Обобщенные характеристики магнитного усилителя Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Обобщенные характеристики магнитного усилителя Файзиев М. М.\Тошев Т. У.2, Ниматов К. Б.3, Умиров А. П.4

'Файзиев Махманазар Мансурович /FayziyevMakhmanazarMansurovich - кандидат технических наук,

доцент;

2Тошев Тожиддин Унгбоевич / Toshev Tojiddin Ungboevich - соискатель, старший преподаватель; 3Ниматов Камолиддин Бахриддинович /Nimatov Kamoliddin Bahriddinovich - соискатель, ассистент; 4Умиров Асрор Пардаевич / UmirovЛягог Pardaevich - соискатель, ассистент, Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан

Аннотация: в статье приведен теоретический анализ магнитного усилителя. Для исследования управляемого ферромагнитного элемента аппроксимируем кривую намагничивания степенной функции, вводя безразмерные и базисные величины и используя биномиальные коэффициенты; на основе метода гармонического баланса получены базовые уравнения для построения обобщенных характеристик магнитного усилителя. Ключевые слова: магнитный усилитель, рабочая обмотка, обмотка подмагничивания, входное напряжение, постоянная составляющая магнитного потока, амплитуда переменной составляющей магнитного потока, магнитный поток в сердечнике, коэффициенты и степень аппроксимирующей функции, метод гармонического баланса, базисные и безразмерные коэффициенты.

УДК 621.721.025

Магнитные усилители, основным элементом которых является обмотка подмагничивания, состоит из магнитопровода с двумя или более обмотками. Рабочая обмотка, состоящая из магнитопровода с двумя или более обмотками, включается последовательно с нагрузкой, отличается простотой конструкции, высокой надёжностью, постоянной готовностью к работе, высоким коэффициентом полезного действия и практически неограниченным сроком службы (рис. 1).

Рис. 1. Схема соединения магнитного усилителя

Поэтому обмотки находят широкое применение в автоматических устройствах в качестве усилителей мощности, а также линейных и нелинейных преобразователей сигналов. Кроме того, в цепях управления магнитных усилителей сравнительно легко осуществляется суммирование большого количества сигналов.

Магнитопроводы современных магнитных усилителей выполняются из специальных высококачественных материалов. Поэтому при анализе основных процессов в обмотке подмагничивания магнитного усилителя в ряде случаев допустима аппроксимация действительной петли гистерезиса. В магнитных усилителях магнитопровод одновременно намагничивается полями переменного и постоянного тока, причем амплитуда переменной составляющей поля, как правило, соизмерима или больше постоянной составляющей. Для анализа и выявления наиболее существенных зависимостей, характеризующих процессы в электромагнитном устройстве, используют математическую аппроксимацию кривых

намагничивания. При анализе процессов в магнитных усилителях наиболее простой и эффективной является кусочно-линейная аппроксимация.

Обмотка подмагничивания магнитного усилителя служит для управления режимом рабочей обмотки и питается от источника постоянного тока. Для исследования режима работы управляемого ферромагнитного элемента аппроксимируем кривую намагничивания степенной функцией.

J раб W раб + 1 подмог W подмог = К1Ф + Kn Ф " >

(1)

где 1раб - ток в рабочей обмотке, ~^раб - число витков в рабочей обмотке,

J

подмог

w.

■ ток в обмотке подмагничивания,

у подмог - число витков в обмотке подмагничивания,

, n - коэффициенты и степень аппроксимирующей функции, Ф - магнитный поток в сердечнике ферромагнитного элемента.

Подключенная к рабочей обмотке магнитного усилителя напряжения переменного тока изменяется по закону [1]

u = U„ cos cot,

Тогда

u = w

Ф = ■

—1— í udt -

W раб

Раб If '

U

sin cot + Фп

trnv

раб

Ф = Ф sin (Ot + Ф, (2) где Ф0 - амплитуда постоянной составляющей магнитного потока, Фт - амплитуда переменной составляющей магнитного потока.

Принимая, W б = WnoÓMaг, приведя к базисным и безразмерным коэффициентам, выражение запишем в следующем виде:

(3)

Здесь

X = xQ +Хт sin Г,

(4)

где

Т = cot.

Значения биномиальных коэффициентов могут быть определены из треугольника Паскаля. Учитывая, что

sin2 т —1 (l — cos2t),

2

(5)

sin3 Т = I (3 sin т — sin 3т),

после некоторых математических преобразований уравнений (4) подставим в (3) для случая

n = 3.

На основе метода гармонического баланса, пренебрегая высшими гармониками из (5), получим в следующие уравнения:

(6)

(7)

Полученные зависимости являются базовыми уравнениями для построения обобщенных характеристик магнитного усилителя [2]. На основе (6, 7) построены характеристики, представляющие связь между амплитудами Х1т и 11т для различные х0 (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость Zm — f (Хт ) для различных х0

С использованием зависимости (6, 7) построены характеристики Zlm — f (Xm ) КОТОрЫе пропорциональны вольтамперным характеристикам магнитного усилителя для различных значений тока подмагничивания z° (рис. 3).

АХ

Рис. 3. Зависимость Zm — f (Хт ) для различных z0

Литература

1. Бессонов Л. А. Нелинейные электрические цепи. М: Высшая школа, 1964. С. 430.

2. Кадыров Т. М. Анализ установившихся режимов ЭФМ цепей с падающими амплитудными характеристиками. Узбексий журнал Проблемы информатики и энергетики. 1993. № 5. С. 33-37.

3. Файзиев М. М., Тошев Т. У., Орипов А. А. Активно-индуктивная нагрузка стабилизатора на базе магнитного усилителя. // Наука, техника и образование. 2016. № 3 (21). С. 105-108.

Взаимодействие эластичного колеса с дорожной поверхностью Алексеев В. А.1, Васильев А. А.2, Галов В. С.3

'Алексеев Владислав Алексеевич / Alekseev Vladislav Alekseevich — кандидат технических наук, доцент, кафедра механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства, Чувашская государственная сельскохозяйственная академия, г. Чебоксары; 2Васильев Алексей Анатольевич / Vasilyev Alexey Anatolyevich — старший преподаватель; 3Галов Валерий Сергеевич / Galov Valery Sergeyevich — студент, кафедра технического обслуживания, организации перевозок и управления на транспорте, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования, Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, г. Княгинино

Аннотация: движение колеса по поверхности дорожного покрытия обуславливает взаимодействие двух различных сред. Колесо представляет собой движитель автомобиля, где рабочей поверхностью выступает резиновый материал (шина), которая непосредственно вступает в контакт с дорогой. Другой средой является дорожная поверхность - твердое покрытие, состоящее из каменных выступов и впадин, которые образуют необходимую шероховатость дороги.

Ключевые слова: колесо, дорога, шероховатость, сцепные свойства.

УДК 625.731

Шероховатость поверхности в процессе движения транспортного средства определяет его степень сцепления с дорожным покрытием. Устройство таких покрытий является одной из самых эффективных мер по повышению безопасности дорожного движения в период выпадения различных осадков [1, с. 32-37].