Ключові слова
mathematical model
sections of capacitive energy storage
efficiency criterion
experimental research імпульсний електромеханічний перетворювач електродинамічного типу
математична модель
дві секції ємнісного накопичувача енергії
критерій ефективності
експериментальні дослідження
Як цитувати
Анотація
Розроблено математичну модель імпульсного електромеханічного перетворювача (ІЕП) електродинамічного типу, в якій рішення рівнянь представлені у рекурентному вигляді, що під час чисельній реалізації дає змогу врахувати взаємозалежні електричні, магнітні, механічні та теплові процеси і їхні нелінійні параметри. За збереження загальної енергії імпульсного джерела встановлено вплив розподілу енергії між двома секціями ємнісного накопичувача енергії (ЄНЕ) і напруги, при якій підключається додаткова секція ЄНЕ. Під час роботи у прискорювальному режимі найбільша амплітуда електродинамічних зусиль (ЕДЗ) і максимальна швидкість мають місце у базовому варіанті ІЕП, що збуджується тільки від основної секції ЄНЕ, а найбільш ефективним є ІЕП з найменшою ємністю основної секції ЄНЕ, причому його максимальна величина в 2.61 вище, ніж у базового варіанту ІЕП . Під час роботи в ударно-силовому режимі у порівнянні з базовим варіантом ІЕП амплітуда ЕДЗ зменшується. Найбільш ефективним є ІЕП з найменшою ємністю основної секції ЄНЕ, причому його максимальна величина в 5.17 вище, ніж у базового варіанта ІЕП. У процесі експериментальних досліджень ІЕП в ударно-силовому режимі встановлено, що осцилограми напруги ЄНЕ і струму ІЕП відповідають розрахунковим характеристикам, а їхні основні показники з точністю до 5-7% узгоджуються між собою. Бібл. 16, рис. 6.
Посилання
McNab I.R. A research program to study airborne launch to space. IEEE Transactions on Magnetics. 2007. Vol. 43. No 1. Pp. 486-490. DOI: 10.1109/TMAG.2006.887447.
Kondratenko I.P., Zhiltsov A.V., Paschin M.O., Vasyuk V.V. Choice of parameters of induction electromechanical converter for electrodynamic processing of welded joints. Tekhnichna Elektrodynamika. 2017. No 5. Pp. 83-88. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.05.083. (Ukr).
Bissal A., Magnusson J., Engdahl G. Comparison of two ultra-fast actuator concept. IEEE Transactions on Magnetics. 2012. Vol. 48. No 11. Pp. 3315-3318. DOI: https://doi.org/10.1109/tmag.2012.2198447.
Kondratiuk M., Ambroziak L. Concept of the magnetic launcher for medium class unmanned aerial vehicles designed on the basis of numerical calculations. Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2016. Vol. 54. Issue 1. Pp. 163-177. DOI: https://doi.org/10.15632/jtam-pl.54.1.163.
Angquist L., Baudoin A., Norrga S. et al. Low-cost ultra-fast DC circuit-breaker: Power electronics integrated with mechanical switchgear. IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT). Lyon. 2018. Pp. 1708-1713. DOI: https://doi.org/10.1109/ICIT.2018.8352439.
Puumala V., Kettunen L. Electromagnetic design of ultrafast electromechanical switches. IEEE Transactions on Power Delivery. 2015. Vol. 30. No 3. Pp. 1104-1109. DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2014.2362996.
Vilchis-Rodriguez D.S., Shuttleworth R., Smith A.C. et al. A comparison of damping techniques for the soft-stop of ultra-fast linear actuators for HVDC breaker applications. The 9th International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD), Liverpool, UK, 2018. Pp. 1-6. URL: https://www.research.manchester.ac.uk/portal/files/68110674/Soft_stop_techniques_full_paper_Final.pdf.
Soda R., Tanaka K., Takagi K., Ozaki K. Simulation-aided development of magnetic-aligned compaction process with pulsed magnetic field. Powder Technology. 2018. Vol. 329. No 15. Pp. 364-370. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.01.035.
Horozha K.A., Podoltsev O.D., Troshchinsky B.A. Electromagnetic processes in a pulsed electrodynamic emitter for the excita-tion of elastic vibrations in concrete structures. Tekhnichna Elektrodynamika. 2019. No 3. Pp. 23-28. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.03.023. (Ukr).
Bolyukh V.F., Oleksenko S.V., Shchukin I.S. Comparative analysis of linear pulse electromechanical converters electromagnetic and induction types. Tekhnichna Elektrodynamika. 2016. No 5. Pp. 46-48. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2016.05.046 (Rus).
Bolyukh V.F., Kashanskyi Yu.V., Shchukin I.S. Comparative analysis of power and speed indicators of linear pulse electrome-chanical converters of electrodynamic and induction types. Tekhnichna Elektrodynamika. 2019. No 6. Pp. 35–42. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.06.035 (Rus).
Bolyukh V.F., Vinnichenko A.I. Concept of an induction-dynamic catapult for a ballistic laser gravimeter. Measurement Tech-niques. 2014. Vol. 56. Issue 10. Pp. 1098-1104. DOI: https://doi.org/10.1007/s11018-014-0337-z.
Ivashin V.V., Ivannikov N.A. Induction-dynamic drive. Patent Russian Federation. 2013. No 2485614. (Rus).
Fan G., Wang Y., Xu Q., et al. Design and analysis of a novel three-coil reconnection electromagnetic launcher. IEEE transac-tions on plasma science. 2019. Vol. 47. No 1. Pp. 814-820. DOI: https://doi.org/10.1109/TPS.2018.2874287.
Bolyukh V.F., Katkov I.I. Influence of the form of pulse of excitation on the speed and power parameters of the linear pulse elec-tromechanical converter of the induction type. Proceedings ASME., Salt Lake City, Utah, USA, November 11–14, 2019. Vol. 2B: Advanced Manufacturing. No: IMECE2019-10388, V02BT02A047, 8 p. DOI: https://doi.org/10.1115/IMECE2019-10388.
Zhou Y., Huang Y., Wen W. et al. Research on a novel drive unit of fast mechanical switch with modular double capacitors. Journal of Engineering. 2019. Vol. 2019. Issue 17. Pp. 4345-4348. DOI: https://doi.org/10.1049/joe.2018.8148.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2021 Array