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].