Комп’ютеризована вимірювальна система параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом - Производство и технологии дипломная работа

Главная

Производство и технологии
Комп’ютеризована вимірювальна система параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом

Розрахунок компаратора напруг, генератора прямокутних імпульсів, лінійних фотоприймачів, похибок вимірювання моменту інерції, кутової швидкості для розробки комп'ютеризованої обчислювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Міністерство освіти і науки України
Вінницький державний технічний університет
Інститут автоматики, електроніки та комп'ютерних систем управління
Факультет автоматики та комп'ютерних систем управління
КОМП ' ЮТЕРИЗОВАНА ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН З ГАЗОМАГНІТНИМ ПІДВІСОМ
до дипломного проекту за спеціальністю
7.091401 - Системи управління та автоматики
Вихідні дані. Діапазони вимірювання параметрів: середнього і миттєвого значення кутової швидкості від 10 до 6500 рад/с; приведеного моменту інерції від 10 -3 до 10 -2 Н·м; амплітуди крутильних коливань від 10 -5 до 2·10 -4 рад; Відстань від первинного вимірювального перетворювача до комп'ютера - не більше 2 метрів. Визначення : середньої кутової швидкості, миттєвої кутової швидкості, приведеного моменту інерції, амплітуди крутильних коливань. Зведені похибки вимірювань комп'ютерної системи: середнього значення кутової швидкості - 1%; миттєвого значення кутової швидкості - 5%; приведеного моменту інерції -10 %; амплітуди крутильних коливань - 7 %. Результат представлення вимірюваної інформації у вигляді числового подання на екран монітора персонального комп'ютера.
1 . Огляд аналогів розробляємої комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
2. Техніко-економічне обґрунтування доцільності розробки комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
2.1 Особливості вимірювання параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
2.2 Проведення маркетингових досліджень
2.3 Розробка вимог до розробляємої системи
2.4 Порівняльна характеристика розробляємої системи
3. Розробка структурної схеми комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
4. Розробка принципової схеми комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
4.1.1 Розробка первинного вимірювального перетворювача
4.2 Розробка пристрою спряження перетворювача з ПЕОМ
5.2 Електричний розрахунок генератора прямокутних імпульсів, що запускає АЦП
5.3 Електричний розрахунок лінійних фотоприймачів
6. Розробка схеми програми роботи комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом та програмного забезпечення
6.1 Розробка схеми програми роботи пр истрою
6.2 Розробка програмного забезпечення
7. Розрахунок похибок вимірювання комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
7.1 Розрахунок похибок вимірювання моменту інерції
7.2 Розрахунок похибки вимірювання кутової шви дкості
8.1 Розрахунок витрат на розробку і впровадження комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
8.2 Розрахунок виробничої собівартості комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
8.3 Розрахунок ціни реалізації нового технічного рішення
8.4 Розрахунок чистого прибутку для виробника
8.5 Розрахунок експлуатаційних витрат для нового пристрою
8.6 Розрахунок економічного ефекту на експлуатаційних витратах для споживача
8.7 Розрахунок економічного ефекту на ціні для споживача від придбання нового пристрою
8.8 Розрахунок терміну окупності витрат
9.1 Характеристика об 'єкта, що проектується
9.2 Погіршення стану здоров'я користувачів ЕОМ, які пов'язані зі стресом
10.1 Дія іонізуючих випромінювань та електромагнітного імпульсу на радіоелектронні системи
10.2 Оцінка стійкості роботи комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом в умовах дії іонізуючих випромінювань
10.3 Оцінка стійкості роботи комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом в умовах дії електромагнітного імпульсу
Додаток А (обов'язковий) Технічне завдання на дипломне проектування
Додаток Б (обов'язковий) Фрагмент програми вимірювання та контролю моменту інерції
Додаток В (обов'язковий) Комп'ютеризована вимірювальна система параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
У дипломному проекті розроблено комп 'ютерний пристрій для контролю моменту інерціі ротора синхронної гістерезисної електричної машини з газомагнітним підвісом ротора. Розроблено високоточний первинний перетворювач амплітуди крутильних коливань та вимірювальний канал на основі аналого-цифрового перетворювача, дані з виходу якого передаються через порт до ПЕОМ, де обчислюється значення моменту інерції та здійснюється його контроль. Розраховано похибку вимірювання моменту інерції та показники достовірності його контролю.
Також у дипломному проекті проведено розрахунок економічного ефекту від впровадження пристрою у виробництво та розглянуто питання охорони праці та екології.
In the degree project the computer device for monitoring a moment of inertia of a curl of the synchronous hysteresis electrical machine of the machine gas-magnetic hanger of a curl is developed. The precision primary converter of amplitude of torsional oscillations and measuring channel is developed on the basis of an analog-to-digital converter, the datas from which exit are transmited through a port to the computer, where the value of a moment of inertia is evaluated and its monitoring is carried out. The measuring error of a moment of inertia and indexes of reliability of its monitoring is calculated.
Also in the degree project the account of economic benefit from introduction of the device in manufacture is carried out and are considered of a question of protection of work and ecology.
Момент інерції ротора будь-якої електричної машини є однією з найважливіших її характеристик. На жаль, вимірювання та контроль цього параметру електричних машин трудомісткий і в умовах промислового виробництва а також в процесі періодичного контролю стану електричних машин не завжди виконується.
Промисловістю не випускаються засоби автоматизованого контролю та вимірювання моменту інерції. Це приводить до відносно високого проценту браку при виробництві машин.
В теперішній час бажано мати пристрій, здатний здійснювати контроль та вимірювання моменту інерції без знімання електричної машини з місця її роботи.
Величина моменту інерції ротора електричних машин суттєво впливає на виміряне значення динамічного моменту , оскільки останній є невід'ємною складовою частиною під час встановлення залежності і в процесі отримання динамічної механічної характеристики .
Розрахункові методи визначення характеризуються досить низькою точністю, тому на практиці застосовуються рідко. Найбільш розповсюдженими є експериментальні методи : допоміжного маятника; крутильних коливань; самогальмування.
Суттєвим недоліком перших двох експериментальних методів є невисока точність та складність автоматизації процесу вимірювання.
Окрім того, їх не можна застосовувати при вимірюванні моменту інерції ротора електричних машин з безконтактним підвісом ротора, тому як у таких машинах використовується примусове гальмування ротору в процесі зупинки машини.
Високоточний контроль та вимірювання кутової швидкості має велике значення не тільки при випробуваннях електричних машин (ЕМ), а в багатьох випадках і під час їх роботи. Це стосується систем точних приводів, систем автоматики, у яких ЕМ є складовими компонентами, систем, у яких відбувається керування електроприводами.
Специфічною особливістю тахометрії є вимога високої точності вимірювання: в більшості випадків вимірювання швидкостей повинні виконуватись з точністю на один-два порядку вище, ніж вимірювання інших параметрів руху. В останній час ця вимога накладається ще на динамічний режим роботи тахометра, обумовлюючи ще одну вимогу - високу швидкодію.
Дуже важливим елементом вимірювального кола кутової швидкості є тахометричний перетворювач. В сучасних вимірюваннях, в основному використовуються два види тахометричних перетворювачів - частотні та амплітудні, інформативними параметрами вихідного сигналу яких є, відповідно, частота (період) та амплітуда.
Нині найточнішими вважаються дискретні методи вимірювання кутової швидкості. Вони ґрунтуються на квантуванні сигналів за рівнем та дискретизації у часі [1].
Для більшості електродвигунів, які працюють у різноманітних пристроях автоматики, системах точних електроприводів, різноманітних побутових пристроях, динамічний режим є основним режимом їх роботи. Велике значення, особливо для апаратури відео та звукозапису, систем автоматики, має високоточне вимірювання відхилень кутової швидкості електродвигуна від номінального значення.
Широке застосування математичних моделей електродвигунів обумовлює необхідність перевірки їх адекватності. Це краще за все робити шляхом порівняння розрахункової динамічної характеристики з експериментальною.
В останній час з'явилось багато наукових праць, що присвячені ідентифікації параметрів електродвигунів за їх математичними моделями, що дозволяє значно скоротити час їх випробувань. Використовуємі при цьому алгоритми обумовлюють необхідність високоточного вимірювання динамічних характеристик електромеханічних перетворювачів енергії (ЕМПЕ).
Незважаючи на те, що відома велика кількість різноманітних тахометрів, тахометричних перетворювачів, багато з яких може бути застосовано для високоточного контролю середнього значення кутової швидкості, вітчизняна промисловість таких пристроїв не випускає. Це обумовлює необхідність розробки високоточного пристрою для вимірювання та контролю середнього значення кутової швидкості.
1 Огляд аналогів розробляємої комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
Вирішення проблеми підвищення продуктивності механізмів та машин, що нерозривно пов'язане з проблемою підвищення швидкості робочих органів механізмів, провідні фірми світу знаходять у використанні безконтактного підвісу роторних систем. Відомі три типи безконтактних підвісів роторних систем - газовий, магнітний, газомагнітний. Порівняльна характеристика трьох типів безконтактних підвісів дозволяє оцінити їх переваги та недоліки, перспективність подальшого розвитку, вибрати об'єкт контролю.
Широко розповсюдженим типом безконтактного підвісу роторних систем є газовий підвіс. Однією з найважливіших характеристик безконтактного підвісу є момент тертя та потужність витрат на тертя. Витрати на тертя у газових підшипниках виникають за рахунок в'язкого тертя усередині шару газоподібного мастильного матеріалу. Момент тертя концентричного радіального газового підшипника визначається виразом [1]
де - динамічна в'язкість газоподібного мастильного матеріалу,
Момент тертя у симетрично навантажених газових підшипниках з гладкими поверхнями [1]
де r 0 та r i - зовнішній та внутрішній радіуси підшипника,
З виразів (1.1) та (1.2) видно, що внаслідок малої в'язкості газу у мастильному шарі, момент тертя та втрати на тертя дуже малі. Газові підшипники, жорсткість яких набагато вище жорсткості підшипників кочення [2], уступають їм у відношенні несучої здатності. Швидкохідність газових підшипників визначається швидкістю шейки валу, максимальне значення якої складає 300-350 м/с. Основною причиною, що обмежує швидкохідність ротору на газових підшипниках, є його динамічна нестійкість, що виникає при появі напівшвидкісного вихору або синхронного вихору, що обумовлено дисбалансом ротора. До недоліків газових підшипників, що обмежують їх використання, слід віднести явище нестійкості типу «пневматичний молот», що обумовлено стискуємістю газового шару [3].
Одним з методів реалізації безконтактного підвісу роторних систем є магнітний підвіс, втрати на тертя в якому обумовлені взаємодією вихрових струмів, що виникають в цапфі ротору при його обертанні, з магнітним полем елементів, що забезпечують підвіс. Із визначення втрат на тертя у магнітному підвісі випливає, що струм статору ЕМ, що збільшується при збільшенні кутової швидкості обертання ротора, збільшує вихорові струми у цапфі ротора, що обумовлює збільшення втрат на тертя. Момент тертя магнітного підвісу визначається:
де J - момент інерції ротора відносно його вісі обертання,
Втрати потужності на тертя визначаються у вигляді
Аналіз виразів (1.3) та (1.4) показує, що момент тертя збільшується прямо пропорційно кутовому прискоренню, а втрати потужності збільшуються із збільшенням кутової швидкості. Останнє є суттєвим недоліком магнітного підвісу, що значно обмежує його швидкохідність. Жорсткість магнітного підвісу менше жорсткості підшипників кочення та зменшується при збільшенні частоти обертання. При значному збільшенні частоти обертання у високошвидкісних роторних механізмах жорсткість магнітного підвісу прямує до нуля, що обумовлює втрату стійкості. Слід зазначити, що магнітний підвіс за своєю природою є нестійкою системою, стійкий підвіс одного магніту у полі другого неможливий. Стійкість магнітного підвісу забезпечується тільки при введенні системи автоматичного регулювання напруженості магнітного поля та щільності магнітного потоку збудження, що дозволяє компенсувати зміну положення тіла, що підвішується, та діючих на нього сил. Усі наведені вище недоліки магнітного підвісу обмежують його використання у високошвидкісних роторних системах. Тому такі системи з магнітним підвісом не знайшли широкого використання у промисловості.
Дослідження у напрямку компенсації недоліків газового та магнітного підвісів привели до створення систем магнітного розвантаження газового підвісу, тобто газові сили, які відштовхують ротор від статора, та магнітні сили, які притягують ротор до статора, взаємокомпенсуються та забезпечують стійкість системи. Слід зазначити, що таке поєднання не звільняє від динамічної нестійкості газового шару при появі напівшвидкісного та синхронного вихорів та не змінює характер залежності параметрів магнітного підвісу (моменту тертя, втрат на тертя, жорсткості) від частоти обертання, тобто не звільняє від недоліків газового та магнітного підвісів.
Приведений коефіцієнт тертя прецизійних опор кочення високошвидкісних роторних механізмів достатньо великий та може змінюватись в межах від 0,002 (для шарикопідшипників) до 0,01 (роликові підшипники) [1]. Аналогічний показник газових опор складає 0,0001 та визначається в основному тільки в'язким тертям усередині шару газової змазки [1]. Приведений коефіцієнт тертя магнітних опор обумовлений гальмівним ефектом магнітного поля, а момент тертя та втрати потужності на тертя збільшуються із збільшенням частоти обертання. Приведений коефіцієнт тертя газомагнітної опори може бути рівний аналогічному параметру газових опор та практично не залежить від частоти обертання.
Швидкохідність високошвидкісних роторних механізмів з прецизійними опорами кочення обмежена значними втратами на тертя та не перевищує 2,5 10 5 хв -1 при короткочасному ресурсі роботи та 4 10 4 хв -1 при довгостроковому. Швидкохідність роторних механізмів з газовими опорами може досягати значення 6,5 10 6 хв -1 [2]. Перевищення вказаної швидкості приводить до появлення динамічної нестійкості опори, що проявляється у вигляді напівшвидкісного або синхронного вихорів. Швидкохідність магнітного підвісу, що перевищує швидкохідність газового підвісу, обмежена різко зростаючими при збільшенні частоти обертання втратами на тертя. Швидкохідність газомагнітної опори практично обмежена механічною міцністю обертаючихся вузлів роторного механізму та може значно перевищувати швидкохідність газових чи магнітних опор.
Жорсткість опор кочення значно поступається аналогічному параметру газових опор, що обумовлюється більшою різницею площин, що передають навантаження від валу до корпусу опори, а також великою кількістю зазорів в опорах кочення. Жорсткість магнітних опор, поступається аналогічному параметру опор кочення, зменшується при збільшенні частоти обертання та прямує до нуля. Жорсткість газомагнітної опори значно перевищує жорсткість газової опори. Це обумовлено тим, що площа газомагнітної опори, що передає навантаження, дорівнює площі поверхні ротору та значно перевищує площу робочої поверхні газової опори. Окрім того, жорсткість газомагнітної опори є сумою жорсткості газового шару та магнітного поля, що створює магнітні сили навантаження газового шару.
Стійкість є одним з найбільш слабких місць газових опор, що зв'язано з явищами напівшвидкісного та синхронного вихорів, а також з явищем «пневмомолотка» [3], які приводять до порушення шару газової змазки, і як наслідок, до появлення безпосереднього торкання робочих поверхнею та виходу газового підшипника із строю. Стійкість магнітних опор, яка знижується при підвищенні частоти обертання, забезпечується зовнішньою системою автоматичного керування та давачами величини зазору. Газомагнітний підвіс є стійкою системою, якій придатні властивості саморегулювання та адаптивності до зміні зовнішнього навантаження, чого не мають інші опори.
Демпфування коливань ротору в газомагнітному підвісі значно перевищує аналогічний параметр роторних механізмів з газовими чи магнітними опорами. Особливістю газомагнітного підвісу є адаптивність його демпфучих властивостей до зміни зовнішнього навантаження.
Віброакустична активність, яка є важливим параметром роторного механізму, збільшується при збільшенні частоти обертання. Якщо віброакустична активність високошвидкісних роторних механізмів з прецизійними опорами кочення досить велика (що пояснюється механічними контактами в опорах та неспіввісністю зазорів опор та приводу), то відсутність механічних контактів у газових та магнітних опорах зменшує віброакустичну активність роторних механізмів з такими опорами на 10 - 15 дБА. Відсутність механічних контактів та неспіввісності робочих зазорів в роторних механізмах з газомагнітними опорами зменшує їх віброакустичну активність на 10-15 дБА у порівнянні з опорами кочення та на 5-10 дБА у порівнянні з газовими та магнітними опорами.
Несуча здатність опор кочення значно перевищує несучу здатність газових опор [3]. Підвищення несучій здатності газових опор зв'язано з підвищенням площі робочої поверхні газового підшипника або із збільшенням тиску наддуву, а значить, із збільшення масо-габаритних параметрів або енергоємності роторного механізму. Підвищення несучої здатності магнітних опор зв'язано з підвищенням щільності магнітного потоку збудження, а значить, з підвищенням втрат на тертя та зменшення жорсткості та стійкості при підвищенні частоти обертання. У газомагнітній опорі, що об'єднує в одному зазорі функції зазору газомагнітного підшипника та зазору електричної машини, площа робочої поверхні опори дорівнює площі робочої поверхні ротору та значно перевищує площу робочої поверхні газової опори. Відповідно, несуча здібність газомагнітної опори значно перевищує несучу здібність газової опори, наближаючись за своєю величиною до несучої здібності підшипників кочення.
Кількість робочих зазорів у роторних механізмах з прецизійними опорами кочення складає як правило від 3 до 6 зазорів. Неспіввісність, яка з'являється внаслідок великої кількості зазорів, значно збільшує віброакустичну активність роторного механізму. Заміна опор кочення газовими або магнітними опорами не змінює конструктивної схеми роторного механізму та збільшує кількість робочих зазорів у зв'язку з необхідністю одночасного використання радіальних та осевих опор, що приводить до ускладнення конструкції.
Газомагнітний підвіс ротору здійснюється безпосередньо в робочому зазорі електричної машини, що дозволяє обмежити кількість робочих зазорів роторного механізму одним зазором, що об'єднує функції зазору безконтактної газомагнітної опори та зазору електричної машини. Така конструктивна схема не потребує співвісності зазорів опорних вузлів електричної машини, спрощує конструкцію роторного механізму та забезпечує його високу технологічність.
Надійність роторних механізмів з газомагнітними опорами майже на порядок перевищує надійність механізмів з газовими та магнітними опорами та майже на два порядки надійність опор на підшипниках кочення.
Порівняльний аналіз різних типів опор, який наведено вище, показує, що роторні системи з газомагнітними опорами, незначно поступаються механізмам з опорами кочення по несучій здібності, а по усім іншим параметрам перевершують високошвидкісні роторні системи з прецизійними опорами кочення, газовими та магнітними опорами. Це обумовлює добрі перспективи подальшого розвитку газомагнітних опор.
Підприємствами Ізраїлю, США, Німеччини, деякими підприємствами хімічної та електротехнічної промисловості України випускалися та випускаються синхронні гістерезисні ЕМ з газомагнітним підвісом, які мають дисковий та конічний ротор. Вони часто використовуються у текстильній промисловості (веретена, прядильні машини), хімічній промисловості (розпилювачі), медицині (апарати для створення штучної атмосфери соляних печер) західних держав та держав СНД. Найбільш розповсюдженими з них є ЕМ з конічним ротором. Це обумовлено високою стійкістю конічного ротору як в осевому так і в радіальному напрямку.
В теперішній час для контролю параметрів ЕМ з газомагнітним підвісом ротору використовуються традиційні пристрої, що не завжди забезпечує високу вірогідність контролю. Математичні моделі цих ЕМ не досліджені з точки зору визначення аналітичних виразів для контролю їх основних параметрів, не існують пристрої контролю, що враховують їх специфіку. Тому в якості об'єкту контролю доцільно обрати синхронну гістерезисну ЕМ з газомагнітним підвісом конічного ротору, як одну з найбільш розповсюджених високо оборотних ЕМ.
Високоточний контроль та вимірювання кутової швидкості має велике значення не тільки при випробуваннях ЕМ, а в багатьох випадках і під час їх роботи. Це стосується систем точних приводів, систем автоматики, у яких ЕМ є складовими компонентами, систем, у яких відбувається керування електроприводами. Складним завданням є високоточний контроль та вимірювання кутової швидкості у динамічному режимі, контроль та вимірювання залежності кутової швидкості від часу - швидкісних діаграм. Контроль кутової швидкості у динамічному режимі ускладнюється рядом причин :
- контроль кутової швидкості у динамічному режимі проводиться за короткий проміжок часу;
- інформативні параметри змінюються у широкому діапазоні;
- виникає необхідність сумісних вимірювань часу та кутової швидкості;
- необхідність вияву короткочасних змін - «голкових провалів моменту», які
суттєво погіршують якість механічної енергії, сприяють виникненню ударів в
механічній трансмісії, що має зазори, з якою з'єднана ЕМ;
- відсутність методик розрахунку динамічних метрологічних характеристик;
Рівняння обертання валу ЕМ описується наступним рівнянням [4]:
М - обертаючий (електромагнітний) момент.
Динамічний момент ЕМ визначається лівою частиною рівняння (1.5) та дорівнює різниці між обертаючим моментом та моментом на валу, визначає кутове прискорення ротору та зв'язаних з ним мас.
Момент опору обумовлений наявністю зовнішніх мас, що зв'язані з валом ЕМ. Він може існувати у перехідних та усталеному режимах роботи та бути відсутнім при випробуваннях ЕМ, може змінюватись у часі та залежати від кутової швидкості, але він характеризує зовнішні маси, а не саму ЕМ. При відсутності моменту опору на валу динамічний момент дорівнює обертаючому.
Аналіз виразу (1.5) свідчить про необхідність проведення вимірювання та контролю кутової швидкості в динамічному режимі та контролю моменту інерції для контролю та визначення параметрів руху.
Момент інерції ротору є однією з найважливіших характеристик ЕМ, яка визначає її динамічні властивості. Однак у довідковій літературі та технічних умовах на ЕМ він вказується не завжди. У відповідності з [5] момент інерції ротору може мати великі відхилення від номінального значення (10 % ). При проектуванні різноманітних електроприводів та систем автоматики розробників цікавлять точні значення моменту інерції роторів ЕМ (а деколи і роторів у зборі з виконавчими пристроями), оскільки вони визначають тепловий режим та швидкохідність ЕМ. Внаслідок неоднорідності матеріалу та складних геометричних форм ротору розрахункове визначення моменту інерції є трудомістким завданням зі складною методикою та великою похибкою. Більш точним є експериментальне визначення моменту інерції. Питанням експериментального визначення моменту інерції присвячено багато наукових робіт [6, 7], але високоточного, простого, швидкодіючого пристрою його контролю досі нема. Найбільш розповсюджені в теперішній час методи визначення моменту інерції [6], це метод допоміжного маятнику, який використовується для ЕМ потужністю від 10 до 1000 кВт, метод самогальмування, який використовується для ЕМ потужністю вище 100 кВт, метод крутильних коливань. Останній є найбільш універсальним та придатний для контролю моменту інерції ЕМ як великої потужності, так і мікродвигунів. Згідно цієї методики, частина ЕМ, що обертається, підвішується у вертикальному положенні осі обертання та приводиться у крутильний коливальний рух. При цьому визначається період малих крутильних коливань, який потім порівнюється з періодом коливань еталонного тіла з відомим моментом інерції. Шуканий момент інерції визначається з виразу:
де - момент інерції еталонного тіла,
- період коливань частини ЕМ, що обертається.
Незважаючи на універсальність, цей метод має такі суттєві недоліки, як необхідність розбирання ЕМ та велику трудомісткість, що значно обмежує його використання. За допомогою цього методу неможливий контроль моменту інерції ЕМ в процесі їх роботи та без їх демонтування.
Нині відомі наукові розробки, що присвячені визначенню параметрів та характеристик ЕМ з аналізу динамічних режимів їх роботи [6, 7]. У роботах [8, 9], розроблено спосіб визначення моменту інерції та моменту опору на валу за допомогою двох зразкових мас з відомими моментами інерції на основі використання інформації про зміну кутової швидкості. Він полягає у вимірюванні кутового прискорення у режимах пуску та самогальмування асинхронної трифазної ЕМ при встановлених на валу зразкових масах. На основі отриманих результатів вирішується система рівнянь, з якої знаходяться шукані величини. Цей метод має високу точність, та у порівнянні з іншими методами, високу швидкодію, але він не придатний для контролю моменту інерції ЕМ з газомагнітним підвісом ротору, тому як для більшості таких машин режим самогальмування відсутній, а зупинення здійснюється примусово, шляхом подання постійної напруги замість змінної напруги живлення, що створює гальмівний момент.
Для контролю моменту інерції таких ЕМ перспективним є спосіб, заснований на визначенні амплітуди крутильних коливань ротору під час їх роботи в усталеному режимі. Але він потребує подальшої розробки для визначення аналітичних співвідношень, що зв'язують контролюємий параметр з вихідними параметрами ЕМ, інформацію про які можна отримати шляхом прямих вимірювань.
Механічна характеристика (МХ) є однією з найважливіших та найбільш інформативних характеристик ЕМ та визначається як залежність між обертаючим моментом та кутовою швидкістю обертання:
що отримана при незмінних напрузі живлення та частоті мережі.
Вигляд МХ обумовлюється різноманітними початковими умовами та іншими параметрами. З великою кількості таких МХ виділяють пускову МХ, яка називається ще природною та вимірюється при підключені ЕМ до мережі живлення з номінальними параметрами при відсутності на валу моменту опору та додаткових моментів інерції. За МХ при відповідних умовах розраховуються статичні параметри ЕМ. Наприклад, для трифазної асинхронної ЕМ, МХ режиму реверсу при наявності належного додаткового моменту інерції, наближується до МХ статичного режиму, що дає можливість зменшити час вимірювань таких статичних параметрів, як початковий пусковий момент, максимальний момент та інші. Окрім цього за МХ характеристикою можливо оцінити деякі види браку. Наприклад, при асиметрії обмотки ротору асинхронного двигуна, форма МХ характеристики суттєво відрізняється від зразкової. При невірному з'єднанні секцій обмотки статору час розбігу затягнений у порівнянні із зразковим.
З вищесказаного слідує, що підвищення точності визначення не тільки механічної характеристики, а і багатьох інших параметрів ЕМ вимагає наявності високоточних пристроїв вимірювання та контролю кутової швидкості у статичному та динамічному режимах роботи об'єкту контролю, та точних автоматичних і швидкодіючих пристроїв контролю моменту інерції роторної системи для будь-якої ЕМ. Це обумовлює доцільність їх подальшої розробки та дослідження.
2. Техніко-економічне обґрунтування доцільності розробки комп'ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
2.1 Особливості вимірювання параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом
Задачі контролю та управління якістю, які вирішуються на різних етапах процесів виготовлення та використання електромеханічних перетворювачів енергії (ЕМПЕ), є різноманітні та взаємопов'язані. В теперішній час, завдяки досягненням мікропроцесорної та вимірювальної техніки стало можливим використовувати автоматичні пристрої та системи різного рівня інтелекту для вимірювання та контролю різноманітних параметрів ЕМПЕ як в процесі їх виготовлення, так і під час їх експлуатації. В інформаційному забезпеченні систем контролю і управління якістю значна роль відводиться проведенню контрольно-вимірювальних, випробних та діагностичних робіт. Ці роботи спрямовані на отримання та використання інформації про показники надійності та якості виробляємих електричних машин. Відповідальними етапами на шляху створення інтегрованих систем вимірювання, контролю, управління якістю вироблюємих електричних машин є розробка та впровадження сучасних методів для промислового контролю, випробувань та діагностики.
При різних видах випробувань ЕМПЕ виникає необхідність вимірювання характеристик руху (ХР), а саме кутової швидкості обертання ; сковзання ; обертаючого моменту М; механічної характеристики; приведеного моменту інерції ротору ЕМПЕ J; моменту механічних втрат М 0 . Перераховані фізичні величини входять до загального рівняння рух електричної машини (ЕМ), що дає можливість об'єднати їх під загаль
Комп’ютеризована вимірювальна система параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом дипломная работа. Производство и технологии.
Реферат: Политический портрет Александра I
Процессы Самоочищения Почвы Реферат
Реферат по теме Нарезание крепежной резьбы резцом
Темы Сочинений По Рассказу Гоголя Портрет
Реферат: Використання коштів здобутих від незаконного обігу наркотичних засобів психотропних речовин ї
Капитал Предприятия Курсовая
Контрольная работа по теме Основи оподаткування підприємства
Дипломная работа: Менталітет і мотивація
Эссе На Тему Трудовой Договор
Дипломная работа по теме Вклады физических лиц как источник формирования ресурсной базы
Статья: Производство водорода из твердых топлив
Поэзия Лермонтова Реферат
Отчет По Психологии Пед Практика 5 Курс
Примеры Заключения В Сочинении Егэ По Русскому
Основы Социального Страхования Реферат
Реферат: The Cause And Effect Of Human Error
Реферат по теме Рахит: клиническая картина, диагноз, течение и прогноз
Реферат: The Panama Canal Essay Research Paper The
Доклад по теме Вклад Джона Бейтса Кларка (1847 - 1938) в маржиналистское учение
Комплекс Упражнений Для Различных Групп Мышц Реферат
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография - Медицина курсовая работа
Социальный маркетинг: проблемы становления и перспективы развития - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа
Использование аутентичных материалов лингвострановедческого характера как основа организации иноязычного общения в 8-9 классах - Педагогика курсовая работа