитного поля. Импульсная мощность таких систем примерно в 1000 раз больше средней потребляемой от первичного Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей источника [12]. Потому предложено структуру системы электропитания МКИЭД строить в согласовании с рисунком 15, где: Г – генератор, ЗУ – зарядное устройство (рекомендованы схемы на базе удвоителей напряжения) [18], [40], СН – электронный конденсатор, К – коммутатор (рекомендованы схемы на однооперационных тиристорах Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей) [12], Y – обмотка, УУ – устройство управления.

Разработан метод форсированного возбуждения МКИЭД, реализующий режим, близкий к всепостоянству потокосцепления обмотки в течение наибольшей части рабочего хода. Он состоит из последующих интервалов:

- заряд накопителя – электронного конденсатора Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей СН;

- ввод энергии в магнитное поле электромагнита при разряде накопителя СН на обмотку Y при фактически постоянном зазоре δ (исходном);

- выбор зазора δ; он происходит при близких к неизменным значениях потокосцепления Ψ обмотки Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей и развиваемой силы f, достигающихся в простом случае шунтированием обмотки блоком К (закороткой диодиком);

- после окончания рабочего хода реализуется гашение энергии, оставшейся в магнитном поле электрического мотора, оковём рекуперации её в накопитель СН Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей либо рассеянием на активных сопротивлениях в схеме К (пунктирные стрелки).

В диссертации проведено аналитическое исследование формы импульса тока i в обмотке МКИЭД, определяющего магнитную индукцию в зазоре δ и электрическую силу f, с Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей выделением 2-ух главных фрагментов – фронтального фронта импульса и интервала закоротки обмотки при данной продолжительности tδ выбора зазора [5]. Выведены выражения для разных форм фронта импульса, свидетельствующие о том, что по сопоставлению со случаем Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей реализации режима всепостоянства потокосцепления обмотки в течение всей продолжительности tδ (при продолжительности фронта ) нужно существенное повышение (kf) наибольшего значения развиваемой силы fm. При синусоидальном фронте импульса магнитного потока:

,

где параметр, определяющий соотношение продолжительности Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей фронта и продолжительности поддержания режима всепостоянства потокосцепления. Установлено, что при повышение наибольшего значения силы при прямолинейной форме фронта магнитного потока составляет 2.45, при синусоидальной – 2.51, а при прямолинейной форме фронта силы Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей – втрое.

Выведены выражения, описывающие зависимости энергии АR утрат и механической энергии АМ МКИЭД от параметра α:





,

,

где kμ0 – безразмерный коэффициент, определяющий величину насыщения магнитной системы при неизменной в процессе выбора зазора силе. Приведённые Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей на рисунке 16 графики [5] свидетельствуют о том, что значения α>0.5 для реализации не рациональны, потому что при всем этом понижается КПД (и величина механической энергии), и при повышении величины магнитной индукции в зазоре значение параметра α следует Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей уменьшать. Как проявили экспериментальные исследования сейсмоисточников "Енисей" значение α целенаправлено уменьшать до 0.3 для увеличения идентичности результатов повторных воздействий.




Набросок 16 - Воздействие формы тока на КПД при индукции поля в зубцах 1.3, 1.8 и 2.3 Тл

Набросок 17 – Изменение формы импульсов Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей силы при изменении момента времени tК


Возбуждение магнитного поля МКИЭД с управлением параметрами силового воздействия значительно расширяет способности сейсмоисточника и позволяет сделать лучше его технические свойства. Показано, что целесообразны последующие два метода оперативного Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей управления его работой:

- конфигурацией момента времени начала гашения магнитного поля (рис. 17);

- конфигурацией исходной величины напряжения на конденсаторе СН (рис. 18).




Набросок 18 – Изменение формы импульсов силы при изменении исходной величины напряжения на конденсаторной Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей батарее


При изменении исходной величины напряжения на конденсаторной батарее меняются наибольшее значение электрической силы f в импульсе и продолжительность её деяния до момента tδ выбора зазора меж якорем и индуктором (моменты t Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателейδ отмечены условным прекращением деяния силы). Регулирование по первому методу избирательно – при изменении механической энергии воздействия наибольшее значение и продолжительность фронта силы остаются постоянными, продолжительность импульса силы меняется некординально.


а)

б)

Набросок 19 - Примеры схем Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей формирователей тока возбуждения магнитного поля МКИЭД и диаграммы их работы
В главе представлены схемы разработанных формирователей тока в обмотке [56], [59], зарядных устройств [18] и схем управления [38], созданные для разных режимов работы электрического мотора Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей (с полным и неполным выбором зазора, для разных частот срабатываний). Базисный вариант схемы для импульсного сейсмоисточника приведён на рис. 19,а [60].




Набросок 20 – Зарядное устройство на базе удвоителя
При включении тиристора VS в момент t0 за Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей ранее заряженный накопитель СН разряжается через него и дроссель L1 на обмотку Y. Ток i в обмотке растет. После момента tф (1.6—2·10 3 с) накопитель начинает перезаряжаться, и с данной дросселем насыщения L Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей2 задержкой врубается диодик VD, тиристор VS выключается. К моменту tδ выбирается зазор δ электрического мотора. За счёт ЭДС движения ток i в процессе выбора зазора миниатюризируется существенно резвее, чем после момента tδ. К последующему Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей срабатыванию ток i в этой схеме должен успеть затухнуть, а накопитель СН – повторно зарядиться.

По мере надобности коммутации тока i до момента tδ, к примеру, в кодоимпульсных сейсмоисточниках, рекомендовано Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей использовать мостовые схемы, обеспечивающие за счёт однополярного напряжения на накопителе увеличение ресурса его работы. Пример схемы, реализующей проиллюстрированный рисунком 17 вариант регулирования характеристик импульса силы воздействия, приведён на рисунке 19,б. В ней разряд конденсатора Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей СН начинается после одновременного включения тиристоров VS1 и VS2. В момент tф врубается тиристор VS3, тиристор VS2 выключается, и ток i замыкается в контуре VS1 и VS3. В момент tК врубается Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей тиристор VS4, тиристор VS1 выключается, и ток i замыкается через конденсатор СН, заряжая его в начальной полярности. К моменту последующего срабатывания конденсатор заряжается до данного напряжения зарядным устройством (ЗУ на рисунке 15). Вариант схемы Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей устройства для заряда накопителя СН энергии массивного автономного сейсмоисточника, построенный на базе удвоителя линейного напряжения [18] приведён на рисунке 20. Для наименее массивных и работающих с большей частотой МКИЭД предпочтительны другие схемы зарядных устройств Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей – в главном в виде импульсных высокочастотных преобразователей.

В 6-ой главе приведены описания внедрённых устройств с МКИЭД и их характеристики. Рисунком 21 проиллюстрировано сопоставление результатов сейсморазведочных работ – временных разрезов, приобретенных с внедрением электрических сейсмоисточников Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей "Енисей–СЭМ–100" и взрывного способа для 1-го и такого же профиля. Существенных различий они не имеют, что гласит о способности комбинирования таких разрезов (о сопоставимости технологий) и о перспективности внедрения Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей этих источников заместо взрывов.




Набросок 21 - Пример временного разреза, приобретенного взрывным способом и при помощи сейсмоисточников "Енисей-СЭМ-100"





Взрывной способ

Вибра-тор

"Падающий груз"

Газодина-мический

Электроди-намический

Электрический

Энергия, затр. на 1 импульс

0,1—5 кг тротила

-

(4—10) ∙104 Дж

(4—10) ∙104 Дж

(2—6) ∙104 Дж

(0.2—1)∙104 Дж

Неидентичность импульсов, мс

0.1

-

>2

2

0.1

0.1

Температура Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей окр.среды,0С

-40

-10

-30

-10

-40

-40

Ресурс, число срабатываний

1

105(се-ансов)

105

105

105

106

Цена устройства, отн.*

-

20—50

0,8—1

1—2

2—5

1*

Цена проходки 1км, отн*

2.5

6.7

1.3

1.4

1.2

1*



Сейсмоисточники с МКИЭД имеют по сопоставлению с источниками на базе движков других типов большую эффективность, наименьшую цена производства и Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей эксплуатации, что отражено в приведенной выше таблице.

В главе приведены результаты исследования особых режимов работы МКИЭД, указаны многообещающие направления совершенствования имеющихся устройств, в каких они употребляются, и советы по совершенствованию и применению их в Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей новых разработках.

1) Изучены последующие режимы работы МКИЭД:

- Режим с частичным выбором рабочего зазора. Он предпочтителен для устройств с завышенной частотой срабатываний и характеризуется значимой толикой энергии магнитного поля, не перевоплощенной в Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей механическую работу, и необходимостью её рекуперации для повторного использования [8];

- С подготовительным перед силовым воздействием свободным движением якоря [17]. Этот режим предпочтителен при воздействиях на воду;

- При варьировании податливостью механической связи якоря МКИЭД с Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей излучателем сейсмоисточника [20]. Два последних режима позволяют лучше адаптировать МКИЭД к изменяющимся характеристикам нагрузки и оковём укорочения продолжительности фронта импульса воздействия обогатить диапазон излучаемых сейсмических волн высокочастотными составляющими, и при условии сотворения упругих энергоёмких Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей материалов с малыми при их деформациях энергопотерями повысить механическую энергию, передаваемую нагрузке;

2) Предложены меры по увеличению соотношения сигнал – шум. Разработан демпфер с порошковым наполнителем и электрическим управлением силой торможения [14] для плавного гашения Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей энергии, запасаемой в пригрузе;

3) Предложены меры по организации контроля характеристик воздействия сейсмоисточника в процессе его срабатывания. В текущее время работа сейсмоисточников "в поле" контролируется с внедрением пьезоэлектрических акселерометров, созданных Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей для измерения гармонических вибраций, потому выдающих недостаточно достоверную информацию. Датчики с подвижными элементами для использования в источниках импульсных механических воздействий недостаточно надёжны, потому не используются. Разработана методика определения перемещения якоря и индуктора Краткое содержание работы - Разработка методов анализа и синтеза мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей МКИЭД по осциллограммам импульсов тока и потокосцепления [36].


kratkoe-opisanie-funkcionirovaniya-sistemi-upravleniya-zapasami-s-fiksirovannim-intervalom-vremeni-mezhdu-zakazami.html
kratkoe-opisanie-innovacionnogo-proekta-programmi.html
kratkoe-opisanie-kompleksa-uprazhnenij.html