Научная статья на тему 'Особенности построения устройств питания и управления импульсным электромагнитным двигателем от промышленной сети'

Особенности построения устройств питания и управления импульсным электромагнитным двигателем от промышленной сети Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
83
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ / УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ / ТЯГОВОЕ УСИЛИЕ / ИМПУЛЬС НАПРЯЖЕНИЯ / THE LINEAR ELECTROMAGNETIC ENGINE / THE SUPPLY EQUIPMENT AND MANAGEMENTS / TRACTION EFFORT / PRESSURE IMPULSE

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Мошкин Владимир Иванович, Помялов В. Ю., Трофимов А. А.

на основе анализа способов регулирования выходных параметров импульсного линейного электромагнитного двигателя (ЛЭМД) предложен и проанализирован способ его питания, обеспечивающий стабильность длительности импульса питающего напряжения и высокий коэффициент мощности выпрямителя.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Мошкин Владимир Иванович, Помялов В. Ю., Трофимов А. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FEATURES OF SUPPLY EQUIPMENTS CONSTRUCTION AND IMPULSIVE ELECTROMAGNETIC ENGINE MANAGEMENT FROM THE INDUSTRIAL NETWORK

On the basis of the analysis of ways of regulation of target parameters of pulse linearly the electromagnetic engine (LEME) its way power supply, providing stability of duration of an impulse of feeding pressure and high rectifier power factor is offered and analysed.

Текст научной работы на тему «Особенности построения устройств питания и управления импульсным электромагнитным двигателем от промышленной сети»

ствующий ей максимум ударной мощности машины. Дальнейшее повышение частоты ходов влечет за собой снижение энергии удара.

Список литературы

1. Гриченков В.П., Ершов Ю.К. Метод расчета динамических характери-

стик электромагнитов с массивным магнитопроводом//Изв.вузов. Электромеханика.-1989.- N 8.- С. 61-68.

2. Милях А.Н., Шидловский А.К. Принцип взаимности и обратимость

явлений в электротехнике. - Киев: Наукова думка, 1967. - 316 с.

3. Угаров Г.Г., Федонин В.Н., Малов А.Т.Приближённый расчёт

параметров длинноходового электромагнитного двигателя ударного действия //Исследование электрических силовых импульсных систем. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР,1974. -С.50-57.

4. Мошкин В.И., Угаров Г.Г. Использование принципа взаимности при

исследовании и расчёте энергетических характеристик линейных электромагнитных двигателей //Задачи динамики электрических машин. - Омск: Изд. ОмПИ,1988. - С.120-128.

5. Мошкин В.И., Угаров Г.Г. О рациональной форме движущих сил,

заданных как функции перемещения /Курган. машиност. ин-т. -Курган,1984. - 15 с. - Деп.в Информэлектро, N 318эт - 84Деп.

6. Ряшенцев Н.П., Угаров Г.Г., Львицын А.В. Электромагнитные прессы.

- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. - 160 с.

УДК 621.313.17.008.8

В.И. Мошкин, В.Ю. Помялов, А.А. Трофимов Курганский государственный университет

ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВ ПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ОТ ПРОМЫШЛЕННОЙ СЕТИ

Аннотация. На основе анализа способов регулирования выходных параметров импульсного линейного электромагнитного двигателя (ЛЭМД) предложен и проанализирован способ его питания, обеспечивающий стабильность длительности импульса питающего напряжения и высокий коэффициент мощности выпрямителя.

Ключевые слова: линейный электромагнитный двигатель, устройство питания и управления, тяговое усилие, импульс напряжения.

V.I. Moshkin, V.Y. Pomyalov, A.A. Trofimov Kurgan State University

FEATURES OF SUPPLY EQUIPMENTS CONSTRUCTION AND IMPULSIVE ELECTROMAGNETIC ENGINE MANAGEMENT FROM THE INDUSTRIAL NETWORK

Annotation. On the basis of the analysis of ways of regulation of target parameters of pulse linearly the electromagnetic engine (LEME) its way power supply, providing stability of duration of an impulse of feeding pressure and high rectifier power factor is offered and analysed.

Keywords: the linear electromagnetic engine, the supply equipment and managements, traction effort, pressure impulse.

Введение

Работоспособность импульсных линейных электромагнитных двигателей (ЛЭМД) возможна при питании их обмоток электрическими импульсами определённой амплитуды, формы и длительности. Для этой цели в состав электромагнитного привода, который осуществляет управляемое электромеханическое преобразование энергии, входят устройства питания и управления (УПУ), которые преобразуют напряжение источника питания в импульсы напряжения необходимой амплитуды, формы, длительности и частоты. В результате создается требуемое изменение электромагнитного тягового усилия ЛЭМД при рабочем ходе.

Многообразие технологических процессов и оборудования вызывает необходимость не только разработки различных конструкций импульсных ЛЭМД, отличающихся соотношениями их геометрических размеров, формой тяговых характеристик, величиной интегральной работы и т.д., но и создания УПУ, которые бы электрическими способами смогли обеспечить требуемые технологические режимы (одиночные ходы, серии ходов и т.д.), возможность регулирования выходных параметров ЛЭМД, а также повышение их удельных энергетических показателей. В результате расширяются технологические возможности оборудования с ЛЭМД, и оно становится более универсальным [1-4].

1. Способы регулирования выходных параметров ЛЭМД

Особенности построения УПУ для ручных электромагнитных машин (с частотой ходов до 3000 мин-1) и для мощных электромагнитных молотов (с энергией удара до 30 кДж) не позволяют использовать их для целей регулирования выходных параметров ЛЭМД.

В настоящей статье рассмотрены вопросы построения УПУ для импульсных ЛЭМД, используемых в приводе технологического оборудования и выполненных по конструктивной схеме с одной обмоткой и возвратной пружиной при средней потребляемой мощности до 10 кВт, с частотой ходов до 600 мин-1 (10 Гц). Приведенный в работе [1] анализ электромагнитных прессов, сравнение их характеристик показывает, что выходные параметры, надежность и производительность такого оборудования, а также энергетические показатели ЛЭМД и всего привода в значительной мере определяются УПУ

Первые разработанные УПУ для прессового оборудования (ПО) обеспечивали единичное срабатывание пресса при каждом нажатии на педаль управления, а также автоматическое включение его с фиксированной частотой ходов, были просты и питались от промышленной сети. Отсутствие или узкий диапазон регулирования длительности импульса тока при ее невысокой точности приводили к нестабильности энергии рабочего хода ЛЭМД, браку при выполнении технологических операций и снижали технический уровень привода.

Электромагнитные прессы, рассмотренные в работах [1,5-7], оснащены более совершенными УПУ, что позволило эффективнее использовать ЛЭМД в приводе ПО. Так, для разработанной гаммы ЛЭМД с усилием в конце хода от 1 до 10 кН, созданы УПУ, позволяющие при питании привода от однофазной промышленной сети регулировать энергию удара ЛЭМД. Поскольку для питания мощных двигателей с усилием свыше 10кН, обладающих значительными электромеханическими и электромагнитными постоянными времени, требуется трехфазная промышленная сеть, то применительно к ней были созданы УПУ, регулирующие длительность импульса напряжения на обмотке двигателя дискретно с шагом, равным Т/т,

где Т и т - период и число фаз сети [1,8].

Анализ отмеченных УПУ, их сравнение и оценка в системе общепринятых критериев [1,9] свидетельствует о том, что они в сочетании с разработанными ЛЭМД, имеющими более высокие удельные показатели, позволили в целом повысить технический уровень ПО с ЛЭМД, наметить перспективные идеи его развития. Рассмотренные в работах [1,7,8] устройства хотя и обладают отдельными необходимыми для УПУ свойствами, однако не позволяют осуществлять плавное и точное регулирование выходных параметров ЛЭМД. Кроме того, известные УПУ не способны поддерживать заданные выходные параметры пресса при изменении напряжения источника питания.

Анализ структуры УПУ показывает, что основным его элементом является полупроводниковый преобразователь (ПП) с устройством управления (УУ). С целью обеспечения высокой надежности и простоты в качестве ПП используют тиристорные выпрямители. При использовании в качестве источника промышленной сети среднее значение напряжения на обмотке ЛЭМД определяется напряжением этого источника, моментом включения тиристоров ПП и длительностью их проводимости.

Основанный на указанной закономерности известный способ регулирования, заключающийся в изменении среднего значения напряжения обмотки ЛЭМД путем изменения момента включения тиристоров (угла управления а), широко используют в традиционном электроприводе и приводе электромагнитных молотов [9]. Однако наличие системы импульсно-фазового управления (СИФУ) в составе УУ вызывает усложнение, снижение коэффициента мощности привода с ростом угла а. Это объясняется искажением формы выпрямленного напряжения, подводимого к двигателю. Коэффициент мощности привода х определяется:

X ф1 ,

где V - коэффициент искажения; ф1 - угол сдвига по фазе между основными гармониками тока и напряжения ЛЭМД. Причем для ПП с естественной коммутацией

Ф1 = а+ V2 ,

где ук - угол коммутации полупроводниковых вентилей (ук < 30 эл. град). Применение УПУ, работающих по данному способу, оправдано для привода ПО сравнительно большой мощности, когда необходимы формирование требуемого закона изменения напряжения ЛЭМД за цикл, а также рекуперация остаточной магнитной энергии в источник.

Следовательно, для обеспечения предельной простоты и надежности УПУ, а также высоких энергетических показателей привода наиболее целесообразным является режим работы преобразователя ПП с углом управления, близким к нулю или изменяющимся в небольшом диапазоне. Это позволит либо вовсе исключить СИФУ из состава УУ, либо значительно упростить его. Упрощение обусловлено возможностью совмещения функций отдельных узлов СИФУ в одном устройстве, а также невысокими требованиями к симметрии управляющих импульсов [9].

Таким образом, регулировать выходные параметры импульсных ЛЭМД возможно путем изменения амплитуды и длительности импульса напряжения на обмотке за счет небольшого изменения фазы его появления с использованием упрощенной СИФУ, а также путем изменения длительности импульса напряжения при неизменной его амплитуде без использования СИФУ При этом целесообразно использовать форсированное аккумулирование магнитной энергии ЛЭМД, которое позволит снизить его материалоемкость, повысить удельную энер-

гию рабочего хода [2-4].

Рассмотрим способы регулирования энергии рабочего хода и полезной работы, которые нашли применения в приводе ПО с импульсными ЛЭМД.

Способ плавного регулирования полезной работы основан на изменении фазы включения тиристора, входящего в состав ПП, во время первого и единственного полупериода напряжения источника. При этом изменяется не только длительность импульса напряжения обмотки, но и его амплитуда. Диапазон изменения угла а обычно не превышает 90 эл. град. Недостаток способа -низкий коэффициент мощности ПП, а также неравномерная загрузка фаз источника. Данный способ разработан нами для питания и управления ЛЭМД усилием до 8...10 кН и энергией удара до 20 Дж от однофазного источника и реализован в устройствах [2].

Другой способ ступенчатого регулирования энергии удара осуществляют изменением длительности подачи управляющего сигнала на включение тиристоров преобразователя ПП в моменты их естественной коммутации, то есть при а = 0. Следовательно, коэффициент мощности ПП высокий. Недостатком способа является ступенчатость регулирования энергии удара. Однако из-за своей простоты данный способ используют при построении УПУ наиболее часто [8].

Объединив положительные свойства этих двух способов, мы предлагаем способ комбинированного регулирования. Он заключается, с одной стороны, в плавном регулировании напряжения двигателя внутри полупериода источника, а с другой, - в его ступенчатом регулировании с интервалом дискретности, меньшим Т/2. Способ позволяет, в отличии от первого, получить диапазон плавного изменения длительности импульса напряжения на обмотке ЛЭМД больший, чем Т/2 и обеспечивает возможность подключения двигателя к источнику на любой необходимый интервал времени [10].

Рассмотренные способы регулирования при их реализации позволяют получить одиночный импульс напряжения, необходимый для совершения двигателем одиночного хода якоря двигателя с требуемыми выходными параметрами. Для некоторых технологических процессов требуются также непрерывные ходы и их серии с заданной частотой следования. Поэтому кроме режима одиночных ходов прессовое оборудование с ЛЭМД может работать в режимах непрерывных ходов или их серии с постоянной или изменяющейся частотой, а также в автоколебательном режиме.

Режим работы ПО с ЛЭМД определяет особенности регулирования и стабилизации частоты ходов. Для оборудования, работающего в режиме пресс-молота, иногда используют автоколебательный режим [9]. Для него частота ходов непостоянна и определяется параметрами двигателя, обрабатываемого материала, величиной отскока и другими факторами. Поэтому в качестве задающих устройств при регулировании частоты ходов используют различные по принципу действия датчики, сигналы, в которых возникают в зависимости от положения якоря, формы тока, величины индукции в рабочих зазорах и т.д. Преимуществом данного способа регулирования частоты ходов является устойчивость работы привода. К недостаткам относят узкий диапазон регулирования частоты ходов и ее нестабильность. И наоборот, для ПО с ЛЭМД, работающего в режиме прессования, а также в составе робототехнических комплексов, часто требуется совершение ходов с неизменной частотой. Для этого способа программного регулирования частоты ходов в качестве задающих устройств используют временные задающие блоки.

Сравнивая оба способа регулирования частоты ходов, отметим, что способ программного регулирования реализуется проще, так как не требует использования сигналов обратных связей. Кроме того, он позволяет получить широкий диапазон регулирования и высокую стабильность. К недостаткам его относят возможность появления неустойчивого режима, сбои в работе.

При реализации способа программного регулирования частоты ходов в качестве задающей частоты используется частота промышленной сети ^ . Обычно частота ходов ЛЭМД в приводе ПО не выше частоты напряжения источника. Поэтому для регулирования целесообразно использовать способ деления частоты ^ . Он позволяет легко осуществить синхронизацию УПУ с источником, упростить устройство, повысив его точность. Недостатком является дискретность регулирования. Так, для однообмоточного ЛЭМД частота ходов в минуту п связана с частотой ^ выражением: п = 60 f / кн ,

и 11 '

где ка = 1,2,3,...,/; /-целое число, задающее нижнюю границу п; ка - коэффициент деления.

В конкретных разработках УПУ в качестве делителей частоты с переменным коэффициентом деления используют цифровые счетчики импульсов, а также наиболее простые и надежные цепи с конденсаторами, заряжаемые от полуволн напряжения сети. Последние нами были использованы и при создании УПУ ЛЭМД ПО [10-12].

2. Реализация одного из способов регулирования полезной работы ЛЭМД

Рассмотрим УПУ с дискретным регулированием полезной работы за цикл. Время рабочего хода якоря импульсного ЛЭМД усилием свыше 8-10кН и энергией удара свыше 20Дж обычно превосходит длительность полупериода напряжения источника. Электромагнитные постоянные времени таких двигателей значительны и составляют десятки миллисекунд. Например, если для ЛЭМД усилием 8кН эта постоянная равна 6 мс, то у ЛЭМД усилием 30кН она достигает 50мс. Поэтому использовать УПУ, построенные по способу плавного регулирования питающего напряжения внутри полупериода напряжения источника, затруднительно и нежелательно из-за электромагнитной совместимости.

Увеличить полезную мощность и длительность импульса тока через обмотку ЛЭМД до требуемого значения позволяет использование в качестве источника энергии трехфазной сети, в качестве способа регулирования - ступенчатое регулирование энергии рабочего хода.

Известное уПу, реализующее этот способ [8], содержит в качестве полупроводникового преобразователя трехфазный тиристорный однополупериодный выпрямитель, к его выходным зажимам подключена обмотка ЛЭМД. Недостатком данного УПУ является низкая надежность работы, связанная с отсутствием при рабочем ходе якоря двигателя синхронизации по фазе между напряжением сети и началом разряда конденсатора, т.е. моментом появления тока в обмотке ЛЭМД. Так как этот момент определяется только моментом нажатия кнопки пуска, то мгновенное значение напряжения, при котором включается первый из тиристоров выпрямителя, может изменяться от амплитудного значения до его половины. Это вызывает неодинаковую длительность у1 импульса питающего напряжения на обмотке ЛЭМД при неизменной длительности тока разряда вре-мязадающего конденсатора, что, в свою очередь, вызывает нестабильность усилия и энергии рабочего хода.

Оценим влияние диапазона регулирования длительности импульса питающего напряжения на нестабильность этой длительности в случае применения известного УПУ. С целью упрощения анализ проведем без учета коммутационных процессов в выпрямителе и гашения остаточной энергии магнитного поля. Выразим длительность импульса через количество п1 шагов дискретности, равных Т/т1 каждый. С учетом схемы выпрямителя (т1 =3)получим:

у1 = Т/12 + п1Т/3, (1)

где п1 =1,2,3,... , /1 ; /1 -целое число, задающее верхнюю границу у1.

За оценку нестабильности Д длительности импульса примем отношение шага дискретности Т/3 к длительности у1 этого импульса, полагая, что при одной и той же длительности разряда времязадающего конденсатора максимальное отклонение длительности питающего импульса равно одному шагу дискретности. С учетом (1) получим выражение максимальной нестабильности

Д = 1/(0,25 + п1). (2)

Анализ (2) показывает, что нестабильность известного УПУ (кривая 1 на рис.1) при прочих неизменных условиях обусловлена длительностью у1 импульса или количеством п1 шагов дискретности, определяемых диапазоном регулирования. Например, при п1 = 1 величина Д максимальна и составляет 80% от у1, а при п1 = 10 -9,76%. Следовательно, для уменьшения Д известное УПУ рационально использовать лишь для получения сравнительно широких импульсов. Однако, даже при п1 = 10 нестабильность остается достаточно высокой.

1 - без синхронизации -. 2-е синхронизацией

Рис. 1. Зависимости максимальной нестабильности длительности питающего импульса от его длительности для УПУ

На практике для обеспечения заданной энергии рабочего хода известное УПУ требует увеличения длительности питающего импульса, что вызывает повышенный нагрев обмотки ЛЭМД и снижает его надежность. Образующийся при этом избыток механической энергии при совершении рабочего хода вызывает брак, увеличивает износ двигателя, шум при работе и также снижает надежность.

Радикальным средством уменьшения нестабильности Д является синхронизация момента появления тока в обмотке относительно напряжения источника. Разработанные нами УПУ с синхронизацией [11, 12] не имеют большинства из отмеченных недостатков.

Устройство УПУ-3С, принципиальная электрическая схема которого представлена на рис. 2 [11], предназначено для питания и управления ЛЭМД усилием свыше 810 кН в приводе ПО и позволяет регулировать усилие и энергию его рабочего хода. Питание привода производится от трехфазной промышленной сети с нейтральным проводом. Фазировка УПУ-3С при его подключении не требуется. Пресс управляется с помощью кнопки SB1.

Энергию рабочего хода ЛЭМД регулируют переменным резистором R4. При нажатии кнопки SB1 разряд конденсатора С1 начнется не сразу после нажатия, а после прихода на управляющий электрод тиристора VS1 первого синхронизирующего импульса напряжения. Тиристор VS1 включается, и конденсатор С1 разряжается через цепи управляющих переходов силовых тиристоров. Один из них включается, в обмотке ЛЭМД возникает ток, и совершается рабочий ход. После окончания разряда конденсатора С1 проводящий тиристор выпрямителя за счет естественной коммутации закрывается.

мых напряжениях на каждом из них и возникают в моменты естественной коммутации. После включения одного из силовых тиристоров его анодное напряжение падает и составляет единицы вольт, поэтому ток через управляющий переход практически отсутствует. В результате повышается надежность работы силовых тиристоров и облегчается тепловой режим их управляющих переходов. Кроме того, для обеспечения одной и той же длительности у1 импульса питающего напряжения в рассматриваемом УПУ требуется времязадающий конденсатор с меньшей на порядок емкостью, нежели у предыдущего устройства.

Рис. 2. Схема электрическая принципиальная устройства УПУ-3С

Остаточная энергия, запасенная в магнитной цепи ЛЭМД, преобразуется в электрическую и рассеивается в виде тепла в резисторе R8, обмотке и диоде VD5, а также рекуперируется через закрывающийся силовой тиристор в источник и одновременно при движении якоря преобразуется в механическую энергию рабочего хода.

Обратный ход пресса совершается за счет энергии возвратной пружины. При отпускании кнопки SB1 конденсатор С1 заряжается вновь, после чего цикл может быть повторен.

Длительность импульса питающего напряжения определяется выражением (1). Энергия рабочего хода ЛЭМД при уменьшении сопротивления резистора R4 ступенчато падает, при увеличении - возрастает.

Недостатком УПУ-3С является прохождение тока через управляющие переходы всех тиристоров катодной группы, в том числе и тех, к которым приложено обратное напряжение источника. Это снижает, с одной стороны, надежность тиристоров и вызывает дополнительный нежелательный нагрев их управляющих переходов, с другой стороны, требует завышения емкости времязадаю-щего конденсатора, так как тот разряжается одновременно по трем параллельным цепям, две из которых в каждый момент времени не нужны.

Указанный недостаток устранен в разработанном нами УПУ-3СО с оптронной развязкой, принципиальная электрическая схема которого представлена на рис.3 [12].

Назначение, принцип действия и регулировочные свойства УПУ-3СО аналогичны предыдущему. Отличие заключается в управлении анодной группой силовых тиристоров VS2-VS4 через фототиристор оптрона V1 и анодную группу диодов VD5-VD7 от анодного напряжения силовых тиристоров выпрямителя. Благодаря такому управлению выпрямителем токи через управляющие переходы силовых тиристоров проходят только при пря-

Рис. 3. Схема электрическая принципиальнаяустройства УПУ-3СО

Принцип формирования выдержек времени, используемый в устройствах УПУ-3С и УПУ-3СО, основан на изменении напряжения на входе порогового устройства при апериодическом разряде конденсатора. В работе [1] получены выражения для определения оптимального значения эквивалентного сопротивления и емкости конденсатора. Это сопротивление обеспечивает наилучшее использование конденсатора (при заданной емкости получается максимальная выдержка времени).

Применительно к устройству УПУ-3СО (рис. 3) эквивалентное сопротивление цепи разряда обусловлено резисторами двух параллельных ветвей: регулировочной ветви из резисторов Я1, И2 и ветви с токоограничиваю-щим резистором И3. Последний включен последовательно со светодиодом оптрона и1, фототиристор которого выполняет роль порогового устройства. Влиянием ветви с R1 , R2 можно пренебречь, если ее максимальное сопротивление намного превышает сопротивление ветви с R3. Тогда эквивалентное сопротивление R будет определяться резистором R3, то есть ИЭ = R3, и, согласно [1], параметры цепи разряда для наибольшей требуемой длительности у1 питающего импульса найдутся из формул:

КЪ = -

й

где

е ■ /,„

I.,

С1 =

е ■у, ■ I

11 у.мин й

(3)

-умин - минимальное значение тока управления, при котором пороговое устройство находится в открытом состоянии; е - основание натурального логарифма; й0 - начальное значение напряжения на конденсаторе.

Для устройства УПУ-3С в формулах (3) значение тока нужно утроить, а тиристоры преобразователя должны иметь одинаковые значения этого тока.

Оценим нестабильность длительности импульса питающего напряжения Д' предложенных УПУ с синхронизацией. Если принять, что для них максимальное отклонение длительности равно половине длительности синхронизирующего импульса напряжения и1, составляющей, как показывает эксперимент, не более 3 эл. град., то, используя выражение (2), получим аналогичное выражение для УПУ-3С и УПУ-3СО:

Д':

T/120

1

40 ■

Т/12 + (Т/З)п 10 + 40п1

Отсюда следует, что максимальная нестабильность УПУ с синхронизацией снизилась в 40 раз. Зависимость от диапазона регулирования показана на рис.1 (кривая 2). Например, используя последнее выражение, получим для длительностей импульса питающего напряжения 2,083Т и 3,083Т, соответствующих диапазонам регулирования с п1 = 6 и п1 = 9, максимальную нестабильность 0,4 и 0,27% соответственно. УПУ, выполненное по [8] без синхронизации, обеспечивает в этом случае согласно (2) худшие показатели нестабильности, равные 16 и 10,8%.

Следовательно, рассмотренные УПУ с дискретным регулированием обеспечивают постоянство длительности импульса тока в обмотке ЛЭМД в более широком диапазоне регулирования. В результате повышается стабильность усилия и энергии рабочего хода пресса, снижается до необходимой величины длительность импульса тока в обмотке, что облегчает ее тепловой режим.

Анализ потерь энергии для рассматриваемых УПУ показывает, что около 80% их составляют потери в устройстве гашения УГ (цепь И8, VD5 в УПУ-3С или И14, VD10 в УПУ-3СО). Устройства УПУ-3С и УПУ-3СО с ЛЭМД пресса ПЭМ-3,0 имеют КПД, равный П = 0,95...0,96. Коэффициент мощности для этого

привода равен X = 0,86 (при коэффициенте искажений

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

V = 0,9).

10. А.с. 1488951 СССР,МКИ Н 02 Р 7/62Устройство для управления

электромагнитным двигателем/Э.Ф. Маер, В.И. Мошкин, А.В. Львицын, Г.Г. Угаров, К.М. Усанов. - Опубл. 23.06.89. Бюл. № 23.

11. А.с. 1292046 СССР,МКИ Н 01 F 7/18.Устройство для управления

электромагнитом /А.В. Львицын, В.И. Мошкин, Г.Г. Угаров и К.М. Усанов. - Опубл. 23.02.87. Бюл. № 7.

12. А.с. 1309249 СССР,МКИ Н 02 Р 7/62. Устройство для управления

электромагнитным двигателем/А.В. Львицин, В.И. Мошкин, Г.Г. Угаров, К.М. Усанов. - 0публ.07.05.87. Бюл. № 17.

Заключение

Производственные и лабораторные испытания УПУ-3С и УПУ-3СО с синхронизацией и дискретным регулированием подтвердили их технические преимущества. Устройство УПУ3С внедрено на Саратовском авиационном заводе в составе ПО с ЛЭМД типа ПЭМ3,0 на технологической операции выдавливания при производстве товаров народного потребления.

Список литературы

1. Ряшенцев Н.П., Угаров Г.Г., Львицын А.В. Электромагнитные прессы.

- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. - 160 с.

2. Мошкин В.И. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с

регулируемыми выходными параметрами: Автореферат дис. ...канд. техн. наук: - Новосибирск: ИГД СО РАН, 1992. - 20 с.

3. Усанов К.М., Мошкин В.И., Угаров Г.Г. Линейный импульсный

электромагнитный привод машин с автономным питанием. -Курган: Изд-во КГУ, 2006. - 284 с.

4. Мошкин В.И., Нейман В.Ю., Угаров Г.Г. Импульсные линейные

электромагнитные двигатели. - Курган: Изд-во КГУ, 2010. - 220 с.

5. А.с. 734911 СССР,МКИ В 21 J 7/30. Электромагнитный пресс/ А.В.

Львицын, Г.Г. Угаров, В.Н. Федонин и Г.А. Витмаер. - Опубл. 23.05.81. Бюл.№ 19.

6. А.с. 821018 СССР,МКИ В 21 J 7/30.Электромагнитный пресс /А.В.

Львицын, Г.Г. Угаров, Г.А. Витмаер и В.Н. Федонин. - Опубл. 15.04.81. Бюл. № 14.

7. А.с. 880597 СССР,МКИ В 21 J 7/30. Электромагнитный пресс с

тиристорным управлением / Г.А. Витмаер, А.В. Львицын, Г.Г. Угаров и В.Н. Федонин. - Опубл.15.11.81. Бюл. № 42.

8. А.с. 989595 СССР,МКИ Н 01 F 7/18.Устройство для управления

электромагнитом /Г.А. Витмаер, В.Ю. Кожевников, А.В. Львицын, Г.Г. Угаров и В.Н. Федонин - Опубл. 15.01.83. Бюл. № 2.

9. Электромагнитные молоты/А.Т. Малов, Н.П. Ряшенцев, А.В. Носо-

вец, Г.Г. Угаров и др.-Новосибирск: Наука,1979. - 269 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.