Исследование статических и динамических характеристик электромагнитных рулевых приводов

Из сравнения графиков трех процессов на рис. 4 и 5 следует, что негативного влияния на устойчивость взаимосвязи между контурами системы не прослеживается, но увеличивается время переходного процесса. Таким образом, результаты моделирования подтвердили применимость предложенной методики, которая обеспечивает устойчивость рабочих режимов линии газоснабжения от газобаллонного источника нескольких потребителей, построенной с последовательно-параллельным включением редукторов давления.

Список литературы

1. Математические модели систем пневмоавтоматики / Ю.Л. Арзуманов [и др.]. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 296 с.

A.S. Ivanova, V.I. Chekmazov

STABILIZATION GAS SUPPLY LINE WITH A SERIES-PARALLEL SWITCHING PRESSURE RED UCERS

Proposed a method stabilization of operating modes of gas supply lines of gas-cylinder fed from source of several consumers, built with a series-parallel connection of pressure reducer.

Key words: stabilization, gas supply line, a series-parallel switching, pressure reducer.

УДК 621.312

Н.С. Илюхина, канд. техн. наук, доц., 8-910-941-27-02, nsi-il@yandex.ru, A.A. Фролов, магистрант, 8-920-747-18-84, neyinles@rainbler.rm JI.B. Белецкая, асп., 8-920-770-04-70, covkach@mail.m

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РУЛЕВЫХ ПРИВОДОВ

Проведены исследования статических и динамических характеристик электромагнитных рулевых приводов, получены статические характеристики, рассчитаны переходные процессы срабатывания и отпускания электромагнита.

Ключевые слова: математическая модель, статические характеристики, динамические характеристики, электромагнит, рулевой привод.

В системах управления малогабаритными летательными аппаратами в качестве исполнительных механизмов рулевых органов широко применяются электромагнитные, воздушно динамические и другие приводы. В отличие от воздушнодинамических, характеристики которых существенно зависят от скорости и высоты полета, характеристики электромагнитных

рулевых приводов (ЭМРП) отличаются достаточно высокой стабильностью. Вследствие этого их можно успешно использовать в малогабаритных ЛА.

Конструкция электромагнита втяжного типа несколько проще конструкции электромагнита поворотного типа, но более сложной становится механическая часть. Электромагнитный рулевой привод представляет собой единую динамическую систему: усилитель мощности - электромагнит. Причем конструктивная реализация усилителя мощности и электромагнита определяется режимом работы системы управления в целом, требованиями к ее динамическим характеристикам и т.д. Принципиальные схемы магнитной и электрической цепей электромагнита втяжного типа приведены на рис. 1.

а

б

тем [1]. При построении модели были приняты следующие основные допущения:

-магнитные и электрические цепи заменяем эквивалентными схемами замещения с сосредоточенными параметрами;

-магнитодвижущие силы обмоток считаем сосредоточенными;

-поля рассеяния и выпучивания учитываем с помощью эквивалентных магнитных сопротивлений;

-сопротивления статора и якоря электромагнита учитываем эквивалентными магнитными сопротивлениями;

-вихревые токи, распределенные по сердечнику, заменяем сосредо-

точенными в короткозамкнутых контурах с эквивалентными активными

сопротивлениями;

-неоднозначностью кривой намагничивания материалов магнитопро вода пренебрегаем вследствие наличия в системе воздушных зазоров;

собственными ёмкостями усилительных элементов и межвитковыми

ёмкостями пренебрегаем.

Схемы замещения цепей ЭМРП с учетом принятых допущений и особенностей функционирования втяжного электромагнита приведены на рис. 3.

а

в

Рис. 3. Схемы замещения магнитной цепи

Нелинейная математическая модель с учетом принятых допущений, полученная на основании интегральных принципов, будет иметь вид: dx

^- = —(Ке~Рн-с-х-Ь-х)-ш т

^ + і.г + иу=Е-Л

= х

+ І.-Г = 0:

где

ж_

дх

I 'е

]¥' = IV (/, О? х)^і +| іУ (і, іе, х)(іів;

и> =

Е =

при

I  г

т

*'Гт

О

Ек

^"т Кпо

Гт=Гт3^\І-Гт-ЕМис\

Гт=Гшз^-Гт-ЕК\>ис

Гт=ГтоЧГт=Гтзл\1-Гт-Ек\<ис

Гт=Гтз^ГГт-ЕЛ>ис

0

0

Описание упоров:

СІХ л <і2х (ІХ л <і2х

х = хт; — = 0,—— = 0 при х > X' т’ " Ж2 т

^ п Л2х л л- = л-,,— = 0,—— = 0 при х < х ;

" Л2

Уравнение связи:

/••Г + /в=Я(Д)./,1+Я(52)./,2+Я(4)./,з+Я(54)./,4+Я(55)./я+Ф-і?3;

Ф = В-8тт.

Математическая модель (1) использовалась при создании программ ного обеспечения и последующего исследования статических и динамиче ских характеристик ЭМРП. Результаты расчета представлены на рис. 4-6.

На рис. 4 приведены статические характеристики втяжного электромагнита со следующими конструктивными и эксплуатационными параметрами:

1г =0,15 м; /2 =0,085 м; /3 =0,029 м /4 =0,0085 м; 15 =0,008 м;

л; =0,000075 л/2; Л’2 =0,00022 л/2; Л’3 = 0,00006л/2; м2-, $5 =0,000075 м2;

х = 0,00137ж; = 0,00022 м; Е -16В; Ж - 800; г0 = \Ъим\ т — 0,0012кг,

где / £ - длина средней линии индукции и площадь сечения; / — / Л’2-Л’5 -

длина средней линии индукции и площади сечения статора; х - ход якоря,

Х3 - толщина пластины от залипания, Е - ЭДС источника питания, ]¥ -

число витков, г - сопротивление обмотки, т - масса якоря.

На рис. 5,6 приведены переходные процессы втяжного электромагнита, которые рассчитывались для магнита с теми же параметрами.

*— х=1,179 х=1,453 —Н— Х=1,59

Рис. 5. Переходный процесс Рис. 6. Переходный процесс

срабатывания электромагнита отпускания электромагнита

Анализ характеристик показывает, что материал магнитопровода работает в режиме глубокого насыщения, что требует в дальнейшем учета распределения поля в материале магнитопровода.

Список литературы

1. Электромеханические системы / Г.П. Елецкая, Н.С. Илюхина, А.П. Панков. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. 214 с.

N.S. Iliuchina, A.A. Frolov, L. V. Beletskaya

RESEARCH STATIC AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF ELECTROMAGNETIC STEERING DRIVES

Researches static and dynamic characteristics of electromagnetic steering drives are conducted, static characteristics are received, transients process response time of electromagnet are calculated.

Key words: mathematical model, static characteristics, dynamic characteristics, an electromagnet, a steering drive.