Возбуждение серией импульсов линейного импульсного преобразователя электродинамического типа, работающего в силовом и скоростном режимах

Abstract

Представлена математическая модель линейного импульсного преобразователя электродинамического типа (ЛИПЭТ), в которой решения уравнений, описывающих взаимосвязанные электрические, магнитные, механические и тепловые процессы, представлены в рекуррентном виде. Исследованы электромеханические и электродинамические характеристики ЛИПЭТ при работе в скоростном режиме, обеспечивающем ускорение обмотки якоря с исполнительным элементом, и в силовом режиме, когда обмотка якоря заторможена. Показано, что при возбуждении одиночным импульсом ЛИПЭТ, работающего в скоростном режиме, по сравнению с силовым режимом происходит уменьшение амплитуды тока в обмотках на 7,5 %, амплитуды электродинамических усилий (ЭДУ) – на 21,8 %, значения импульса ЭДУ – на 27,1 %. При этом обмотка якоря с исполнительным элементом разгоняется до скорости 7,1 м/с. При возбуждении серией импульсов от одинаковых секций емкостного накопителя энергии (ЕНЭ) и работе ЛИПЭТ в силовом режиме амплитуды импульсов тока и ЭДУ практически неизменны, а при работе в скоростном режиме происходит последовательное уменьшение амплитуд токов и ЭДУ. Увеличение количества импульсов возбуждения при сохранении энергии ЕНЭ приводит к уменьшению основных показателей ЛИПЭТ. Но за счет уменьшения амплитуды ЭДУ, которая проявляется как сила отдачи, эффективность ЛИПЭТ увеличивается. Для ЛИПЭТ, работающего в скоростном режиме, предложено уменьшение максимальных амплитуд тока и ЭДУ за счет последовательного увеличения емкостей секций ЕНЭ, формирующих серии импульсов возбуждения. Для ЛИПЭТ, работающего в силовом режиме, целесообразно использовать одинаковые емкости всех секций ЕНЭ.

It was found that when a single pulse is excited by an LPEC operating in a high-speed mode, in which the armature accelerates the actuator, compared with the force mode in which the armature is inhibited, the current amplitude in the windings decreases by 7.5 %, and the amplitudes of electrodynamic force (EDF) – by 21.8 %, impulse values of EDF – by 27.1 %. In this case, the armature winding with the actuating element accelerates to a speed of 7.1 m/s. When excited by a series of pulses from the same sections of the CES during LPEC operation in the force mode, the amplitudes of the current pulses and the EDF are practically unchanged, and when operating in high-speed mode, the amplitudes of the currents and the EDF gradually decrease. Both in power and in high-speed operating modes, an increase in the number of excitation pulses while conserving the energy of the CES leads to a decrease in the main indicators of LPEC. But by reducing the amplitude of the EDF, which manifests itself as a recoil force, the efficiency of LPEC increases