Файл: Любчик, М. А. Оптимальное проектирование силовых электромагнитных механизмов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Таким образом, чтобы найти искомые коэффициенты полинома (2-234), необходимо решить систему нормаль­ ных уравнений (3-238) относительно неизвестных Ао,

A i , А%, . . . , А г .

С целью демонстрации возможности практического использования описанного метода и алгоритма целе­ вого синтеза рассмотрим в качестве примера приложе­ ние указанных выше положений к системе СЭММ с дву­ мя степенями свободы, у которой независимые коорди­ наты и их скорости определены на входе системы как q\ — qe и q\ = i и на выходе как q-2 =qm=s и qz=s и, сле­ довательно, VF —Чг((, s).

Ниже рассматриваются некоторые особенности, ха­ рактерные при расчете динамики СЭММ по корректи­ рующим функциям.

в) Определение динамических характеристик и параметров СЭММ графоаналитическим методом построения кривой динамического перехода

Данные, полученные в результате прямого синтеза СЭММ (§ 3-1), дают возможность для принятой модели системы получить расчетное семейство кривых (рис. 3-28):

4f/w — f(F) при 6;,= const,

(3-240)

где значение б,- ограничивается предельными значения­ ми би и 6К, определяющими начальное и конечное поло­ жения подвижного звена системы б н ^ Л ^ б к ; би = 6о или соответствующими значениями x '„^X j^x K, где х„= = а/би = я/бо, a Xj = 'x6o/6j. В последнем равенстве при­ нято, что критический зазор бо равен начальному бц=бо, и определяющий размер, полученный по данным пря­ мого синтеза, соответствует указанному зазору, т. е.

х = ха.

Таким образом, расчет семейства кривых (3-240)

происходит

при различных значениях Xj= const, полу­

ченных при

6j = 6o+Ai6,

где Дб — принятый шаг измене­

ния зазора

в

пределах

изменения

индукции Втт< В <

< Вмакс. При

этом верхний предел

ВМакс определяется

условиями насыщения материала, а нижний Втт

значением, полученным по данным прямого

синтеза

при критическом

(начальном)

положении

системы.

В этом случае расчет x¥/w = f(B)

и F = f(B)

может быть

выполнен по зависимостям, полученным

ранее (2-75)

И (2-76) или (2-78),

в которых

учтены выражения зна-

351



ченнй корректирующих функций, отнесенных к данному значению xj и текущему значению индукции в стали В

в ее заданных пределах (бЫшг, Лмакс), т. е., например, по выражениям вида

 

 

(3-241)

' = TT t 8"’ * + ( т т ’ ’"+ -Р Т

х>]

(3-242)

В '

 

При -£75

 

 

При этом дополнительно определяется (рис. 3-28) значение и. с. при допустимом нагреве, отнесенное к установившемуся состоянию,

Fy = mKУ

)„ ^

тоР

и00допа 3

(3-243)

г

Ро.с

 

 

и соответствующее значение н. с., отнесенное к моменту трогания системы,

2 Я ,

2

 

,5 О

(3-244)

Fтр

+ * с)М 2

Цо?о ед xlio U

 

Полученные зависимости и величины дают возмож­ ность определить при наличии характеристики измене­

ния внешних (противодействующих)

сил кривую дина-

 

мического перехода (о—

 

тросту), а следова­

 

тельно,

 

и показатели

ди­

 

намической

эффективно­

 

сти механизма (рис. 3-28).

 

Возможность определения

 

кривой динамического пе­

 

рехода,

времени движения

 

^Дв и скорости в конце хо­

 

да v„ можно показать на

 

примере

реализации

ме­

 

тода,

 

предложенного

 

Н. Е. Лысовым и подроб­

 

но изложенного в [Л. 76,

 

93]. В

 

рассматриваемом

 

случае

 

система уравне­

 

ний движения в конечных

 

разностях несколько

пре­

Рис. 3-28,

образована

и модифици-

352


рована с целью возможности реализации оптимального синтеза при ручном или машинном расчете

Fyc, = FcPJ + C

f T(jcSo) (AW/oi)j

(3-245)

^KOIlj

 

(3-246)

 

 

(3-247)

f=i

i=i

 

здесь j — рассматриваемый участок движения якоря длиной А6; Fcpj-; vcpj — среднее значение и. с. и скорости на этом участке:

 

Fcpj= 0,5 ( F u a 4 j + FK0Bj);

(3-248)

 

ucpj= 0,5 (una4j + yKOHj);

(3-249)

Faa.4j, F„oHj,

wHa4j. укою— соответствующие значения н. с.

н скорости,

отнесенные к началу и концу участка;

A^Bj — приращение энергии на участке,

развиваемое

электромагнитом и необходимое по заданной характе­ ристике внешних противодействующих сил (рис. 3-24);

tnx= fm(x) — приведенная

масса

подвижных

частей

•(3-231); tKB\

Atj — полное время движения и время дви­

жения на /-м участке;

(Mf/w)j — приращение

потоко-

сцепления

на участке,

отнесенное к одному

витку;

Cr, Ст— постоянные, которые

учитывают параметры

катушки и влияние стали при движении якоря, в первом приближении принимают Ст=1,2—1,4 или рассчиты­ вают, как было показано по (3-225).

Используя приведенные соотношения и рекоменда­ ции [Л. 57], можно определить кривую динамического перехода, а следовательно, искомые динамические ха­ рактеристики и параметры и в том числе

^мох> ^дв> ак> F у, W y l w .

г) Определение динамических характеристик и параметров СЭММ по методу аппроксимации семейства характеристик потокораспределения или нагрузочных характеристик

■Запишем систему уравнений движения для принятой модели механизма с двумя степенями свободы (см. § 1-2) в виде

353


Рис. 3-29. 354

 

Е = Rai-f

<94?

ds

 

di

di

 

 

 

 

Os

dt

 

dt

(3-250)

d-s

 

 

ds

г

 

 

 

 

 

C„

 

 

tn At*

 

R

dt

P*

 

Простые преобразования дают возможность пред­

ставить эту систему в несколько ином виде

 

 

 

 

оФ*

do

 

,

cm* df

 

 

 

-f + V tR 05

dt "Г0 R Of dt

 

 

 

t

 

 

 

 

dS

(3-251)

 

d**5

С (ЭФ* ,,

 

Г

D

 

til dt

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

(So - S )

 

 

 

 

 

 

 

c„

 

 

 

 

 

где .Fy(apc], E, 0 ДОЦ) =

Ew/R — установившаяся н. с. ка-

тушки;

C*^ R=. - X h

ЧГ* = Wjw, m = (a [jc],

£) —■приве-

 

 

P x c p r t

 

 

 

 

 

 

 

 

"'OK№3.M

 

 

 

системы; Rm— коэффи­

денная

масса

подвижных узлов

циент трения;

Ст — эластичность пружины;

Рв.0 — на­

чальная

противодействующая

сила;

6o=6 + s — началь­

ный ход; f — iw — текущая

н.

с.

катушки; б — текущий

зазор системы.

При этом в приведенной системе переменными, под­

лежащими определению, являются

s(t)

[пли

6(0]

и

 

г(0

[или /(0 ].

остальные

020

величины,

входящие

в

уравнения,

определяются

 

 

или заданными

исходны­

 

ми условиями

проектиро­

 

вания

или данными

пря­

 

мого синтеза, проведенно­

 

го

предварительно.

Для

 

практической реализации

 

решения

системы,

 

как

 

указывалось, необходимо

 

аппроксимировать

харак­

 

теристику

потокораспре-

 

деления Ч/ = XF*P(/, s ) ,ко­

 

торая,

как предполагает­

 

ся,

получена расчетом

по

данным прямого синтеза

500 1000 1500 2 0 0 0 2 5 0 0 А и исходным условиям.

проектирования.