Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бесконтактные электрические аппараты [сборник статей]

..pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.89 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР

МОСКОВСКИЙ ордена ЛЕНИНА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Т Р У Д Ы

МОСКОВСКОГО ордена ЛЕНИНА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА

БЕСКОНТАКТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

Под редакцией к. т. н., доцента АБДУЛЛАЕВА Я- Р.

Москва МЭИ — 1974

J-t JJW

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

Предисловие.

.

 

 

.

 

 

 

.

 

 

 

 

.

.

4

 

1. Абдуллаев Я. Р. Индукционная подвеска.....................................

 

 

 

 

 

В

 

2. Абдуллаев Я. Р. Индуктивность магнитной

системы

с

по­

движной

короткозамкнутой

обм откой

.......................................................

 

 

 

 

 

 

 

21

 

3. Абдуллаев Я. Р. О вторичном рассеянии.

.

 

 

.

.

 

25

 

4. Гераськов В. Л. К расчету нагрева экрана индукционной под­

 

вески.

.

.

 

.

.

 

.

 

........................................................21)

 

5. Гераськов В. Л. Индукционная подвеска

как

динамическое

 

звено системы

автоматического

регулирования.

.

 

 

. . .

 

38

 

6. Сливннская А. Г., Федькина А. А. К вопросу увеличения зоны

41

стабилизации

соленоидного

стабилизатора

переменного

тока.

.

 

7. Юсифов Э. Б. Уравнение шкалы измерителей напряжения и

50

тока с индукционной подвеской.

 

 

.

.

 

.

 

.

 

 

из­

 

8. Юсифов Э. Б. Дифференциальные уравнения

.

динамики

54

мерителя с подвижным экраном.

 

 

.

.

 

.

 

.

.

 

 

9. Ибрагимов А. Ф. Экспериментальное

исследование устрой­

57

ства с двойной трансформацией напряжения.

.

 

 

. . .

 

 

10. Федькин А. К. Влияние параметров сердечника на длитель­

03

ность фронта выходного импульса

в МУС.

.

 

.

 

.

.

 

 

11. Сливинская А. Г., Федькина А. А. Гармонический анализ ха­

07

рактеристик соленоидов с насыщенным сердечником.

 

 

.

 

.

 

12. Ибрагимов А. Ф. К расчету устройств с двойной трансфор­

70

мацией напряжения.

 

 

.

.

 

 

.

.

 

.

 

. . . .

 

 

13. Абдуллаев Я. Р. Электродинамические усилия в магнитных

1

системах с подвижными к. з. витками.

.

.

 

.

.

 

, 7

 

14. Кураев В. Г., Федькин А. К. О применении метода Вышне-

 

градского в нахождении оптимума быстродействия МУС с гибкой

78

обратной связью.

 

.

.

 

.

 

.

 

.

.

 

.

 

.

 

15. Юсифов Э. Б. К расчету нагрева подвижного экрана.

 

.

80

 

10. Зейналов Р. А. К расчету распределения потоков в устрой­

 

стве для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромаг­

 

нитных основаниях.

 

 

.

.

 

.

.

 

.

.

 

.

 

 

. 8 9

 

17. Резцов В. М. Многопредельный стабилизатор переменного

94

тока с индукционной подвеской.

 

 

.

.

 

.

 

.

 

 

,

 

18. Иоффе А. И. К исследованиям составляющих комплексного

101

магнитного

сопротивления пермаллоя 7 9 1 1 М

.......................................

 

 

 

 

 

 

19. Гераськов В. Л. Экспериментальное исследование датчиков

108

усилий с индукционной подвеской.

 

.

 

.

 

.

 

.

.

 

20. Абдуллаев Я. Р., Гераськов В. Л. Индуктивность

рассеяния

 

и форма тока короткозамкнутого витка электромагнитов перемен­

114

ного тока.

 

.

.

 

.

.

 

 

.

. . .

 

 

. . .

 

и

21. Буль Б. К., Шоффа В. Н. К

расчету

магнитоэлектрической

121

ферродинамнческой

систем

 

 

..................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22. Коробков Ю. С.

Расчет

силы

взаимодействия

магнитных

 

контактов

ферридов

 

с

внутренней

 

памятью.

 

.

 

.

.

 

. 1 2 6

К

23. Буль Б. К., Азарова Т. В.,

Умеренков А.

С.,

Шоффа

В.

Н.

 

вопросу

определения

проводимостей

разомкнутых

магнитных

 

систем геркоиов.

 

.

 

 

.

 

.

 

........................................... 129

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящий сборник вошли статьи, отражающие иссле­ дования в области электромагнитных устройств различного

назначения и принципа действия.

посвящена

вопросам

Первая

группа статей

сборника

разработки

и исследования

электромагнитных

устройств

с индукционной подвеской.

Одной

из важнейших задач

в этой области является практическое применение принципа индукционной подвески при создании новых электромагнит­ ных устройств. Разработке новой конструкции, как правило, предшествуют экспериментальные и теоретические исследо­

вания основных закономерностей, происходящих

в

устрой­

ствах.

Я- Р., Гераськова В.

Л.,

Юсифо-

В статьях Абдуллаева

ва Э. В. п Резцова В. М.

изложены принципы

построения

н результаты исследования ряда электромагнитных устройств с индукционной подвеской. Разработанные электромагнит­ ные устройства, стабилизаторы тока, а также датчики уси­ лия и перемещения представляют большой практический интерес.

Например, электроизмерительные устройства с индук­ ционной подвеской многопредельны и не имеют механиче­ ских нружпп п токоподводов к подвешенной рамке. Датчики усилия позволяют с большей точностью измерять малые усилия порядка нескольких грамм. При этом с выхода дат­ чика можно получать различные унифицированные сигналы в виде постоянного или переменного тока или напряжения.

Основным преимуществом устройств с индукционной подвеской является отсутствие трения между подвижной и неподвижной частями. Трудности, имеющие место при рас­ чете устройств с индукционной подвеской, связаны с онре-

4

делением координаты левитации (высоты свободном под­ вески) электропроводящей рамки и индуктивности магнит­ ной системы. В связи с этим в вышеназванных статьях осо­ бое внимание уделено расчету н исследованию параметров подвешенного экрана или рамки.

Вторая группа статей охватывает некоторые вопросы рас­

чета и экспериментального

исследования

герконов.

В статье Буль Б. 1\. п

Шоффа В. Н.

рассматриваются

некоторые вопросы расчета магнитоэлектрических п фсрродннамическпх систем.

Статья Буль Б. К., Назаровой Т. В., Умерепкова Л. С. п Шоффа В. Н. посвящена вопросу определения проводимо­ сти разомкнутых магнитных систем герконов.

Третья группа статей, авторами которых являются Сла­ вянская А. Г. н Федькина А. А. посвящена исследованию соленоидных электромагнитов. В них рассмотрены вопросы увеличения зоны стабилизации стабилизатора тока и гармо­ нический анализ характеристик.

Четвертая группа статей посвящена различным электро­ магнитным устройствам.

В статьях Кураева В. Г. и Федькина Л. К. рассматрива­ ются вопросы быстродействия МУС с гибкой обратной связью и влияния параметров сердечника на выходной импульс.

В

статье

Иоффе Л. И. исследуются составляющие ком­

плексного магнитного сопротивления пермаллоя

79НМ.

В

статье

Ибрагимова Л. Ф. рассматривается

устройство

с двойной трансформацией напряжения.

К. т. п. доцент Абдуллаев Я. Р.

ИНДУКЦИОННАЯ ПОДВЕСКА

К. т. н., Абдуллаев Я. Р.

Принцип левитации (свободной подвески) электропрово­ дящего тела в переменном магнитном поле давно известен. В [Л. 1] отмечено, что проблемы левитации относятся к перспективным, пока еще недостаточно теоретически и экспе­ риментально изученным разделам современной науки п тех­ ники. Может быть, именно по этой причине принцип индук­ ционной левитации еще не нашел применения в разработках новых устройств. Индукционные электромагнитные опоры, построенные на этом принципе, находят практическое при­ менение лишь в малой металлургии при получении сверхчистых металлов и сплавов. При этом подвешенным телом является металл, подлежащий расплавлению в маг­ нитном поле электромагнита переменного тока высокой ча­ стоты.

Используя принцип индукционной подвески автором дан­ ной работы разработан и исследован ряд электромагнитных устройств промышленной частоты, в которых левитируемым телом является медная пли алюминиевая короткозамкнутая рамка (экран). К этим устройствам относятся: стабилизато­ ры тока и напряжения [Л. 2], электропзмерптсли [Л. 3J, индуктивные и трансформаторные датчики перемещения [Л. 4, 5, 6, 8], усилия [Л. 7, 8], уровня и давления, линей­ ные следящие системы, расходомеры, плотномеры п упорные подшипники. Эти устройства не требуют специальных регу­ ляторов п схем, предназначенных для обеспечения устойчи­ вого равновесия левитируемого тела. Устойчивое равновесие обеспечивается созданием однородного магнитного поля в рабочем зазоре, где находятся активные части левитируемого

экрана.

б

Подвеска экрана в магнитном поле позволяет устранить трепне п упростить конструкции устройств. При этом точ­

ность работы прибора

достаточно высока. Например,

в

электроизмерительном

приборе

с магнитной

подвеской

экрана [Л. 3] отпадает

необходимость

в токоподводах

к

подвижной

рамке н не

нужна

пружина.

А в плотномере,

уравномере

и датчике

давления лпвптпруемый

экран

не

только выполняет функцию подвижной части (чувствитель­ ного органа), но п заменяет поплавок.

Работа индукционной подвески (рис. 1) основана на взаимном уравновешивании двух сил, приложенных к экра­ ну. Одна из этих сил, направленная вниз, является силой ве­

са экрана Р, другая — электродинамическая сила F э , на­ правлена вверх и уравновешивает силу веса. На рис. 16 показана зависимость электродинамической силы от переме­ щения экрана. В любом положении равновесия экрана сила веса Р равна электродинамической силе Рэ . Координата равновесия определяется точкой пересечения тяговой харак­

теристики

/%, = f(X )

с горизонтальной прямой силы веса Р,

которая обозначена через т на рис.

16. При увеличении на­

пряжения

обмотки

от значения Ui

до

И'\ сила F 3 будет

возрастать

и характеристика

F3= f ( x )

пойдет

выше. Этой

характеристике соответствует

новое

положение

экрана h".

А при уменьшении напряжения Ut до U'i экран опускается вниз п положение его определяется точкой /г', т. к. при этом

характеристика F3 = f(X ) идет ниже первоначальной.

7

Положение экрана можно изменить путем регулирования зазора 6. При увеличении зазора 6 характеристика F3~ f ( X ) идет ниже, а при уменьшении зазора б, наоборот, характе­ ристика идет выше.

Следует отметить, что на экран, кроме вертикальной си­

лы F3 действуют радиальные силы, стремящиеся разорвать его. Эти силы равны и противоположны, поэтому они пе вызывают перекос экрана и, следовательно, не обусловлива­ ют трения экрана с магнитопроводом. При значительном отклонении подвески от вертикального положения, например, па угол, более чем 5—8°, появляется результирующая ради­ альная сила, вызывающая соприкосновение экрана с магни­ топроводом.

Статистические электромагнитные процессы в индукци­ онной подвеске характеризуются следующими уравнениями:

уравнением электрической цепи

 

 

 

 

 

 

U\ —/iZ n+ //2*12;

 

(1)

 

 

 

 

 

 

0 ~ I2^22 1 jf 1X21;

 

(2)

уравнением

равновесия

сил

 

 

 

 

 

 

F* = P--

JI

d h = nui,

 

 

 

 

 

2 />2 dX

 

 

(3)

где пг — масса подвижной части; а — ускорение;

 

—П+ Iхп

11 Z22 = /'2 + № 2

— полные

электрические со­

противления обмотки возбуждения и экрана.

 

Токи /1 и /2

через

напряжение U\

определяются

как

Z 22

 

/

_

 

 

 

 

и г

 

 

(4)

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•*32

|

/

(

г „

.

^

|

—}—2 ( Л1 • /”2—

х п'х22) г~х 122

 

 

 

I

 

/

 

 

 

 

 

и г

 

 

(5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\'

 

 

 

 

 

+ 2 (Г! -Гг—Х\1 - * 22) + - И 2 2

 

 

 

( *

-

» '

 

 

 

 

 

8

или

Связь между токами 1\ и /2 осуществляется уравнением

 

 

 

 

I — I

*12

 

 

 

 

(8)

 

 

 

 

h — h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^22

 

 

 

 

 

 

Динамические

процессы

характеризуются

уравнениями

 

 

 

 

 

 

 

 

at

at

 

 

(9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

-

I

 

f

 

l^2 1

лл

(^2 .

 

(10)

 

 

0 =

(2Г2 +

 

L22 —— -\-M

——,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

at

 

at

 

 

 

 

т — + /Д —

 

+P,4 -P„= i

 

dX

 

(N)

 

 

dt*

 

dl

 

 

 

 

2

 

 

 

где Р„ п РТ -- силы

веса

п

трепня;

Pt

— коэффициент

успокоения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вместо двух уравнении

 

(9) н (10)

целесообразно исполь­

зовать одно уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(/i тsin (о)/+«) — *'i (r1-{-К2г2) -f- {L\\КМ)

К <, —jj - ,

(12)

вместо

(11)

уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Г-Х , D

дХ .

D

 

 

 

 

 

 

К2, \

с/М

(13)

 

в

 

2К

-К', [ 3 - 2 1 1

m w

^ P l T i - T p '-

 

Ч

 

К *

(IX

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К =

 

 

 

К<= Х\2

 

 

 

(14)

 

 

 

 

Х02

 

Z22

 

 

 

 

9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ