Актуальные проблемы в машиностроении №2 2015

226 / 460

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Technological Equipment, Machining
Attachments and Instruments
____________________________________________________________________
226
УДК 621.313
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЛЭМД ИМПУЛЬСНОГО ДЕЙСТВИЯ
А.А. СКОТНИКОВ, ассистент
Е.А. КРАВЧЕНКО, ст. преподаватель
Ю.С. КИМБЕР, студент
(НГТУ, г. Новосибирск)
Скотников А.А. - 630073, г. Новосибирск, пр. К.маркса,20,
Новосибирский государственный технический университет,
e-mail:
В установках ударного действия широко используется линейный электромагнитный
привод. Несмотря на относительно высокую надежность работы, оборудование такого типа
не всегда является экономичным из-за относительно низкого КПД электропривода ударного
узла. В соответствии с этим, с целью определения современного уровня двигателей такого
типа, в работе представлены результаты исследований, направленные на определение
различных видов потерь энергии в реальном линейном электромагнитном двигателе (ЛЭМД)
ударного действия. Приведено описание испытательного стенда, а так же методика
определения энергетических характеристик ЛЭМД. Объяснена причина низкого уровня
КПД, заключающаяся в больших тепловых потерях, размер которых может достигать 70%.
Ключевые слова: линейный электромагнитный двигатель, испытательный стенд,
энергия, тепловые потери.
Введение
Линейные электромагнитные электромагнитные двигатели (ЛЭМД) являются основ-
ным структурным элементом многих электромеханических устройств импульсного действия
[1–3]. Область применения устройств созданных на основе ЛЭМД существенно расширяется
[4–6]. Также совершенствуются методики по их расчету и оптимальному проектированию
[7–9].
Для разработки экономичного с относительно низкими массогабаритными показате-
лями, ЛЭМД ударного действия, необходимо знать особенности его энергопреобразователь-
ного процесса. [10–14]. Последнее непосредственно связано с исследованиями динамических
характеристик работы ЛЭМД в составе ударного узла. В первую очередь необходимо знать
основные параметры, характеризующие рабочий процесс ЛЭМД: энергию удара, частоту
ударов, скорость и ускорение движения бойка за цикл, продолжительность рабочего и холо-
стого хода бойка, КПД ударного узла. Основной сложностью при реализации динамических
характеристик является точность их воспроизведения во времени. Применение для данного
расчета статических подходов, например по результатам моделирования магнитного поля, не
позволяет получить изменение параметров во времени [15-19].
Однако указанные характеристики можно определить по экспериментальным осцил-
лограммам движения бойка, потокосцепления, напряжения источника, тока и мощности, по-
требляемой ЛЭМД.
С целью получения рабочих характеристик, в виде осциллограмм, выполнено экспе-
риментальное исследование ударного узла ЛЭМД импульсного действия представленного в
разрезе на рис.1 [20-22].