Гистерезисный двигатель, принцип действия, асинхронный и синхронный режим работы, область применения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »

нение размеров и положения отдельных участков проводов учитывается изменением параметров трансформатора.

Для практического использования полученных результатов разработаны две функции:

- функция определения индуктивной связи проводов МР = 1пй$чр(Р,0), входными параметрами которой являются матрица координат узлов первого провода Р и матрица координат узлов второго первого Q, а откликом - матрица индуктивной связи

( ЬР М Л

- функция определения параметров эквивалентного трансформатора W = ekvtr(MP), параметром которой, является матрица индуктивной связи MP, а откликом - вектор параметров трансформатора

W = (wQ we y) .

Библиографическая ссылка

1. Семенова С. Э., Юдин В. В. Вычисления в MAT-LAB : учеб. пособие. Рыбинск РГАТА, 2009. 144 с.

© Москалева О. А., Хохлов О. А., Панкратов М. В., 2013

УДК 629.73.08; 629.7.004.67

Е. А. Мутовина, Д. И. Сотников Научный руководитель - Н. В. Юрковец Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ГИСТЕРЕЗИСНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, АСИНХРОННЫЙ И СИНХРОННЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Показаны принцип действия и особенности применения гистерезисных двигателей в авиационной аппаратуре. Отмечена их область использования, преимущества и недостатки.

Гистерезисным двигателем называют синхронный двигатель, вращающий момент которого создаётся за счет явления гистерезиса при перемагничивании ферромагнитного материала ротора [1].

Гистерезисный двигатель имеет статор обычной электрической машины переменного тока (как у асинхронного двигателя) с распределенной в пазах обмоткой. Ротор гистерезисного двигателя намагничивается под действием магнитного поля статора.

При синхронной частоте вращения ротор неподвижен относительно вращающегося магнитного поля статора и ось магнитного поля ротора отстает от оси поля статора на угол уг, вследствие чего возникают тангенциальные составляющие сил взаимодействия между ротором и статором и вращающий момент Мг.

Гистерезисный двигатель работает в двух режимах, один из них - асинхронный. В этом режиме ротор вращается с меньшей скоростью, чем поле статора (О < О0). Полюса намагниченности ротора двигателя в этом режиме скользят относительно ротора. Материал ротора перемагничивается и в нем выделяются потери, пропорциональные скольжению.

По мере разгона скорость вращения ротора увеличивается и приближается к синхронной. Если момент нагрузки (номинальный момент) Мс будет меньше максимального синхронного момента Мсмакс в момент достижения синхронной скорости вращения О0 произойдет дальнейшее ускорение ротора. Угол у0 станет меньше умакс и электромагнитный момент, развиваемый двигателем, уменьшится до уровня момента сопротивления Мс. Двигатель будет вращаться с син-

хронной скоростью. Таким образом, второй режим работы ГД - это синхронный режим. Скорость вращения ротора равна скорости вращения поля О = О0. Скольжение равно 0, перемагничивание гистерезис-ного слоя отсутствует.

К недостаткам гистерезисных двигателей относятся повышенная стоимость из-за значительной стоимости магнитно-твердых сплавов и трудности их обработки, низкий коэффициент мощности и склонность к качаниям при резких изменениях нагрузки, большой технологический разброс характеристик двигателя, объясняющийся тем, что даже незначительные отклонения от установленного режима термической обработки ведут к значительным изменениям свойств маг-нитотвердых материалов.

Несмотря на все свои недостатки гистерезисные двигатели находят обширное применение благодаря тому, что обладают рядом ценных качеств. Они развивают большой пусковой момент Мп = Мга. Ротор двигателя входит в синхронизм плавно, без рывков благодаря практически постоянному значению гисте-резисного момента весь период разгона. Потребляемый двигателем ток незначительно (на 20-30 %) изменяется при изменении режима работы от пуска до холостого хода, что позволяет эффективно использовать гистерезисные двигатели в повторно-кратковременном режиме. Гистерезисные микродвигатели просты по конструкции и надежны в эксплуатации и имеют сравнительно большой КПД - до 60 %.

Области применения гистерезисных двигателей: приборный маломощный управляемый электропривод, групповой привод механизмов, гироскопические

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

системы. В авиации гистерезисные двигатели имеют применение в следящих системах, индикаторных и коммутационных устройствах (гироскопы, тахометры и др.).

Библиографические ссылки

1. Белов М. П., Новиков В. А., Рассудов Л. Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. 3-е изд., испр. М. : Академия, 2007. 575 с.

© Мутовина Е. А., Сотников Д. И., 2013

УДК 656.7.022; 656.7.05

Л. В. Прусс, Н. В. Карлов Научный руководитель - В. М. Мусонов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗРАБОТКА УЧЕБНОГО СТЕНДА ПО КАНАЛУ КУРСА СИСТЕМЫ ILS

Рассмотрен учебный стенд имитатора сигналов системы ILS.

Канал курса системы ILS. или c «опорным нулем» [1] содержит антенную систему, которая в пределах диаграммы направленности (ДН) /1(ф) (рис. 1) излучает амплитудно-модулированный сигнал АМС с частотами модуляции F1 = 90 Гц и F2 = 150 Гц: e1 = Ет1/1(ф) [(1+m^inQ^) + (1 + m2sinŒ2i)]sinœ0£ В пределах ДН /2(ф) излучается балансно-модулированный сигнал (БМС) с теми же частотами модуляции, фазы которых в обоих лепестках ДН отличаются на 180°:

e2 = Ет/2(ф) [(1 + misin^it) + (1 + m2sinß2t)] sinœ0t.

В результате сложения электромагнитных полей e1 и e2 создается результирующее высокочастотное поле с амплитудной модуляцией колебаниями F1 и F2, спектры которых приведены на рисунке. Смещение ЛА относительно ЛК приводит к нарушению равенства глубин пространственной модуляции на частотах F1 и F2.

Результирующее поле КРМ при m1 = m2 = m и равенстве фаз токов, питающих антенны, имеет в дальней зоне амплитуду

Ер = 2Ет1/1 (ф) (1 + М^шй^ + М^пй^ ),

где М1 = 0,5т [1 + Ет/2(ф) / Ет/1(ф)]; М2 = 0,5т [1 -Ет 2/2(ф) / Ет/1(ф):

- коэффициенты глубины пространственной модуляции. Информативный параметр - разность глубин модуляции РГМ = М\ - М2 может принимать как положительные, так и отрицательные значения в зависимости от направления отклонения от линии курса. На линии курса значение РГМ равно нулю. В принимаемом сигнале выделяются модулирующие составляющие с частотой ^ и Е2, детектируются, и измеряется разность их амплитуд, которая пропорциональна РГМ.

Для изучения процессов, происходящих при формировании сигналов курсового радиомаяка и его обработки в курсовом приемнике, была создана исследовательская установка (рис. 2), которая моделирует сигналы с заданным значением РГМ.

Рис. 1. Диаграмма направленности антенной системы КРМ ILS