автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.05, диссертация на тему:Исследование электромагнитных вибровозбудителей в неавтономных режимах работы

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЧОУДХУРИ ШАХИН ХАСАН

УПК 621.318.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛтРОМАШТНЫХ ШБРОВОЗБУДИТЕЛЕЙ ■ В НЕАВТОНОМНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ

Специальность 05.09.05. - Теоретическая

электротехн пса

АВТОРЕФЕРАТ даосертащш на сояокание ученой отепепп кандидата технических наук

Та шее н г - 1992

О

/

1

о

Габота выполнена на кафедре "Теоретические основы электротехники" Ташкентского государственного технического университета имени Абу Райхана Беруни.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент ТИЛЛЯХОДКАЕВ М.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

професоор БАЗАРОВ Н.Х. - кандидат технических наук, доцент А31М0В Р.К.

Ведущее предприятие - институт энергетики и автоматики

АН Республики Узбекиотан

.Д ///

Защита оостоится (" 1992 г. в 10 чаоов

на заседании регионального специализированного Совета К 067.07,05 в Ташкентском государственном техническом университете / г. Ташкент, Вузгородок, энергофак ТГТУ, ауд. 341 /.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Отзывы в 2-х экземплярах просим направлять по адреоу: 700095, Ташкент, ГСП, ул. Университетская, 2, Вузгородок,главный корпус ТГТУ.

Автореферат разослан "У// " Л т 1992 г.

К*.

Ученый секретарь регионального специализированного Совета К 067.07.05 д.т.н.,доцент

кадров т.м.

АННОТАЦИЯ

Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное исследование электромагнитных вибровозбудителей (ЭМВВ), с неавтономными источниками питания, разработка метода анализа и схемы управления ЭМВВ, работающего в вынужденном режиме колебаний от генератора прямоугольных импульсов.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие вопросы:

-разработаны математические модели, учитывающие нелинейный характер изменения индуктивности электромагнита от зазора;

-выполнены теоретические и экспериментальные исследования зависимости возбуждаемых колебаний от нелинейной расстройки ЭМВВ;

-разработан метод анализа ЭМВВ, питающегося от неавтономного источника прямоугольных импульсов;

-выявлено влияние нелинейного изменения индуктивности от зазора на мощность колебаний;

-разработана система управления частотой и амплитудой ЭМВВ с помощью обратной связи по фазе колебаний;

-разработана методика инженерного расчета ЭМВВ через энергетические соотношения,- учитывающие нелинейность электромагнита и разработан опытный вариант ЭМВВ со схемой управления для использования в качестве технологического оборудования в промышленности.

Автор защищает:

1. Математические модели электромагнитных внбровозбуди-телей, учитывающих нелинейных характер изменения индуктивности от зазора.

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований.

3. Способ управления амплитудой и частотой ЭМВВ, питающегося от неавтэномного источника.

•4. Методику инженерного расчета аМВВ через энергетические соотношения.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы.Колебательные процессы а электромеханических системах (ЭМС) широко применяются в современной технике. Разработка и создание устройств, использующих колебания представляют большой интерес для химической, горнодобывающей, машиностроительной и других отраслей промышленности. Такие устройства широко применяются в производстве строительных материалов для транспортирования и одновременно технологической обработки сыпучих грузов, в сельском хозяйстве й т.п.

Наиболее аффективным источником колебаний (вибраций) во многих случаях является электромагнитный вибровозбудитель (ЭМВВ).

Непосредственное преобразование электрической энергии в механическую энергию колебаний открывает возможность разработки уотройств, управляемых электрическими методами. Известно, что ЭМВВ в основном работают в резонансном режиме, что позволяет их использовать с наибольшей эффективностью. Однако разработка их задерживается недостаточностью теоретических исследований и отсутствием методики расчета. Объясняется это сложностью воздействия нелинейных ЭМБВ и источника питания ( инвертора^усилителя ) на вибрационные процессы, нелинейной зависимости амплитуды и фазы вибрации от параметров системы (массы, коэффицента трения, жесткости пружин, напряжения, сопротивления и т.д. ^неустойчивых режимов, возникающих при переходе через резонанс. Нелинейный характер изменения индуктивности от зазора оказывает большое влияние на колебательные процессы в ЭМВВ, проявллющиеся'изменении амплитуды и частоты при резонансных явлениях. Изучение этих явлений представляет определенный интерес при разработке ЭМВВ. Введение обратной связи, управляющей частотой выходного напряжения источника, питающего ЭМВВ, позволит автоматически подстраивать частоту вибрации к частоте резонанса и поддерживать амплитуду и следовательно производительность устройства.

Методы исследования. Теоретические исследования проводились методами Ван-дер-Поля и Пуанкаре. Достоверность полученных результатов проверялись численным методом анализа на ЭВМ. Устойчивость колебательных процессов в ЭМВВ иссле-: довались методами Рауса-Гурвица и интегральным критерием. Методика инженерного расчета основана на энергетических соотношениях, учитывавших нелинейность изменения индуктивности от зазора. Аналитически полученные зависимости проверены экспериментальными исследованиями опытной установки.

Научная новизна. Разработана математические модели ЭМВВ, учитывающие нелинейный характер изменения индуктивности от зазора. Получены решения для амплитуды, фазы и постоянной состовляющей виброперемещения при питании от источника синусоидального напряжения и генератора прямоугольных импульсов в неавтономном режиме колебаний. Определены условия устойчивости вынужденных колебаний для однотактного и двухтактного ЭМВВ. Экспериментально установлена и аналитически доказана возможность срыва вынужденных колебаний и возбуждения кратных субгармонических колебаний, связанная с нелинейным характером изменения параметра в ЭМВВ. Для исключения срыва вынужденных колебаний при изменениях расстройки в системе разработана схема управления режимом колебаний в ЭМВВ с обратной связью по фазе. Предложен метод инженерного расчета вибровозбудителя через энергетические соотношения, учитывающий нелинейность изменения индуктивности от зазора, позволявший проектировать' рациональней форму и размеры ЭМВВ.

Практическая ценность работы.заключается в усовершенствовании алгоритма решения нелинейных уравнений электромагнитного вибровозбудителя, позволяющего уточнить основные параметры ЭМВВ, работающих в околорезонансных режимах, и повысить производительность конкретных виброустановок.

Предложенная схема управления режимом колебаний в ЭМВВ может быть использована в устройствах для поддержания заданного технологического процесса.

Разработанная методика расчета позволяет улучшить массо-габаритные показатели ЭМВВ при проектировании вибросистем.

Предлагаемый в диссертации стевд для измерения механических сил в переменном магнитном, поле может быть использован в научно-исследовательской и учебной работе кафедры.

Реализация результатов работы в промышленности. Разработан и принят к внедрению в качестве технологического оборудования в промышленном ■•птицеводстве электромагнитный вибрационный сводообрушитель для кормораздаточного бункера'. Главный техникоэкономический эффект состоит в механизации процео-са непрерывной вьщачи продукта из бункера и его экономиии.

Экономический эффект от внедрения на птицефабрике Средне-чирчикского района в количестве 61 шт. согласно расчету составит 198283 руб.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Республиканской научно-технической конференции по проблемам эффективного использования электрической и тепловой энергии в машиностроении Узбекистана (Ташкент,ноябрь 1989г.) и на Республиканской научно-технической конференции по проблемам вибрационных систем (Ташкент, июнь 1990г.).

Публикация.По теме диссертационной работы опубликованы три статьи и,два тезиса докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав основного содержания, заключения, приложений, библиографического списка из 97 наименований и содержит 103 страницы основного машинописного текста и рисунков на 31 страницах и одной таблицы.

Во введении отмечаются особенности функционирования ЭМС с электромагнитными вибровозбудителями, вызванные нелинейными резонансными явлениями, обосновывается актуальность исследования, формируются основные положения, выдвигаемые на защиту.

В первой глава проведен обзор существующих систем с электромагнитными вибровозбудителями и условий их работы. Разработана классификация систем, рассмотрены вопросы теории и практики ЭМВВ и определены задачи исследования.

Во второй главе разработана математическая модель ЭМВВ, питающегося от синусоидального источника бесконечной мощ-

ности с учетом нелинейного характера изменения индуктивности от зазора. Уравнения решены методом Ван-дер-Поля, найдены решения для амплитуды и фазы перемещения в режимах вынужденных и крвтных субгармонических колебаний. Исследована ; з-тойчивость, определены зоны возбуждения субгармонических колебаний и построена амплитудно-частотная характеристика ЭЫВВ. Результаты анализа проверены применением численного метода на ЭВМ.

В третьей главе разработана математическая модель ЭМВВ, питающегося нелинейного источника-генератора прямоугольных импульсов в неавтономном режиме работы и сделаны выводы о возможности управления режимом колебаний путем, введения обратной связи по фазе колебаний. Получены решения для амплитуды и фазы вынужденных колебаний для однотактного и двухтактного ЭМВВ с учетом' нелинейности электромагнита. Исследована устойчивость систем при наличиии постоянного подмагничивания, определены энергетические показатели и сделан вывод о необходимости учета нелинейных коэффицентов при определении мощности, от которой зависит оптимальная форма и размеры ЭМВВ.

В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования и схема управления режимом колебаний с помощью обратной связи по фазе.

Разработана методика инженерного расчета силовой части ' ЭМВВ, учитывающая нелинейный коэффицент энергопреобразования и приведены результаты численного расчета опытного образца ЭМВВ, использованного в качестве сводообрушителя в бункерах сельскохозяйственного назначения.

В приложении приведены программа Рунга-Кутта-Мерсона, использованная при анализе субгармонических колебаний численным методом и акт приема- сдачи к внедрению опытного образца электромагнитного сводообрушителя.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Обзор существующих исследований ЭМС с ЭМВВ показывает, что в подавляющем большинстве в технике вибраций используются вибровоэбудители в неавтономных режимах работы, питающие-

ся от источников, напряжение которых изменяется во времени по периодическому закону.

Существующая теория этих систем не позволяет достаточно строго провести анализ условий их работы. В данной работе рассматриваются процессы в ЭМВВ с учетом изменения индуктивности, происходящего по нелинейному аакону. Если считать, что индуктивность L является функцией только перемещения X якоря, то вибрационная система, вибрирующая масса которой равна М , может быть описана следующими дифференциальными уравнениями:

Для L(<) возможно принять следующую аппроксимирующую функцию:

13)

Здесь "У* и; jp не зависят от Л . При соответствующем подборе этих коэффициентов функция (3) может достаточно точно отражать качественную и количественную стороны действительной аависиыости Lit]

Полагая в первом приближении, что якорь колеблется, подчиняясь гармоническому закону

Х - A Cos (2u>i - fj^ (4)

можно индуктивность выразить в виде следующей функции: Ь -L,e.*p[~т cbs(zu>t-4>)+i.mf,cosl(2а>Ь- ч) (б)

где ' РгАг

т^уА ; т - 1LJL

Коэффициент т характеризует относительное изменение индуктивности; коэффициент тр характеризует форму кривой или степень её вогнутости. Разлагая в ряд величину i/eKp(-T* + f^X2) и учитывая, что rrt< (,тр * решение уравнения (I) можно получить в виде суммы ряда:

y=%Sin(u>i-<f0) yjCi£J'»»>r)sin(Kv>t + tK). (6)

Из выражения (6) следует, что потокосцепление в ЭМВВ можно рассматривать как полигармоническое с преобладающим содержанием основной гармоники.

Соотношение (6) совместно с принятыми зависимостями (3) и (4) позволяет выразить правую часть уравнения (2) в виде функции Р(х, .

Выбирая новый масштаб времени пг = 2^^~2 %/ и введя следующие обозначения

и-*..* у г= /; Гг

з 4 -т > г лми>* " 0 '

уравнение (2) можно представить следующим образом:

у +2РУ =-£(«. +ЯУ+У. - • •) +

гд' - козффиценты, зависящие- от т и т^ .

В правой части уравнения (7) все козффиценты меньше единицы и для случая нормальных колебаний, т.е. при п-£ , приближенное решение уравнения можно получить, ограничиваясь членами с первой степенью у . Это решение имеет вид:

ГД0 Й2, = £Д & = ОЬсЦ .

' -2/3 » Наличие в выражении (8) члена с , зависящего от

электрических параметров ЭМВВ показывает, что резонансные условия здесь отличны от резонансных условий для механического вибровозбудителя. Хота величина не превышает 3-5 % от величины при со =3ЛИ 1/сек., однако пренеб-

режение ею может привести к изменению амплитуды по сравнению с расчетной на 18-20 %.

Если учесть нелинейные члены, входящие в правую часть уравнения (7), то можно придти к выводу о возможности существования других режимов, Для выявления возможности сущес-

твования кратных субгармонических колебаний решение было принято в форме:

у = Ксо$2и*Ь ■ь'а.&ь'пО'Ь + оЬ - го (9)

Использование метода Ван-дер-Поля позволило получить выражение д^.л амплитуды кратных колебаний в виде

(Ю)

, . ц>

тде£=Х —± -расстройка половины частоты внешнего воздей-

^ ствия,

Л -амплитуда вынужденного решения (амплитуда накачки),

£ £г- -коэффиценты, зависящие от параметров системы, -динамическое смещение, определяемое из уравнения.

+ (£->-1л£г)Аг. (П)

Для существования переодического решения, кратного частоте воздействия, оно должно быть устойчивым. Устойчивость вынужденных и кратных колебаний исследована при малых возмущениях анализом корней характеристического уравнения. Условия устойчивости вынужденных колебаний сводятся к удовлетворению следующих неравенств

1. рО>

л. ри*)-^-^*)*- (к)

Так как затухание /3 всегда положительно, то вынужденные колебания существуют всегда, при этом амплитуда их вне области возбуждения кратных колебаний возрастает. Исследование устойчивости кратных колебаний попрежнему оводится к выполнению критерия /5, ?о и выполнению неравенства

РГ'-О-Ь-з^+гъг.-зъ*?*-*** - (13)

_з-зе^^о) >о?

- II -

что всегда имеет место при условии положительности коэффи-цента возбуждения вынужденных колебаний,

Полученные решения (8,10) позволили определить области параметрического возбуждения и построить амплитудно-частотные характеристики нривой субгармоники. На рис.1 изображены зависимости амплитуды кратных колебаний при двух значениях расстройки от накачки Л

При этом видно, что при фиксированной расстройке £ даже небольшое увеличение А вызывает заметное уменьшение А Зная границы существования кратных колебаний

(14)

можно построить зависимость д от . На рис.2 приведена теоретическая кривая, построенная по формуле-(10). Там же нанесены точки амплитудно-частотной характеристики, полученной, численным' методом с помощью ЭВМ. Проведенный анализ показал, что за счет взаимодействия подсистем и учета нелинейности индуктивности от перемещения в ЭМВВ могут возбудиться механические колебания на частоте источника, названные кратными по отношению к накачке. Для исключения этих колебаний необходима отстройка собственной частоты механической части подсистемы от частоты вынужденных колебаний.

На частоту колебаний значительное влияние оказывают параметры системы. В области безударных колебаний частота в основном зависит от механических параметров. Электрические параметры в основном влияют на амплитуду колебаний. При ограниченном размахе колебаний и соприкосновении якоря с ограничителями хода, частота зависит и от электрических параметров системы. Результаты анализа системы позволяют установить, что в системе возможны режимы мягкого и жесткого возбуждения субгармоники. Наличие того или иного режима зозбувдения колебаний зависит от конкретного соотношения затухания /3 и расстройки . Основные соотношения, полученные в результате анализа системы подтвердили необходимость совместного рассмотрения уравнений электромагнитного впбровозбудителл.

Для обеспечения устойчивой работы ь режиме вынужденных колебаний и расширения низкочастотного диапазона необходимо применение специального источника, генерирующего колебания -заданной частоты. Для этого рассмотрена схема ЭМВВ, питающегося от инвертора, работающего в неавта-номном режиме, т.е. с частотой, формируемой задающим генератором. Такое построение схемы питания ЭМВВ создаёт предпосылки для разработки автоматизированной системы для управления параметрами колебаний с помощью обратных связей в неавтономных режимах.

По сравнению с исходной системой (1,2) здесь изменяется только вид приложенного напряжения, которое на выходе источника имеет прямоугольную форму и может быть пред-стетлен в виде

U({J=Ua(^rn0Siêr?SinCùet) (is)

где U0 -постоянная состовляющая напряжения, wf -частота изменения напряжения, т„ -коэффицент вариации напряжения.

Используя метод малого параметра и представив решения в виде рядоЬ найдены поровдающие решения системы в виде

<Ре -Л - cos<^(i}

i/o- Р.¿j-2x^lDilut-fJ+ô,Щ C0S(Mt^)]} (16)

где

Здесь Д характеризует величину'постоянного подмагни-чивания и условие для её определения заключается в том, чтобы функция

ГМ = (1+ту0) {1?)

не содержала постоянной состовляющеи. Подстановка порождающих решений в (IV) приводит к уравнению третьей степе-

ни относительно искомой неизвестной, откуда она легко на-1 ходится.

При питании от инвертора однотактного ЭМВВ для механи-) ческих колебаний имеет место сдвиг центра колебаний, который зависит от амплитуды воздействия (т.е. постоянной состовляющей потока). Эта состовляющая придает колебаниям нелинейный характер, и приводит к деформации амплитудно-частотных характеристик в сторону уменьшения жесткости системы (рис.3).

Для исключения несимметричных колебаний и компенсации высших гармоник при больших мощностях целесобразно использование двухтактных ЭМВВ, с вибровозбудителем в каждом плече инвертора (рис.4).

Анализ динамики двухтактного ЭМВВ тем же методом позволяет получить порождающие решения, которые хорошо согласуются с опытом.

В результате получены решения для потока и перемещения в виде

- - ¿oSiOt, %1г> CasOt/ (18)

Здесь д, и характеризует величины постоянных подмагничиваний и находятся из уравнений третьей степени

рг (\Л) = К [f-MP, К, ^(Xf*^)ceSff-»ro =е* 19)

Для симметричного режима эти уравнения допускают решение

Ay-^j-A- • (20)

При равенстве постоянных составляющих потоков в обмотках электромагнита перемешение якоря будет иметь гармонический характер и выразится следующим образом:

У„-~_^^_ COS fu>t~ yj). (2i)

f-zmPckfCrt^

Для электромапшгнрй силы, приложенной к якорю будем иметь 4 )=--кЗ^Зк- сав^. (р9ч

Как видно из выражения (22) силы, действующие на колебательную систему, в порождающем приближении изменяются во времени как интеграл от первой гармоники несинусоидального напряжения, подведенного к обмоткам.

Так как перемещения следуют с некоторой точностью закону изменения сил, то в смысле воспроизведения формы сигнала, дангое устройство можно рассматривать как интегрирующее звено. Однако в силу нелинейности системы коэффицент усиления звена зависит от амплитуды входного сигнала посредством величины Д

Для исследования устойчивости колебаний при питании от инвертора использован интегральный критерий, сущность которого заключается а нахождении необходимых условий устойчивости черезусредненные значения характеристик движения системы, вычисленных для порождающего решения. Устойчивый режим соответствует наименьшему абсолютной велтине корню в уравнении (17).

Корни этого уравнения чудут вещественны и различны,

если

Р0тк„)~ (1 - ¿55Р0т^-Рт к^ ^> € (23) при этом необходимо, чтобы

Устойчивость колебаний в симметричном режиме в двухтактном ЭМВВ обеспечивается выполнением следующих неравенств:

у о >о.

с/А - /д-А^г ; ^

В нашем случае пр. симметричных колебаниях устойчивость будет обеспечена при соблюдении неравенства

1-ЯЛ7РсН<СОВ ¥,7 0

(26)

При выполнении обратных неравенств {'¿3,25) вынужденные колебания'неустойчивы. Таким образом, анализ устойчивости показывает, что стабильные колебания всегда могут быть обеспечены соответствующим выбором электрических и механических параметров системы при известной велечине.постоянной составляющей питающего напряжения в„ .

Учет нелинейного характера изменения "цдуктивности позволяет уточнить необходимую мощность колебаний ЭМВВ на заданной частоте.

Мощность ЭМВВ определяется из интегрального соотношения

(и

Используя найденные выражения для тока и потокосцепления можно выразить следующим образом мощность

где / _

ЯГ"/) "'•],

коэффицент энергопреобразования на чатоте колебаний. Как видно из выражения (28) мощность пропорциональна относительному изменению индуктивности и зависит от степени вогнутости кривой С(Х)

С целью проверки аналитически полученных решений при питании от источника синусоидального напряжения и источника прямоугольных импульсов с подмагничиванием были проведены экспериментальные исследования опытной установки на стецде. Обмотка ЭМВВ питалась синусоидальным напряжением, а закон изменения индуктивности был близок к аналитической аппроксимации (3). Результаты осциллографирования колебаний при изменении напряжения питающей сети , фиксированной собственной частотой колебаний &>„& дали возможность убедиться в наличии субгармонических колебаний частоты сети. Возбуждение субгармонических кратных колебаний возможно и изменением собственной частоты механической части системы при С/=соп&? . С приближением частоты собственных колебаний к частоте источника вынужденные колебания частоты Лей скачком пере-

- 16 -

ходят на кратные со и также скачком вновь возбуждаются вынужденные при уходе собственной частоты от вынужденных. Нареду с этим при уменьшении жесткости могут возбуждаться медленные колебания А.со/« , также кратные основной частоте. Эти результаты были проверены численным методом на ЭВМ с использованием реальных параметров опытной установки.

Для экспериментальной проверки режимов колебаний в ЭМВВ при питании от нелинейного усили'тсля с фиксированной частотой, задаваемой генератором импульсов была разработана схема с обратной связью по фазе,обобщенная схема которой приведена на рис.5.

На вход иумматора подаются синусоидальные напряжения обратной связи, равные по амплитуде по напряжению, питающему ЭМВВ и по виброскорости. Они сдвинуты по фазе на угол

относительно друг друга. Амплитуда суммы этих напряжений

(29)

определяется сдвигом фазы $ в механической подсистеме.

Зависимость напряжения С1сс на выходе устройства обратной связи по фазе от частоты со( , полученная в разомкнутом режиме, имеет ввд, показанный на рис.6.

Зависимость напряжения.от частоты вибраций имеет нелинейный характер типа экспоненты. С увеличением крутизны склонов АЧХ кривая также становится круче. При

частоте сое= ю0 , соответствующей резонансу напряжение

О0с имеет величину 3 & и не зависит, от массы М и высоты пика ; АЧХ. Выходное напряжение имеет небольшие пульсации, которые определяются качеством фильтра Ф. Если это напряжение подавать на вход задающего генератора ЗГ, то ЭМВВ будет автоматически настраиваться на заданный режим колебаний.

В основу инженерного метода расчета ЭМВВ положена задача определения параметров электромагнита, обеспечивающего необходимую мощность колебаний и оптимизация её массога-баритов с учетом нелинейного характера изменения иццуктив-

- Г? -

ностк от маора.

Иоходаши данными являются; частоте кожебаыий, амплитуда перемещения,коэффициент трения, номинальная маоса груза шесте о рабочим органом .требуемая механическая мощность колебаний, напряженна питания.

Целью расчета явилооь:-определение параметров конструкции ЭАЛВВ ¿о-индуктивность обмотки, ДО —чиодо витков, R -её активное сопротивление, 3 -ллошадь сечения магнитопровода, ]( --жесткость упругих элементов /прутв/, Л -величина воздушного зазора при обесточенной обмотке, -коэффициенты аппрокси-

мации индуктивности*

Кроме того определяется расчетный ток 10ч?раз обмотку. Используя найденные выражения для мощности вибратора /2В/ и коэффициента энергопреобразования бил. рассчитан Ш-образ-ный электромагнит,использованный в- качестве ЭМВВ в низкочастотной вибрационной устввавке-бувкериад побудителе для плохосыпу-чих грузов|склонных к сврдообразованию. Результаты расчета позволили определить тип источника питания нелинейный усилитель. Принципиальная электрическая схема источника питания показана на рис. 7. Принцип его действия заключается в слэдуннам.

Напряжение с датчика скорости шесте с выходным синусоидальны« напряжением задавшего генератора суммируется с)7,маторп С и через выпрямитель и фильтр шесте с опорньм напряжением иеп подаетоя на вход задашего генератора для подстройки его частоты в резонанс с частотой собственных колебаний 0до . Синусоидальное напряжением с выхода 5Г подаотся на вход линейного усилителя ОУ 1'типа К551УД1А. Усиленное напряжение с его выщм подается на вход усилителя 0У2, где синусоидальное напряжение преобразуется в прямоугольное. Это напряжение открывает составном транзистор Т1,Т2. Усиленные прямоугольные пмпульси тока чороз диоды Д6,Д7 открывают составной транвиотор ТЗ,Т4. Этот транзистор выполняет роль ключа,подключающего обмотку ЭЬШВ к источнику питания. ШунтируюшиЙ диод Д9 закорачивает импулт.сн

ЭДС, возникающие при коммутации индуктивности.

Проверка данного устройства на практике показала его устойчивую работу при изменении параметров нагрузки. Стабильность поддержания амплитуды перемещения была проверена экспериментально. Отклонение амплитуды от заданной величины составило не более 12 % в диапазоне регулирования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. В результате изучения и обзора литературы установлено, что все источники возбуждения колебаний в ЭМВВ делятся на автономные и неавтономные. Причем наибольшее распространение получили неавтономные сцстемы питания ЭМВВ. Однако вопросы управления амплитудой и частотой колебаний для неавтономных ЭМВВ разработана недостаточно,

2. При анализе вынужденных колебаний реактивных ЭМВВ питающихся от источника синусоидального напряжения, установлена возможность возбуждения кратных субгармонических колебаний. Этот эффект связан с особенностями изменения индуктивности при колебаниях якоря ЭМВВ, приводящих к нелинейности электромагнитного усилителя в механической части системы.

3. Доказано, что неустойчивость вынужденных колебаний наиболее резко проявляется при переходе через резонанс на частоте сетевого напряжения и вызвана взаимовлиянием параметров электрической и механической подсистем.

4. Для исключения кратных колебаний, как вредных, собственная частота ЭМВВ должна быть отстроена от частоты источника питания.

5. Установлено, что для расширения диапазона частот и разработки управляемых ЭМВВ целесообразно .использование неавтономных инверторов или усилителей в качестве источников питания.

6. Для неавтономны.. ЭМВВ, работающих в околорезонансном режиме целесообразно введение обратной связи по фазе колебаний, что позволит исключить двузначность режима на аыпли-тудно частотной характеристике.

7. Использование метода малого па^лметра для анализа нелинейных уравнений ЭМВВ с неавтономными источниками позволили олучи ь решения, близкие к реальным.

8. Учет нелинейного характера изменения индуктивности от зазора позволяет уточнить амплитудные соотношения и энергетику колебаний. Установлено, что введенче коэффицента энергопреобразования М^! зависящего от коэффицента модуляции и формы кривой L(X) позволяет составить правильное представление о рациональных формах магнитной цепи ЭМВВ и выбрать оптимальные размеры электромагнита.

9. Разработан инженерный метод расчета ЗМВВ и на его основе сконструирован опытный образец неавтономного ЭМВВ с обратной связью для использования на прагтике.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих печатных работах:

1. Чоудхури Ш.Х., Тилляходжаев М.М., Матъякубов X. Субгармонические колебания в системе с электромагнитом. В кн. Тез. докл. республиканской научно-технической конференции "Проблемы аффективного использования электрической и тепловой энергии в машиностроении Узбекистана".,Ташкент, 1989, с.51.

2. Тилляходжаев М.М., Матъякубов X..Чоудхури Ш.Х. Экспериментальное исследование вибрационного лотка-транспорта. Там же , с.40.

3. Тилляходжаев М.М., Чоудхури Ш.Х., Матъякубов X. Динамика двухтактного электромагнитного вибровозбудителя при питании от инвертора. В кн.: Сборник научных трудов ТашГТУ."Прикладные вопросы электроавтоматики и преобразовательной техники"., Ташкент, 1991, с. 93-100.

. 4. Чоудхури Ш.Х., Тилляходжаев U.M. - Фаза буйича тескари богланган автоном булмаган манбали, тебранма электромагнит титратгич."Электр энергиясини ишлаб чикариш муаммолари ва ма-шинасозлик саноатида, хамда Узбекистон халк хужалигининг бошка сохаларвда онергртехнология..масалалари". Жумхуррият илмий-техника конференциясида килинган маьрузанинг баёни. 1992 й. 16-17 ноябрь. Тошкент 1992 й.

5.CHOWDHURV S.H. TJLLIA.^HöJfle^ М.М.-„ Dynamic cf Two'- Qappecf Etectio-Magviitic.

ViSto -Е.ХСШг SuppijL^ß {гоini/ü%tob[

f\ DAß h^ociailovx /j-g-entetg

Рис. 3.

л

и &

.Л

M

-й-

о (g

л