Электромеханические гасители колебаний Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Эксплуатация и надежность авиационной техники

функционирует в режиме непрерывного ввода/вывода аналоговых и цифровых сигналов в память персонального компьютера с возможностью цифровой обработки сигналов.

Таким образом, разработанный модуль является универсальной измерительной лабораторией, небольшой по размерам, но в то же время очень многофункциональной.

А. M. Tarasov, V. P. Патриев Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

DEVELOPMENT OF THE DEVICE WITH THE PC INTERFACE ADC STANDARD USB

A device loaded into a personal computer aviation digital data standard USB.

© Тарасов А. М., Патриев В. П., 2012

УДК 62-567

А. А. Татевосян, Р. Н. Хамитов Омский государственный технический университет, Россия, Омск

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ГАСИТЕЛИ КОЛЕБАНИЙ

Предложено виброзащитное устройство с электромеханическим демпфером для крупногабаритных объектов с пониженной вибрацией при динамических нагрузках. Виброзащитное устройство на базе электродвигателя рассматривается в качестве электротехнического комплекса.

Виброзащитные устройства (ВЗУ) крупногабаритных объектов, в том числе в составе стартовых авиационных и ракетных комплексов, содержат амортизаторы различных видов и демпферы (как правило, гидравлические). Амортизатор обычно является пнев-моамортизатором (ПА) с воздушным демпфированием. Для устранения виброударопроводимости в динамических режимах работы ВЗУ вместо гидродемпфера предлагается применять электромеханический демпфер на базе асинхронной машины (АМ). В этом случае ВЗУ является комбинированным и содержит ПА, обеспечивающий статическую нагрузку (несущую способность) ВЗУ, и демпфер на базе АМ, работающий только в динамических режимах работы. В такой конструкции ВЗУ представляет собой электротехнический комплекс, предназначенный для преобразования механической энергии колебаний амортизируемого объекта в тепловую энергию, рассеиваемую в окружающую среду, или в электрическую энергию, отдаваемую с помощью обратимых преобразователей в сеть (источник питания) АМ.

Совмещенная конструкция ВЗУ может быть как одно-, так и двухсторонней (см. рисунок).

В состав односторонней ВЗУ (см. рисунок, часть а) входят неуправляемый пневматический упругий элемент и управляемый демпфер, состоящий из АМ, барабана с тросом и блока управления. Блок управления организует работу АМ в режиме отбоя ПА. В качестве АМ используется трехфазный асинхронный электродвигатель (АД), работающий на ходе отбоя ПА в режиме торможения противовключением и создающий компенсационную электромагнитную силу [1]. Пнев-

матический упругий элемент обеспечивает статическую нагрузку (несущую способность) ВЗУ при отсутствии внешних воздействий (Рст = М^).

В двухсторонней ВЗУ (см. рисунок, часть б) АМ работает одновременно в режиме отбоя и в режиме сжатия.

Моделирование пневмоэлектромеханической системы в динамике построено на базе совместного рассмотрения процессов в пневматической, механической и электрической подсистемах, образующих электротехнический комплекс ВЗУ в целом, расчетной схемы и с учетом известных допущений.

В качестве модели электрической подсистемы взята модель трехфазной обобщенной асинхронной машины [2]. Моделирование процессов в ВЗУ проводилось с помощью программы МАТЬАБ с расширением Simulink [3]. Решение системы уравнений для одно-и двухстороннего демпфирования при свободных колебаниях выполнялось при следующих параметрах ПА и АМ и исходных (начальных) данных:

- параметры ПА с РКО И-10: М = 1 500 кг, Рстат = 0,396 ■ 106 Па, К = 1,41, £ = 0,03 м2, Rб = 0,05 м, g = 9,81 м/с2, % = 0,01 Mg, Р0 = 0,203 5 ■ 106 Па, V = 0,005 м3, 20 = 0,1 м, = 0 м/с2;

- параметры АМ: модель АД, выбранная из библиотечных моделей - 10НР460V60Hz1760RPM, система координат - вращающаяся, связанная с ротором по осям d и д, Рн = 7,46 кВт, = 0,683 7 Ом, Ьъ= 0,004 152 Гн, ЯПГ = 0,451 Ом, Ш1г = 0,004 152 Гн, 1т= 0,148 6 Гн, 3 = 0,05 кг ■ м2, р = 2$

- питающее симметричное трехфазное напряжение АД: ил = 380 В,/ = 50 Гц.

Решетневскце чтения

а б

Виброзащитное устройство с электромеханическим демпфером: а - односторонний демпфер (патент на изобретение № 2424127): 1 - подвижная часть (обойма); 2 - неподвижная часть; 3 - реле контроля цепи отключения; 4 - пневматический упругий элемент; 5 - АМ; 6 - барабан с тросом; 7 - трос; 8 - устройство натяга троса; 9 - блок управления; б - двухсторонний демпфер (патент на изобретение № 2422294): 8 - блок управления

По результатам расчетов при свободных колебаниях АО получены следующие значения времени переходного процесса: при отключенном электромеханическом демпфере 4.п = 10,8 с, при включении одностороннего электромеханического демпфера 4.п = 6,5 с, при включении двухстороннего электромеханического демпфера - 4.п = 2,8 с.

Использование АД в ударовиброзащите может быть рекомендовано для внедрения в системах амортизации крупногабаритных объектов, в том чиисле стартовых авиационных и ракетных комплексов. Достоинством использования АД в ВЗУ является их широкая номенклатура по типам, мощности, конструктивным исполнениям и т. д. [4; 5], что отвечает разнообразным условиям эксплуатации систем амортизации крупногабаритных объектов, а также возмож-

ность регулирования их характеристик за счет частотного управления.

Библиографические ссылки

1. Коловский М. З. Автоматическое управление виброзащитными системами. М. : Наука, 1976.

2. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин. М. : Высш. шк., 1987.

3. Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем. СПб. : Корона-Принт, 2001.

4. Электротехнический справочник : в 4 т. Т. 2. Электротехнические изделия и устройства / гл. ред. И. Н. Орлов. М. : Изд-во Моск. энерг. ин-та, 2003.

5. Электродвигатели : каталог / Владимир. электромотор. з-д. Владимир, 1997.

А. А. Tatevosjan, R. N. Khamitov Omsk State Technical University, Russia, Omsk

ELECTROMECHANICAL QUENCHERS OF FLUCTUATIONS

It is offered the vibration protection the device with an electromechanical damper for large-sized objects with the lowered vibration at dynamic loadings. The vibration protection device on the basis of the electric motor is considered as an electrotechnical complex.

© Татевосян А. А., Хамитов Р. Н., 2012