CC BY
40
Рис. 2. Гистограмма распределения скоростей в зависимости от диаметра частиц
В результате проведенных экспериментов была получена гистограмма распределения скоростей частиц в зависимости от диаметра, приведенная на рис. 2.
Из рисунка видно, что максимальная скорость для частиц от 400 до 500 мкм составляет около 90 м/с, а также, что с увеличением размера частиц скорость их движения уменьшается.
Библиографические ссылки
1. ГОСТ 9.402-2004 Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию. Переиздание. Взамен ГОСТ 9.402-80; Введен. с 01.01.2006. М. : Стан-дартинформ, 2006. С. 99.
2. Митряев К. Ф. Повышение эксплуатационных свойств деталей путем регулирования состояния поверхностного слоя при механической обработке. КуАИ, Куйбышев, 1986.
3. Буланова Е. А. Импульсные и энергетические характеристики недорасширенных двухфазных струй продуктов сгорания /Е. А. Буланова, А. Н. Первышин // Вестник Самар. гос. аэрокосм. ун-та. 2006. № 2 (10). С. 352-357.
4. Логвинов Л. М. Техническая диагностика жидкостных систем технологического оборудования по параметрам рабочей жидкости. М., 1992.
© Корнилин Д. В., Медведев М. В., Кудрявцев И. А., 2010
УДК 629.7.064.52
Д. К. Лобанов Научный руководитель - Е. А. Мизрах Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУР ИМИТАТОРОВ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ С КВАЗИПРЯМОУГОЛЬНОЙ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ
Проведен сравнительный анализ двух структур имитаторов солнечной батареи по статическим и динамическим характеристикам.
Для проведения наземных испытаний бортового электрооборудования космических аппаратов (КА) широко используются имитаторы, воспроизводящие вольтамперную характеристику (ВАХ) солнечной батареи (СБ) [1].
Современные СБ на основе арсенида галлия имеют ВАХ, которую можно аппроксимировать двумя отрезками прямых с углом между ними близким к прямому [2]. В этом случае имитатор СБ (ИСБ) может иметь квазипрямоугольную ВАХ. Такой имитатор может быть построен без применения функционального преобразователя. Он имеет более простую структуру, более простой расчет и реализацию.
Квазипрямоугольная ВАХ получается путем переключения обратных связей (ОС) по току нагрузки
либо по напряжению в зависимости от величины сопротивления нагрузки. Имитатор содержит непрерывный регулирующий элемент (РЭ) и импульсный РЭ, который ограничивает мощность, выделяемую на непрерывном РЭ. Здесь возможны два варианта структуры имитатора: ИСБ с переключением ОС в непрерывной части и ИСБ с переключением ОС в импульсной части. В первом варианте структуры непрерывный РЭ стабилизирует напряжение либо ток нагрузки в зависимости от типа ОС, импульсный РЭ ограничивает ток через непрерывный РЭ. Во втором - непрерывный РЭ стабилизирует ток нагрузки, импульсный РЭ ограничивает ток через непрерывный РЭ либо стабилизирует напряжение нагрузки.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Импульсные регуляторы напряжения по сравнению с непрерывными имеют более высокий КПД и в отдельных случаях лучшие массогабаритные показатели за счет уменьшения или исключения радиаторов для регулирующего транзистора. Непрерывные регуляторы напряжения обладают более высоким быстродействием по сравнению с импульсными [3]. Таким образом, оба варианта структуры ИСБ сочетают положительные качества импульсных и непрерывных регуляторов.
В ходе данной работы были получены модели основных устройств, произведен расчет корректирующих устройств, обеспечивающих устойчивость, разработаны модели имитаторов в пакете Micro-CAP для проведения вычислительных экспериментов.
Точность воспроизведения ВАХ у обоих имитаторов практически одинаковая. Адмитансные характеристики в режиме стабилизации тока нагрузки на качественном уровне повторяют характеристику реальной СБ с емкостной составляющей 2,65 мкФ.
На рис. 1 построены адмитансные характеристики в режиме стабилизации напряжения при разных параметрах сглаживающего фильтра, обеспечивающих один и тот же коэффициент подавления пульсаций. В адмитансных характеристиках в режиме стабилизации напряжения присутствует индуктивная составляющая. В ИСБ с переключением ОС в непрерывной части индуктивная составляющая равна 31,831 мкГн. В ИСБ с переключением ОС в импульсной части -159,155 мкГн. Уменьшить индуктивную составляющую можно путем подбора параметров сглаживающего фильтра импульсного регулятора напряжения.
Переходные процессы по ветви напряжения в имитаторе с переключением ОС в импульсной части занимают большее время, колебательность и перерегулирование также проявляются сильнее, чем в ИСБ с переключением ОС в непрерывной части (рис. 2). Это объясняется тем, что в режиме стабилизации напряжения в имитаторе с переключением ОС в импульсной части непрерывный РЭ закрыт.
Рис. 1. АдЧХ ИСБ с переключением ОС в непрерывной части (слева) и с переключением ОС в импульсной части (справа) в режиме стабилизации напряжения нагрузки при разных параметрах фильтра
и. в .ин©
ИСБ с переключен ием ОС в т шульснои части
/ ин щ / | ИСБ с переключением О С в непрерь 1вной части ;
| ! 1 ! •
/ ! : I : 1
/ | ................ ................ ............... ............... ! ...............1............... 1
/
/ 1 ! 1 I 1
) \ | 1, МС
3.0(10
йг
Рис. 2. Переходные процессы по ветви напряжения
Проведенный сравнительный анализ показал, что имитатор с переключением ОС в непрерывной части обладает лучшими динамическими характеристиками по сравнению с имитатором с переключением ОС в импульсной части. ИСБ с переключением ОС в импульсной части в режиме стабилизации напряжения обладает более высоким КПД, поскольку в этом режиме непрерывный РЭ закрыт.
Библиографические ссылки
1. Мизрах Е. А. О выборе структуры имитатора первичного источника электроэнергии космического
аппарата // Вестник СибГАУ. Вып. 3. СибГАУ. Красноярск, 2002.
2. Фаренбрух А., Быоб Р.Солнечные элементы: теория и эксперимент; пер. с англ. под ред. М. М. Колтуна. М. : Энергоатомиздат, 1987.
3. Найвельт Г. С., Мазель К. Б., Хусаинов Ч. И. [и др.] Источники питания РЭА : справочник ; под ред. Г. С. Найвельта. М. : Радио и связь, 1986.
© Лобанов Д. К., Мизрах Е. А., 2010
УДК 681.51
Р. А. Мирзаев Научный руководитель - Н. А. Смирнов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
РАЗРАБОТКА КОНТРОЛЛЕРА ДЛЯ УНИПОЛЯРНЫХ ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Создана система управления униполярным шаговым двигателем. Написана программа, генерирующая последовательность управляющих сигналов с компьютера на контроллер. Разработана топология платы контроллера и спаяна плата контроллера.
В современном производстве необходима автоматизированная техника, и особенно, станки с числовым программным управлением. В них широко используются шаговые двигатели, позволяющие перемещать инструмент или деталь с высокой точностью без использования обратной связи. Поэтому аспекты применения шаговых двигателей сейчас весьма актуальны. В частности, система управления шаговыми двигателями, которая сложнее, чем двигателями постоянного тока. Данная работа направлена на модернизацию контроллера униполярных шаговых двигателей, а также создание программы управления ими через компьютер.
В работе [1] предлагается использование микросхемы КР555ТМ7 и драйвера униполярных шаговых двигателей ULN2004. Но в ходе анализа контроллера был выявлен ряд недостатков: отсутствует схема платы в Sprint-Layout с LPT-портом; предлагаемая программа TurboCNC не сохраняет некоторые настройки портов вывода и не учитывает особенности механического устройства.
Выявленные проблемы были решены следующим образом: на плате установлена пара транзисторных ключей для управления шпинделем, и каким либо другим силовым элементом станка (данные ключи используются для управления платой силовых реле); написана программа управления шаговыми двигателями с компьютера.
Программирование собственной программы -гибкий инструмент, позволяющий подстроить систему управления под конкретный станок, учитывающий все его особенности. Программа должна поочередно подавать нулевой потенциал на каждую из четырех обмоток шагового двигателя, для того, чтобы через нее стекал ток, образуя движущую силу и поворачивая двигатель на один шаг.
Разработанная на MS Visual C++ программа включает код:
void CLPTtimer2Dlg::OnStartTimer() { 0ut32(0x378, 0); SetTimer(1, 500, NULL); c=1; } void CLPTtimer2Dlg::0nStopTimer() { KillTimer(l); }
void CLPTtimer2Dlg::0nTimer(UINT nIDEvent)
switch^)
{
В данном операторе выбираются последовательности управляющих сигналов: }
0ut32(0x378, d); // вывод сигнала на LPT-порт CDialog::0nTimer(nIDEvent); }
Процедура 0nStartTimer(), которая вызывается нажатием кнопки, запускает таймер с интервалом 500 миллисекунд; процедура 0nStopTimer() выключает таймер; процедура 0nTimer (UINT nIDEvent) обрабатывает прерывание таймера: выдает сигналы на LPT-порт. Таким образом, через каждые 0,5 секунды двигатель совершает один шаг. При желании можно увеличить скорость вращения.
При создании проекта в MS Visual C++, были использованы функция 0ut32(Port, Data). Данная функция взята из библиотеки inpout32, свободно распространяемой в Интернете и добавленной к проекту. Именно, используя эту библиотеку, удалось сделать программу, работающую с LPT-портом в новых операционных системах MS Windows 2000/XP.
На рисунке показана принципиальная электри-чекская схема платы, выполненная в программе sPlan.
