ЦЛД. Система управління приводами верстатів Mitsubishi Electric. Циліндричний лінійний асинхронний двигун в приводі високо вольтних вимикачів Видання, зазначені в переліку ВАК і прирівняні до них

Спеціальність 05.09.03 - «Електротехнічні комплекси та системи»

Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Москва - 2013 2

Робота виконана на кафедрі «Автоматизованого електроприводу»

Федерального державного бюджетного освітньої установи вищої професійної освіти «Національний дослідницький університет« МЕІ ».

Науковий керівник: Доктор технічних наук, професор Масанділов Лев Борисович

Офіційні опоненти: Доктор технічних наук, професор кафедри «Електромеханік» ФГБОУ ВПО НДУ «МЕІ»

Беспалов Віктор Якович;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, головний спеціаліст «ЛіфтАвтоСервіс» філії МДУП «Мосліфт»

Чупрасов Володимир Васильович

провідна установа: Федеральне державне унітарне підприємство «Всеросійський електротехнічний інститут імені В.І. Леніна »

Захист дисертації відбудеться «7» червня 2013 року в 14 год. 00 хв. в аудиторії М-611 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 212.157.02 при ФГБОУ ВПО «НДУ« МЕІ »за адресою: 111250, г. Москва, Красноказарменная вул., д. 13.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ФГБОУ ВПО «НДУ« МЕІ ».

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 212.157. кандидат технічних наук, доцент Цирук С.А.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

40 - 50% виробничих механізмів мають робочі органи з поступальним або зворотно-поступальним рухом. Незважаючи на це, в даний час найбільше застосування в приводах таких механізмів мають електродвигуни обертального типу, при використанні яких вимагається наявність додаткових механічних пристроїв, які здійснюють перетворення обертального руху в поступальний: кривошипно-шатунний механізм, гвинт і гайка, шестерня і рейка і т. П . У багатьох випадках ці пристрої являють собою складні вузли кінематичного ланцюга, що характеризуються значними втратами енергії, що ускладнює і здорожує привід.

Використання в приводах з поступальним рухом робочого органу замість двигуна з обертовим ротором відповідного йому лінійного аналога, який дає безпосереднє прямолінійний рух, дозволяє виключити передавальний механізм в механічної частини електроприводу. Це вирішує завдання максимального зближення джерела механічної енергії - електродвигуна і виконавчого механізму.

Прикладами промислових механізмів, в яких в даний час можуть бути використані лінійні двигуни, є: підйомнотранспортних машини, пристрої зворотно-поступального руху, наприклад, насоси, комутаційні апарати, візки кранів, двері ліфтів та ін.

Серед лінійних двигунів найбільш простими за конструкцією є лінійні асинхронні двигуни (ЛАД), особливо циліндричного типу (ЦЛАД), яким присвячено багато публікацій. У порівнянні з обертовими асинхронними двигунами (АД) ЦЛАД характеризуються такими особливостями: розімкненням магнітного ланцюга, що призводить до виникнення поздовжніх крайових ефектів, і значною складністю теорії, пов'язаної з наявністю крайових ефектів.

Застосування ЛАД в електроприводах вимагає знання їх теорії, яка дозволила б розраховувати як статичні режими, так і перехідні процеси. Однак, до теперішнього часу через зазначених особливостей їх математичний опис має вельми складний вид, що призводить до значних труднощів при необхідності проведення ряду розрахунків. Тому доцільно використовувати спрощені підходи до аналізу електромеханічних властивостей ЛАД. Нерідко для розрахунків електроприводів з ЛАД без доказів використовують теорію, яка властива звичайним АТ. У цих випадках розрахунки часто пов'язані зі значними погрішностями.

Для розрахунків електромагнітних жидкометаллических насосів Вольдек А.І. була розроблена теорія, заснована на рішенні рівнянь Максвелла. Ця теорія стала основою для появи різних методик розрахунку статичних характеристик ЦЛАД, серед яких можна виділити широко відомий метод аналогового моделювання багатошарових структур.

Однак, даний метод не дозволяє розраховувати і аналізувати динамічні режими, що вельми важливо для електроприводів.

Внаслідок того, що безредукторні електроприводи з ЦЛАД можуть знайти широке застосування в промисловості, їх дослідження і розробка становлять значний теоретичний і практичний інтерес.

Мета дисертаційної роботи - розвиток теорії циліндричних лінійних асинхронних двигунів з використанням методу аналогового моделювання багатошарових структур і додаток цієї теорії до розрахунків статичних і динамічних характеристик електроприводів, а також розробка частотно-керованого безредукторного електроприводу з ЦЛАД для широко поширених в промисловості автоматичних дверей.

Для досягнення зазначеної мети в дисертаційній роботі поставлено і вирішено такі завдання:

1. Вибір математичної моделі ЦЛАД і розробка методики визначення відповідних обраної моделі узагальнених параметрів ЦЛАД, з використанням яких розрахунки статичних і динамічних характеристик забезпечують прийнятне збіг з експериментами.

2. Розробка методики експериментального визначення параметрів ЦЛАД.

3. Аналіз особливостей застосування і розробка електроприводів по системам ПЧ-ЦЛАД і ТПН-ЦЛАД для дверей ліфта.

4. Розробка варіантів схем механізму безредукторного приводу розсувних дверей кабіни ліфта з ЦЛАД.

Методи дослідження. Для вирішення поставлених в роботі завдань використовувалися: теорія електроприводу, теоретичні основи електротехніки, теорія електричних машин, зокрема метод аналогового моделювання багатошарових структур, моделювання та розробка засобами персонального комп'ютера в спеціалізованих програмах Mathcad і Matlab, експериментальні лабораторні дослідження.

Обгрунтованість і достовірність наукових положень і висновків підтверджена результатами експериментальних лабораторних досліджень.

Наукова новизна роботи полягає в наступному:

за допомогою розробленого способу визначення узагальнених параметрів низької ЦЛАД обгрунтовано його математичний опис у вигляді системи рівнянь, що дає можливість проводити різні розрахунки статичних і динамічних характеристик електропривода з ЦЛАД;

запропонований алгоритм експериментального методу визначення параметрів АД з обертовим ротором і ЦЛАД, що характеризується підвищеною точністю обробки результатів експериментів;

в результаті досліджень динамічних властивостей ЦЛАД виявлено, що перехідні процеси у ЦЛАД характеризуються набагато меншою коливальні, ніж у АТ;

використання ЦЛАД для безредукторного приводу дверей ліфта дозволяє при простому управлінні в системі ПЧ-ЦЛАД формувати плавні процеси відкривання і закривання дверей.

Основний практичний результат дисертації полягає в наступному:

розроблений спосіб визначення узагальнених параметрів низької ЦЛАД, що дозволяє виробляти дослідження і розрахунки при експлуатації і розробці електроприводів;

результати дослідження низькочастотних ЦЛАД підтвердили можливість мінімізації необхідної потужності перетворювача частоти при їх використанні в безредукторних електроприводах, що покращує техніко-економічні показники таких електроприводів;

результати дослідження ЦЛАД, підключеного до мережі через перетворювач частоти, показали, що для приводу дверей ліфта не потрібно гальмівний резистор і гальмівний ключ, так як у ЦЛАД в використовуваної для роботи приводу зоні частот відсутня режим рекуперативного гальмування. Відсутність гальмівного резистора і гальмівного ключа дозволяє знизити вартість приводу дверей ліфта з ЦЛАД;

для одностулкових і двостулкових розсувних дверей кабіни ліфта розроблена схема механізму безредукторного приводу, яка вигідно відрізняється застосуванням циліндричного лінійного асинхронного двигуна, що характеризується поступальним рухом рухомого елемента, для здійснення поступального руху стулок дверей.

Апробація роботи. Основні результати роботи обговорювалися на засіданнях кафедри «Автоматизованого електроприводу» НДУ «МЕІ», доповідалися на 16 міжнародній науково-технічній конференції студентів і аспірантів «Радіоелектроніка, електротехніка та енергетика» (Москва, МЕІ, 2010 р).

публікації. За темою дисертації опубліковано шість друкованих праць, в тому числі 1 - у виданнях, рекомендованих ВАК РФ для публікації основних результатів дисертацій на здобуття наукових ступенів доктора і кандидата наук, і отриманий 1 патент на корисну модель.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків та списку використаних джерел. Кількість сторінок - 146, ілюстрацій - 71, число найменувань використаної літератури - 92 на 9 сторінках.

У першому розділі представлені конструкції досліджуваних ЦЛАД. Описано спосіб розрахунку статичних характеристик ЦЛАД з використанням методу аналогового моделювання багатошарових структур. Розглянуто розвиток безредукторних приводів дверей кабіни ліфта. Вказані особливості існуючих електроприводів дверей ліфта, поставлені завдання досліджень.

Метод аналогового моделювання багатошарових структур заснований на вирішенні системи рівнянь Максвелла для різних областей лінійних асинхронних двигунів. При отриманні основних розрахункових формул приймається допущення про те, що індуктор в поздовжньому напрямку вважається нескінченно довгим (поздовжній крайової ефект не враховується). За допомогою цього методу визначаються статичні характеристики ЦЛАД за формулами:

де d 2 - зовнішній діаметр вторинного елемента ЦЛАД.

Слід зазначити, що розрахунки статичних характеристик ЦЛАД за формулами (1) і (2) є громіздкими, тому що в зазначені формули входять змінні, для визначення яких потрібно проводити багато проміжних обчислень.

Для двох ЦЛАД з однаковими геометричними даними, але різним числом витків Wф обмотки індуктора (ЦЛАД 1 - 600, ЦЛАД 2 - одна тисячі шістсот дев'яносто два) за формулами (1) і (2) здійснено розрахунок їх механічної та електромеханічної характеристик при f1 50 Гц, U1 220 В . Результати розрахунків для ЦЛАД 2 представлені далі на рис. 1.

У нашій країні в більшості випадків для дверей ліфтів використовуються нерегульовані електроприводи з відносно складною механічною частиною при відносно простий електричної частини. Основними недоліками таких приводів є наявність редуктора і складної конструкції здійснює перетворення обертального руху в поступальний механічного пристрою, при роботі яких виникає додатковий шум.

У зв'язку з активним розвитком перетворювальної техніки намітилася тенденція спрощення кінематики механізмів з одночасним ускладненням електричної частини приводу за рахунок застосування перетворювачів частоти, за допомогою яких стало можливим формування бажаних траєкторій руху дверей.

Таким чином, останнім часом для дверей сучасних ліфтів починають застосовуватися регульовані електроприводи, які забезпечують практично безшумний швидке і плавне переміщення дверей. Як приклад можна привести частотно-регульований привід дверей російського виробництва з блоком управління типу Буада і асинхронним двигуном, вал якого з'єднаний з механізмом дверей через клиноременную передачу. На думку ряду фахівців у відомих регульованих приводів, незважаючи на їх переваги в порівнянні з нерегульованими, існують і недоліки, пов'язані з наявністю пасової передачі і їх відносно великою вартістю.

У другому розділі розроблена методика визначення узагальнених параметрів ЦЛАД, за допомогою якої обгрунтовано його математичний опис у вигляді системи рівнянь. Представлені результати експериментальних досліджень статичних характеристик ЦЛАД. Проаналізовано характеристики ЦЛАД зі складовими ВЕ. Досліджено можливість виготовлення ЦЛАД низькочастотними.

Пропонується наступний підхід до дослідження електроприводу з ЦЛАД і його математичного опису:

1) використаємо отримані за допомогою методу аналогового моделювання багатошарових структур формули (1) і (2) для статичних характеристик ЦЛАД (механічних і електромеханічних) і розраховуємо ці характеристики (див. Рис. 1);

2) на отриманих характеристиках вибираємо дві точки, для яких фіксуємо такі змінні: електромагнітна сила, струм індуктора і комплексне опір фази для однієї з цих обраних точок (див.

3) вважаємо, що статичні характеристики ЦЛАД можна також описати формулами (5) і (6), які наведені далі і відповідають сталому режиму звичайного асинхронного двигуна з обертовим ротором і отримані з його диференціальних рівнянь;

4) спробуємо по двом обраним точкам знайти узагальнені параметри, що входять в зазначені формули (5) і (6) статичних характеристик;

5) підставляючи знайдені узагальнені параметри в зазначені формули (5) і (6), повністю розраховуємо статичні характеристики;

6) виробляємо порівняння статичних характеристик, знайдених в п. І в п. 5 (див. Рис. 2). Якщо ці характеристики досить близькі один до одного, то можна стверджувати, що математичні описи ЦЛАД (4) і АТ мають аналогічний вигляд;

7) використовуючи знайдені узагальнені параметри, можна записати як диференціальні рівняння ЦЛАД (4), так і витікаючі з них зручніші для розрахунків формули різних статичних характеристик.

Мал. 1. Механічні (а) і електромеханічні (б) характеристики ЦЛАД Наближене математичний опис ЦЛАД, яке аналогічно відповідному опису звичайних АТ, у векторній формі і в синхронній системі координат має такий вигляд:

Використовуючи результати вирішення системи (4) в усталених режимах (при v / const), отримані формули для статичних характеристик:

Для знаходження узагальнених параметрів досліджуваних ЦЛАД, що входять в (5) і (6), пропонується застосувати відомий спосіб експериментального визначення узагальнених параметрів Т-подібної схеми заміщення для АТ з обертовим ротором по змінним двох сталих режимів.

З виразів (5) і (6) випливає:

де k FI - коефіцієнт, що не залежить від ковзання. Записуючи відносини виду (7) для двох довільних ковзань s1 і s2 і поділивши їх один на одного, отримуємо:

При відомих значеннях електромагнітних сил і струмів індуктора для двох ковзань з (8) визначається узагальнений параметр r:

При додатково відомому для одного з ковзань, наприклад s1, значенні комплексного опору Z ф (s1) схеми заміщення ЦЛАД, формула для якого може бути також отримана в результаті рішення системи (4) в усталених режимах, узагальнені параметри і s обчислюються наступним чином:

Значення електромагнітних сил і струмів індуктора для двох ковзань, а також комплексне опір схеми заміщення ЦЛАД для одного з ковзань, що входять в (9), (10) і (11), пропонується визначати методом аналогового моделювання багатошарових структур по (1), (2 ) і (3).

З використанням зазначених формул (9), (10) і (11) розраховані узагальнені параметри ЦЛАД 1 і ЦЛАД 2, за допомогою яких далі за формулами (5) і (6) при f1 50 Гц, U1 220 В отримані їх механічні та електромеханічні характеристики (для ЦЛАД 2 представлені кривими 2 на рис. 2). Також на рис. 2 наведені статичні характеристики ЦЛАД 2, визначені методом аналогового моделювання багатошарових структур (криві 1).

Мал. 2. Механічні (а) і електромеханічні (б) характеристики ЦЛАД З графіків на рис. 2 видно, що криві 1 і 2 практично збігаються один з одним, звідки випливає, що математичні описи ЦЛАД і АТ мають аналогічний вигляд. Тому при подальших дослідженнях можливо використовувати отримані узагальнені параметри ЦЛАД, а також більш прості і зручні формули для розрахунків характеристик ЦЛАД. Обгрунтованість використання запропонованого методу для розрахунку параметрів ЦЛАД також додатково перевірена експериментальним шляхом.

Проаналізовано можливість виготовлення ЦЛАД низькочастотними, тобто розрахованими на підвищену напругу і виготовленими з підвищеним числом витків обмотки індуктора. На рис. 3 побудовані статичні характеристики ЦЛАД 1 (при f1 10 Гц, U1 55 В), ЦЛАД 2 (при f1 10 Гц, U1 87 В) і низькочастотного ЦЛАД (при f1 10 Гц і U1 220 В, криві 3), у якого число витків обмотки індуктора в 2,53 рази більше, ніж у ЦЛАД 2.

З наведених на рис. 3 графіків видно, що при однакових механічних характеристиках розглянутих ЦЛАД в першому квадраті ЦЛАД 2 має більш ніж в 3 рази менший струм індуктора, ніж ЦЛАД 1, а низькочастотний ЦЛАД - в 2,5 рази, ніж ЦЛАД 2. Таким чином, виходить, що використання низькочастотного ЦЛАД в безредукторному електроприводі дозволяє мінімізувати необхідну потужність перетворювача частоти, поліпшуючи тим самим техніко-економічні показники електроприводу.

1, Рис. 3. Механічні (а) і електромеханічні (б) характеристики ЦЛАД 1, У третьому розділі розроблений спосіб експериментального визначення узагальнених параметрів ЦЛАД, який реалізується простим способом при нерухомому ВЕ і дозволяє визначити параметри ЦЛАД, геометричні дані якого невідомі. Наведено результати розрахунків узагальнених параметрів ЦЛАД і звичайного АД за допомогою вказаного способу.

Під час експерименту, схема якого зображена на рис. 4, обмотки двигуна (АД або ЦЛАД) підключаються до джерела постійного струму. Після замикання ключа До струми в обмотках змінюються в часі від початкового значення, що визначається параметрами схеми, до нуля. При цьому залежність струму в фазі А від часу фіксується за допомогою датчика струму ДТ і, наприклад, спеціалізованої плати L-CARD L-791, встановленої в персональному комп'ютері.

Мал. 4. Схема проведення досвіду для визначення параметрів АД або ЦЛАД В результаті математичних перетворень отримана формула для залежності спадання струму в фазі ЦЛАД, яка має вигляд:

де p1, p2 - константи, пов'язані з узагальненими параметрами s, r і ЦЛАД або АТ наступним чином:

З формул (12) і (13) випливає, що вид перехідного процесу спадання струму ЦЛАД залежить тільки від узагальнених параметрів s, r і.

Для визначення узагальнених параметрів ЦЛАД або АД по експериментальній кривій спадання струму пропонується на ній виділити три рівновіддалених один від одного моменту часу t1, t2 і t3 і зафіксувати відповідні значення струмів. В цьому випадку з урахуванням (12) і (13) стає можливим скласти систему з трьох рівнянь алгебри з трьома невідомими - s, r і:

рішення якої доцільно отримати чисельним способом, наприклад методом Левенберга-Марквардта.

Експерименти по визначенню узагальнених параметрів АД і ЦЛАД були проведені для двох двигунів: АТ 5А90L6KУ3 (1,1 кВт) і ЦЛАД 2.

На рис. 5 наведені теоретичні та експериментальні криві спадання струму ЦЛАД 2.

Мал. 5. Криві спадання струму ЦЛАД 2: 1 - крива, розрахована за узагальненими параметрами, які отримані у другому розділі; 2 - крива, розрахована за узагальненими параметрами, які отримані в результаті їх експериментального визначення Механічні і електромеханічні характеристики досліджуваних двигунів, розраховані з використанням різних варіантів (теоретичних і експериментальних) узагальнених параметрів розташовуються близько один до одного, що ще раз підтверджує адекватність запропонованого математичного опису для ЦЛАД.

У четвертому розділі виявлено особливості характеру перехідних процесів в ЦЛАД. Розроблено та досліджено електропривод по системі ПЧ- ЦЛАД для дверей ліфта.

Для якісної оцінки особливостей характеру перехідних процесів в ЦЛАД використаний відомий метод, що полягає в аналізі коефіцієнтів загасання, що характеризують залежності змінних АТ з обертовим ротором при постійній швидкості.

Найбільший вплив на швидкість загасання (коливання) перехідних процесів змінних ЦЛАД або АТ має найменший коефіцієнт загасання 1. На рис. 6 зображені розраховані залежності коефіцієнтів загасання 1 від електричної швидкості для двох ЦЛАД (ЦЛАД 1 і ЦЛАД 2) і двох АТ (4АА56В4У3 (180 Вт) і 4А71А4У3 (550 Вт)).

Мал. 6. Залежності найменшого коефіцієнта загасання 1 для ЦЛАД і АТ З наведених на рис. 6 залежностей видно, що коефіцієнти загасання ЦЛАД практично не залежать від швидкості на відміну від коефіцієнтів загасання розглянутих АД, для яких 1 при нульовій швидкості в 5 - 10 разів менше, ніж при номінальної. Також слід зазначити, що у двох розглянутих АД значення коефіцієнтів загасання 1 при низьких швидкостях істотно нижче, ніж у ЦЛАД 1 (в 9 - 16 разів) або ЦЛАД 2 (в 5 - 9 разів). У зв'язку зі сказаним, можна припустити, що реальні перехідні процеси у ЦЛАД характеризуються набагато меншою коливальні, ніж у АТ.

Для перевірки зробленого припущення про меншу колебательности реальних перехідних процесів в ЦЛАД в порівнянні з АТ здійснено ряд чисельних розрахунків прямих пусків ЦЛАД 2 і АТ (550 Вт). Отримані залежності моменту, зусилля, швидкості і струму АД і ЦЛАД від часу, а також динамічні механічні характеристики підтверджують висловлене раніше припущення про те, що перехідні процеси ЦЛАД характеризуються набагато меншою коливальні, ніж у АТ, через істотну різницю їх найменших коефіцієнтів загасання ( рис. 6). При цьому динамічні механічні характеристики ЦЛАД менше відрізняються від статичних, ніж для АТ з обертовим ротором.

Для типового ліфта (з отвором 800 мм) проаналізовано можливість використання в якості приводного двигуна механізму дверей ліфта низькочастотного ЦЛАД. За відгуками фахівців для типових ліфтів з шириною прорізу 800 мм статичні зусилля при відкриванні та закриванні дверей відрізняються один від одного: при відкриванні становлять близько 30 - 40 Н, а при закриванні - близько 0 - 10 Н. Оскільки перехідні процеси у ЦЛАД мають значно менше коливань в порівнянні з АТ, розглянута реалізація руху стулок дверей за допомогою низькочастотного ЦЛАД за рахунок перемикань на відповідні механічні характеристики, за якими ЦЛАД розганяється або гальмується до заданої швидкості.

Відповідно до обраних механічними характеристиками низькочастотного ЦЛАД здійснено розрахунок його перехідних процесів. У розрахунках прийнято, що сумарна маса електроприводу, що визначається масами ВЕ ЦЛАД і дверима кабіни і шахти типового ліфта (з отвором 800 мм), становить 100 кг. Отримані графіки перехідних процесів представлені на рис. 7.

Мал. 7. Перехідні процеси низькочастотного ЦЛАД при відкриванні (а, в, д) Характеристика Р забезпечує розгін приводу до сталої швидкості 0,2 м / с, а характеристика Т забезпечує гальмування з усталеною швидкості до нуля. Розглянутий варіант управління ЦЛАД для відкривання і закривання дверей показує, що використання ЦЛАД для приводу дверей має низку переваг (плавні перехідні процеси при відносно простому управлінні; відсутність додаткових пристроїв, які здійснюють перетворення обертального руху в поступальний і ін.) В порівнянні з використанням звичайних АТ і тому становить значний інтерес.

Привід дверей кабіни ліфта зі звичайними АТ або ЦЛАД, як було зазначено вище, характеризується різними значеннями сил опору при відкриванні та закриванні дверей. При цьому приводний електрична машина може працювати як в руховому, так і гальмівному режимах в процесі відкривання і закривання дверей ліфта. У дисертації проведено аналіз можливості віддачі енергії в мережу при роботі ЦЛАД в гальмівних режимах.

Показано, що у ЦЛАД 2 в великому діапазоні частот взагалі відсутній режим рекуперативного гальмування. Наведено формулу для визначення граничної частоти, нижче якої відсутній генераторний режим з віддачею електроенергії в мережу у АТ і ЦЛАД. Проведені дослідження енергетичних режимів роботи ЦЛАД дозволяють зробити важливий висновок: при використанні підключеного до мережі через перетворювач частоти ЦЛАД для приводу дверей ліфта не потрібно гальмівний резистор і гальмівний ключ. Відсутність гальмівного резистора і гальмівного ключа дозволяє знизити вартість приводу дверей ліфта з ЦЛАД.

У п'ятому розділі проведено огляд існуючих приводів дверей ліфта.

Розроблено варіанти схем механізму безредукторного приводу розсувних дверей ліфта з ЦЛАД.

Для одно- і двостулкових розсувних дверей кабіни ліфта пропонується використовувати розроблений безредукторний привід з ЦЛАД. Схема механізму такого приводу в разі одно- дверей зображена на рис. 8, а, в разі двостулкових дверей - на рис. 8, б.

Мал. 8. Схеми механізму приводу розсувний одностулкової (а) і двостулкових (б) двері кабіни ліфта з ЦЛАД: 1 - ЦЛАД, 2 - індуктор ЦЛАД, 3 - вторинний елемент ЦЛАД, 4 - опорна лінійка, 5, 6 - стулки двері, 7, 8 - блоки канатної системи, Пропоновані технічні рішення дозволяють створювати безредукторні приводи розсувних одно- або двостулкових дверей, зокрема, кабіни ліфта, які характеризуються високими техніко-економічні показники, а також надійної і недорогий експлуатацією при використанні для формування поступального руху стулок дверей простого і недорогого циліндричного лінійного електродвигуна з поступальним рухом рухомого елемента.

За запропонованим варіантам безредукторних приводів одно- і двостулкових розсувних дверей з ЦЛАД отримано патент на корисну модель № 127056.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

2. За допомогою розробленого способу визначення узагальнених параметрів низької ЦЛАД обгрунтовано його математичний опис у вигляді системи рівнянь, що дає можливість проводити різні розрахунки статичних і динамічних характеристик електропривода з ЦЛАД.

3. Використання низькочастотного ЦЛАД в безредукторному електроприводі дозволяє мінімізувати необхідну потужність перетворювача частоти, що покращує техніко-економічні показники електроприводу.

4. Запропоновано спосіб експериментального визначення узагальнених параметрів ЦЛАД, що характеризується підвищеною точністю обробки результатів експериментів.

5. Використання ЦЛАД для безредукторного приводу дверей ліфта дозволяє при простому управлінні в системі ПЧ-ЦЛАД формувати плавні процеси відкривання і закривання дверей. Для реалізації бажаних процесів необхідне застосування щодо недорогого перетворювача частоти, що володіє мінімальним набором необхідних функціональних можливостей.

6. При використанні ЦЛАД, підключеного до мережі через перетворювач частоти, для приводу дверей ліфта не потрібно гальмівний резистор і гальмівний ключ, так як у ЦЛАД в використовуваної для роботи приводу зоні частот відсутня режим рекуперативного гальмування. Відсутність гальмівного резистора і гальмівного ключа дозволяє знизити вартість приводу дверей ліфта з ЦЛАД.

7. Для одно- і двостулкових розсувних дверей, переважно, кабіни ліфта розроблена схема механізму безредукторного приводу, яка вигідно відрізняється застосуванням циліндричного лінійного асинхронного двигуна, що характеризується поступальним рухом рухомого елемента, для здійснення поступального руху стулок дверей. За запропонованим варіантам безредукторних приводів одно- і двостулкових розсувних дверей з ЦЛАД отримано патент на корисну модель № 127056.

1. Масанділов Л.Б., Новиков С.Є., Кураєв Н.М. Особливості визначення параметрів асинхронного двигуна при частотному управлінні.

// Вісник МЕІ, №2. - М .: Видавничий дім МЕІ, 2011. - С. 54-60.

2. Патент на корисну модель № 127056. Масанділов Л.Б., Кураєв Н.М., Фумм Г.Я., Жолудев І.С. Привід розсувних дверей кабіни ліфта (варіанти) // БІ № 11, 2013.

3. Масанділов Л.Б., Кураєв Н.М. Особливості вибору розрахункових параметрів асинхронного двигуна при частотному управлінні // Електропривод і системи управління // Праці МЕІ. Вип. 683. - М .: Видавничий дім МЕІ, 2007. - С. 24-30.

4. Масанділов Л.Б., Кураєв Н.М. Розрахунок параметрів Т-подібної схеми заміщення і характеристик циліндричних лінійних асинхронних двигунів // Електропривод і системи управління // Праці МЕІ. Вип. 687. - М .: Видавничий дім МЕІ, 2011. - С. 14-26.

5. Масанділов Л.Б., Кузик С.В., Кураєв Н.М. Розрахунок параметрів схем заміщення і характеристик циліндричних лінійних асинхронних і МГД-двигунів // Електропривод і системи управління // Праці МЕІ.

Вип. 688. - М .: Видавництво МЕІ, 2012. - С. 4-16.

6. Байдаков О.В., Кураєв Н.М. Модернізація електроприводу за системою ТПН-АД з квазичастотного управлінням // Радіоелектроніка, електротехніка та енергетика: Шістнадцята Міжнар. науч-техн. конф. студентів і аспірантів: Тез. доп. У 3 т. Т. 2. М .: Видавничий дім МЕІ, 2010 року.

Схожі роботи:

«Котин Денис Олексійович АДАПТИВНІ АЛГОРИТМИ бездатчикового векторного керування АСИНХРОННИМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПІДЙОМНО-ТРАНСПОРТНИХ МЕХАНІЗМІВ Спеціальність: 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Новосибірськ - 2010 Робота виконана в ГОУ ВПО Новосибірський державний технічний університет Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Панкратов Володимир В'ячеславович ... »

«Комплекси і системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Москва - 2010 Робота виконана на кафедрі Теоретична електротехніка Московського авіаційного інституту (Національного дослідницького університету в області авіаційних, ракетних і космічних систем) МАІ. Науковий ... »

«Камалія Філюс Аслямовіч ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИЙ КОМПЛЕКС C Кондукційний магнітогідродинамічним перетворювачі з конічною КАНАЛОМ (ДОСЛІДЖЕННЯ І РОЗРОБКА) Спеціальність: 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Уфа - 2013 Робота виконана на кафедрі електромеханіки ФГБОУ ВПО Уфімський державний авіаційний технічний університет. Науковий керівник: доктор технічних наук, ... »

«ТЮРІН Максим Володимирович ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ безредукторного ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОГО ПІДСИЛЮВАЧА рульового управління АВТОМОБІЛЯ Спеціальність: 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук НОВОСИБИРСК - 2009 Робота виконана в Державному освітній установі вищої професійної освіти Новосибірський державний технічний університет Науковий керівник: кандидат ... »

«Стоцька Анастасія Дмитрівна РОЗРОБКА ТА ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ПОЛОЖЕННЯМ РОТОРА в електромагнітному підвісі Спеціальність: 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Санкт-Петербург - 2013 2 Робота виконана в Санкт-Петербурзькому державному електротехнічному університеті ЛЕТІ їм . В.І. Ульянова (Леніна), на кафедрі систем автоматичного управління Науковий керівник: ... »

«Толкачова КСЕНІЯ ПЕТРІВНА ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ЗОВНІШНІХ ОСВІТЛЮВАЛЬНИХ УСТАНОВОК ПРИ ПРОЕКТУВАННІ З ВИКОРИСТАННЯМ ЛАЗЕРНОГО СКАНУВАННЯ Спеціальність 05.09.07 - Світлотехніка Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Саранськ 2013 1 Робота виконана в Федеральному державному бюджетному освітній установі вищої професійної освіти Національний дослідницький Томський політехнічний університет Науковий ... »

«Кузнецов Андрій Володимирович ДОСЛІДЖЕННЯ І РОЗРОБКА АДАПТИВНИХ РЕГУЛЯТОРОВ Електрогідравлічне РУЛЬОВИХ СИСТЕМ Спеціальність: 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Санкт - Петербург - 2011 ROBOTA виконана в Санкт - Петербурзькому державному електротехнічному університеті ЛЕТІ ім. В.І. Ульянова (Леніна) Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Н. Д. Поляхов ... »

«Казьмін Євген Вікторович РОЗРАХУНОК І ОПТИМІЗАЦІЯ Магнітоелектричний МАШИН З радіальні ПМ НА ПОВЕРХНІ РОТОРА Спеціальність 05.09.01 - Електромеханіка та електричні апарати АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Москва - 2009 2 Робота виконана на кафедрі" Електромеханіка "Московського енергетичного інституту (технічного університету ). Науковий керівник доктор технічних наук, професор Іванов-Смоленський Олексій ... »

«Ємельянов Олег Анатолійович ПРАЦЕЗДАТНІСТЬ Металоплівкові КОНДЕНСАТОРІВ у форсованому електротеплового РЕЖИМАХ Спеціальність 05.09.02 - Електротехнічні матеріали та вироби Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Санкт-Петербург 2004 Робота виконана в Державному освітній установі вищої професійної освіти Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет Наукові керівники : доктор ... »

«ГРИГОР'ЄВ ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ РОЗРОБКА І ДОСЛІДЖЕННЯ ВАРІАНТІВ УПРАВЛІННЯ СТАНОМ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ НА БАЗІ АСИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ Спеціальність 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Кемерово - 2010 2 Робота виконана в Державному освітній установі вищої професійної освіти Кузбаський державний технічний університет Науковий керівник -..."

«Тихомиров Ілля Сергійович КОМПЛЕКС ІНДУКЦІЙНОГО НАГРІВУ З поліпшення енергетичної ПОКАЗНИКАМИ Спеціальність: 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Санкт-Петербург - 2009 2 Робота виконана в Санкт-Петербурзькому державному електротехнічному університеті ім. В.І. Ульянова (Леніна) Науковий керівник - заслужений діяч науки і техніки РРФСР, доктор технічних наук, ... »

«Шутов Кирило Олексійович РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ надпровідних СИЛОВИХ КАБЕЛІВ НА ОСНОВІ високотемпературних надпровідників ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ спеціальність 05.09.02 - Електротехнічні матеріали та вироби А в той рефера т дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Москва 2013 УДК Робота виконана у Відкритому Акціонерному Товаристві Всеросійський науково-дослідний, проектно-конструкторський та технологічний інститут ... »

«КУЧЕР КАТЕРИНА СЕРГІЇВНА ДОСЛІДЖЕННЯ АЛГОРИТМІВ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ДЛЯ СИСТЕМ бездатчикового векторного керування АСИНХРОННИМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДАМИ Спеціальність: 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Новосибірськ - 2012 РАБОТА виконана в Федеральному державному бюджетному освітній установі вищої професійної освіти Новосибірський державний технічний ... »

«Коловський Олексій Володимирович Синтез систем управління автоматизованим екскаваторним електроприводом з використанням ковзних режимів. Спеціальність 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи (технічні наук і) Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Томськ 2012 1 Робота виконана в Хакасском технічному інституті - філії ФГАОУ ВПО Сибірський федеральний університет Науковий керівник доктор технічних наук, професор, ... »

«ШИШКОВ Кирило Сергійович РОЗРОБКА ТА ДОСЛІДЖЕННЯ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНІЗМІВ ФОРМУВАННЯ Снувальні ВАЛІВ Спеціальність: 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Іваново - 2014 Робота виконана в федеральному державному бюджетному освітній установі вищої професійної освіти Іванівський державний енергетичний університет імені В. І. Леніна ... »

«ВАСИЛЬЄВ Богдан Юрійович СТРУКТУРА І ЕФЕКТИВНІ АЛГОРИТМИ УПРАВЛІННЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛЬОВАНИМ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ ВІДЦЕНТРОВОГО нагнітачів газоперекачувальних агрегатів Спеціальність 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук САНКТ-Петербург-2013 Робота виконана в федеральному державному бюджетному освітній установі вищої професійної освіти Національний ... »

«Горожанкин Олексій Миколайович вентильну ЕЛЕКТРОПРИВІД з синхронним реактивним двигуном НЕЗАЛЕЖНОГО ПОРУШЕННЯ Спеціальність 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Челябінськ 2010 Робота виконана на кафедрі Електропривод і автоматизація промислових установок Південно-Уральського державного університету. Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Усинін Юрій ... »

«ІВАНОВ Михайло Олексійович Моделювання І ПОШУК РАЦІОНАЛЬНОЇ КОНСТРУКЦІЇ БЕЗКОНТАКТНОГО ДВИГУНА З ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ Спеціальність: 05.09.01 - Електромеханіка та електричні апарати АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Воронеж - 2012 РАБОТА виконана в ФГБОУ ВПО" Воронезький державний технічний університет "Науковий керівник доктор технічних наук, доцент Анненков Андрій Миколайович Офіційні опоненти ... »

«Балагулою Юрій Мойсейович ЗАСТОСУВАННЯ фрактального аналізу В ЗАДАЧАХ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Спеціальність: 05.09.05 - Теоретична електротехніка АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Санкт-Петербург - 2013 Робота виконана в Федеральному державному бюджетному освітній установі вищої професійної освіти Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет Науковий доктор технічних наук, професор керівник: ... »

«Стрімголов Василь Анатолійович СИСТЕМА ЛОГІЧНОГО УПРАВЛІННЯ автоматизованого електроприводу шахтна підіймальна установка 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Новокузнецьк - 2013 Робота виконана в Федеральному державному бюджетному освітньому установа вищої професійної освіти Сибірський державний індустріальний університет Островлянчік Віктор Юрійович , доктор ... »

У 2010 році електроерозійні верстати Mitsubishi серії NA вперше були оснащені циліндричними лінійними двигунами, переважаючими в даній області все аналогічні рішення.

У порівнянні з ШВП вони мають значно більший запас довговічності і надійності, з більш високою точністю здатні здійснювати позиціонування, а також мають кращі динамічні характеристики. У інших конфігурацій лінійних двигунів ЦЛД виграють за рахунок загальної оптимізації конструкції: меншого тепловиділення, більш високу економічну ефективність, простоти монтажу, обслуговування та експлуатації.

З огляду на все ті переваги, які мають ЦЛД, здавалося б, навіщо ще мудрувати з приводний частиною обладнання? Проте, не все так просто, і окреме, відокремлений, точкове удосконалення ніколи не буде настільки ж ефективним, як оновлення всієї системи взаємопов'язаних елементів.

Привід осі Y електроерозійного верстата Mitsubishi Electric MV1200R

Тому застосування циліндричних лінійних двигунів не залишилося єдиною інновацією, реалізованої в приводний системі верстатів Mitsubishi Electric. Одним з ключових перетворень, що дозволив повною мірою використовувати переваги і потенціал ЦЛД для досягнення унікальних показників точності і продуктивності обладнання, була повна модернізація системи управління приводами. І, на відміну від власне двигуна, тут вже настав час для реалізації власних розробок.

Mitsubishi Electric є одним з найбільших світових виробників систем ЧПУ, переважна більшість елементів яких здійснюється безпосередньо в Японії. При цьому до складу корпорації Mitsubishi входить величезна кількість науково-дослідних інститутів, провідних дослідження, в тому числі і в області систем управління приводами, систем ЧПУ. Не дивно, що і в верстатах компанії практично вся електронна начинка власного виробництва. Таким чином, в них реалізуються сучасні рішення, максимально адаптовані під конкретну лінійку обладнання (безумовно, це куди простіше зробити з власною продукцією, ніж з покупними компонентами), і при мінімальній ціні забезпечуються максимальну якість, надійність і продуктивність.

Яскравим прикладом застосування на практиці власних розробок послужило створення системи ODS - Optic Drive System. У серіях верстатів NA і MV вперше були використані циліндричні лінійні двигуни в приводах подач, керовані через сервопідсилювач третього покоління.

Верстати Mitsubishi NA і MV були оснащені першої в своєму роді приводний системою Optic Drive System

Ключовою особливістю сервопідсилювач Mitsubishi сімейства MelServoJ3 є можливість здійснення комунікацій з протоколу SSCNET III: Зв'язок двигунів, датчиків зворотного зв'язку через підсилювачі з системою ЧПУ відбувається по оптоволоконних каналах зв'язку.

При цьому майже в 10 разів (у порівнянні з системами попередніх поколінь верстатів) збільшується швидкість обміну даними: з 5,6 Мбіт / с до 50 Мбіт / с.

За рахунок цього тривалість циклу інформаційного обміну скорочується в 4 рази: з 1,77 мс до 0,44 мс. Таким чином, контроль поточного стану, видача коригувальних сигналів відбувається в 4 рази частіше - до 2270 разів на секунду! Тому переміщення відбувається більш плавно, а його траєкторія максимально наближена до заданої (це особливо актуально при русі по складних криволінійних траєкторіях).

Крім того, застосування оптоволоконних кабелів і сервопідсилювач, що працюють по протоколу SSCNET III, дозволяє значно підвищити перешкодозахищеність (див. Рис.) І надійність обміну інформацією. У тому випадку, якщо вступник імпульс містить некоректну інформацію (результат впливу перешкод), то він не буде відпрацьований двигуном, замість цього будуть використані дані наступного імпульсу. Так як загальна кількість імпульсів в 4 рази більше, такий пропуск одного з них мінімально впливає на точність переміщення.

В підсумку нова система управління приводом, завдяки застосуванню сервопідсилювач третього покоління і оптоволоконних каналів зв'язку, забезпечує більш надійний і в 4 рази більше швидкий обмін даними, що робить можливим здійснення максимально точного позиціонування. Але на практиці дані переваги не завжди виявляються корисними, так як сам об'єкт управління - двигун, в силу своїх динамічних характеристик виявляється не здатний відпрацьовувати керуючі імпульси такої частоти.

Саме тому найбільш виправданим є поєднання сервопідсилювач j3 з циліндричними лінійними двигунами в єдиній системі ODS, застосованої в верстатах серій NA і MV. ЦЛД в силу своїх чудових динамічних властивостей - можливості відпрацьовувати величезні і незначні прискорення, стабільно переміщатися на високих і низьких швидкостях, має величезний потенціал щодо підвищення точності позиціювання, реалізувати який допомагає нова система управління. Двигун з легкістю відпрацьовує високочастотні імпульси, забезпечуючи точне і плавне переміщення.

Верстати Mitsubishi дозволяють отримувати деталі з видатними показниками точності і шорсткості. Гарантія на точність позиціонування - 10 років.

Однак переваги, які отримує електроерозійний верстат, оснащений системою ODS, не обмежуються виключно підвищенням точності позиціонування. Справа в тому, що отримання деталі з певною точністю і шорсткістю на електроерозійному верстаті досягається при переміщенні електрода (дроту) з певною швидкістю уздовж траєкторії і при наявності певної напруги і відстані між електродами (дротом і заготівлею). Величини подачі, напруги і міжелектродного відстані строго визначені для кожного матеріалу, висоти обробки і бажаної шорсткості. Проте, умови обробки не є чітко визначеними, як не є однорідним і матеріал заготовки, тому для отримання придатної деталі з заданими характеристиками необхідно, щоб в кожен конкретний момент часу параметри обробки змінювалися узгоджено зі змінами умов обробки. Це особливо важливо, коли мова йде про отримання мікронною точності і високих показників шорсткості. А також вкрай необхідно для забезпечення стабільності процесу (дріт не повинна рватися, не повинно бути значних стрибків за величиною швидкості переміщення).

Монітор обробки. зеленим кольором показаний графік швидкості, який показує роботу адаптивного контролю

Дане завдання вирішується за допомогою адаптивного контролю. Верстат самостійно підлаштовується під мінливі умови обробки, змінюючи величину подачі і напруга. Від того, наскільки оперативно і коректно вносяться ці поправки, залежить те, наскільки точно і швидко вийде обробляється деталь. Таким чином, якість роботи адаптивного контролю певною мірою задає і якість самого верстата через його точність і продуктивність. І тут-то якраз і проявляються в повній мірі переваги використання ЦЛД і системи ODS в цілому. Здатність ODS забезпечувати відпрацювання керуючих імпульсів з високою частотою і точністю дозволило на порядок підвищити якість адаптивного контролю. Тепер параметри обробки коректуються до 4 разів частіше, до того ж, вище і загальна точність позиціонування.

Твердий сплав, висота 60 мм, шорсткість Ra 0,12, макс. похибка - 2 мкм. Деталь отримана на верстаті Mitsubishi NA1200

Підводячи деякі підсумки, можна сказати, що застосування ЦЛД в верстатах Mitsubishi Electric не було б настільки ефективним кроком, що дозволив досягти нових висот як точності, так і продуктивності обробки без впровадження оновленої системи управління.

Тільки комплексні, але, тим не менш, цілком обґрунтовані і перевірені зміни в конструкції можуть стати ключем до підвищення якості (як сукупного показника рівня надійності і технологічних можливостей обладнання) і конкурентоспроможності верстата. Changes for the Better - ось девіз компанії Mitsubishi.

Лінійні двигуни стали широко відомі як високоточна і енергоефективна альтернатива звичайним приводам, що перетворює обертальний рух в поступальний. За рахунок чого це стало можливим?

Отже, давайте звернемо увагу на кулько-гвинтові пару, яка в свою чергу може вважатися високоточною системою перетворення обертального руху в поступальний. Зазвичай ККД ШВП становить близько 90%. При обліку ККД серводвігателя (75-80%), втрат в муфті або пасової передачі, в редукторі (в разі його використання) виходить, що лише близько 55% потужності витрачається безпосередньо на вчинення корисної роботи. Таким чином, нескладно здогадатися, чому лінійний двигун, Який безпосередньо передає об'єкту поступальний рух, більш ефективний.

Зазвичай найпростішим поясненням його конструкції є аналогія зі звичайним двигуном обертального руху, який розрізали по котра утворює і розгорнули на площині. Насправді саме такою і була конструкція найперших лінійних двигунів. Плоский лінійний двигун з сердечником першим вийшов на ринок і зайняв свою нішу як потужна і ефективна альтернатива іншим приводним системам. Незважаючи на те, що в загальному їх конструкція виявилася недостатньо ефективною через значні втрат на вихрові струми, недостатньою плавності та ін. Вони все одно вигідно відрізнялися з точки зору ККД. Хоча перераховані вище недоліки несприятливо позначалися на високоточної «натурі» лінійного двигуна.

U-подібний лінійний двигун, конструктивно виконаний без сердечника, розроблений з метою усунення недоліків класичного плоского лінійного двигуна. З одного боку це дозволило вирішити ряд проблем, таких як втрати на вихрові струми в осерді і недостатню плавність переміщення, але з іншого - привнесло кілька нових аспектів, які обмежують його використання в областях, що вимагають ультрапрецізіонних переміщень. Це значно знизився рівень жорсткості двигуна і ще більші проблеми з виділенням тепла.

Для ринку ультрапрецізіонного обладнання лінійні двигуни були як послання з небес, несучи в собі обіцянки нескінченно точного позиціонування і високого ККД. Однак сувора реальність проявила себе, коли тепло, що виділяється внаслідок недостатньої ефективності конструкції в обмотках і сердечнику, безпосередньо передавалося в робочу зону. У той час, як все більше розширювалася область використання ЛД, термічні явища, супутні значного тепловиділення зробили позиціонування з субмікронними точностями вельми складним, щоб не сказати неможливим.

Для підвищення ККД, ефективності лінійного двигуна необхідно було повернутися до самих його конструктивним основам, і через максимально можливу оптимізацію всіх їх аспектів отримати найбільш енергоефективну приводную систему з максимально можливою твердістю.

Фундаментальне взаємодія, що лежить в основі конструкції лінійного двигуна - це прояв Закону Ампера - наявність сили, що впливає на провідник зі струмом в магнітному полі.

Наслідком з рівняння для сили Ампера є те, що максимальне зусилля, що розвивається двигуном, дорівнює добутку сили струму в обмотках на векторний добуток вектора магнітної індукції поля на вектор довжини проводу в обмотках. Як правило, для підвищення ККД лінійного двигуна необхідно зменшувати силу струму в обмотках (тому що втрати на нагрів провідника прямо пропорційні квадрату сили струму в ньому). Зробити це при постійній величині вихідного зусилля приводу можливо лише при збільшенні інших складових, що входять в рівняння Ампера. Саме так і вчинили розробники циліндричної Лінійного Двигуна (ЦЛД) разом з деякими виробниками ультрапрецізіонного обладнання. Фактично в ході останнього дослідження в Університеті Вірджинії (UVA) було встановлено, що ЦЛД споживає на 50% менше енергії для здійснення тієї ж роботи, при тих же вихідних характеристиках, що і аналогічний U-образний лінійний двигун. Щоб зрозуміти, яким чином досягнуто таке значне підвищення ефективності роботи, давайте окремо зупинимося на кожній складовій вищезгаданого рівняння Ампера.

Векторний добуток B × L. Використовуючи, наприклад, правило лівої руки нескладно зрозуміти, що для здійснення лінійного переміщення оптимальний кут між напрямком струму в провіднику і вектором магнітної індукції становить 90 °. Зазвичай у лінійного двигуна струм в 30-80% довжини обмоток протікає під прямим кутом до вектора індукції поля. Інша частина обмоток, по суті, виконує допоміжну функцію, при цьому в ній виникають втрати на опір і навіть можуть з'являтися сили, протилежні напрямку переміщення. Конструкція ЦЛД така, що 100% довжини проводу в обмотках знаходиться під оптимальним кутом в 90 °, а всі виникаючі зусилля сонаправлени з вектором переміщення.

Довжина провідника зі струмом (L). При завданні цього параметра виникає свого роду дилема. Занадто велика довжина призведе до додаткових втрат в зв'язку зі збільшенням опору. У ЦЛД дотриманий оптимальний баланс між довжиною провідника і втратами в зв'язку з приростом опору. Наприклад, в ЦЛД, тестованому в Університеті Вірджинії довжина проводу в обмотках була в 1,5 рази більше, ніж в його U-образному аналогу.

Вектор індукції магнітного поля (B). Притому, що в більшості лінійних двигунів здійснюється перенаправлення магнітного потоку за допомогою металевого сердечника, в ЦЛД використовується запатентований конструктивне рішення: сила магнітного поля природно збільшується завдяки відштовхуванню однойменних магнітних полів.

Величина сили, яку можна розвинути при даній структурі магнітного поля, є функція щільності потоку магнітної індукції в проміжку між рухомим і нерухомим елементами. Так як магнітне опір повітря приблизно в 1000 разів більше, ніж у сталі і прямо пропорційно величині зазору, його мінімізація зменшить і магніторушійних силу, потрібну для створення поля необхідної сили. Магніторушійна сила в свою чергу прямо пропорційна силі струму в обмотках, тому при зменшенні її необхідної величини, можна зменшити і величину струму, що в свою чергу дозволити знизити втрати на опір.

Як можна бачити, кожен конструктивний аспект ЦЛД був продуманий з метою максимально можливого збільшення ефективності його роботи. Але наскільки це корисно з практичної точки зору? Давайте звернемо увагу на два аспекти: тепловиділення і вартість експлуатації.

Всі лінійні двигуни нагріваються через втрати в обмотках. Виділилося тепло повинно кудись відводитися. І перший побічний ефект тепловиділення - це супутні процеси термічного розширення, наприклад елемента, в якому закріплені обмотки. Крім того відбувається додатковий нагрів танкеток напрямних, мастила, датчиків, які перебувають в зоні роботи приводу. З плином часу циклічні процеси нагрівання та охолодження можуть негативно впливати і на механічні і на електронні компоненти системи. Теплове розширення також призводить до збільшення тертя в напрямних і т.п. У тому ж дослідженні, проведеному в UVA було встановлено, що ЦЛД передавав на змонтовану на ньому плиту приблизно на 33% менше тепла, ніж аналог.

При меншому споживанні енергії знижується і вартість експлуатації системи в цілому. В середньому в США 1 кВтг варто 12,17 центів. Таким чином, середньорічна вартість експлуатації U-образного лінійного двигуна складе $ 540,91, а ЦЛД $ 279,54. (При ціні 3,77 руб. За кВтг виходить 16768,21 і 8665,74 руб. Відповідно)

При виборі реалізації приводний системи список варіантів дійсно великий, проте при розробці системи, призначеної для потреб ультрапрецізіонной верстатної техніки, висока ефективність ЦЛД може забезпечити значні переваги.

Винахід відноситься до електротехніки і може бути використано в безштангової насосно-свердловинних установках для видобутку пластових рідин з середніх і великих глибин, переважно в нафтовидобутку. циліндричний лінійний асинхронний двигун містить циліндричний індуктор з багатофазної обмоткою, виконаною з можливістю осьового переміщення і змонтованої всередині сталевого вторинного елемента. Сталевий вторинний елемент являє собою корпус електродвигуна, внутрішня поверхня якого має високопровідного у вигляді шару міді покриття. Циліндричний індуктор виконаний з декількох модулів, вибраних з котушок фаз і з'єднаних між собою гнучким зв'язком. Число модулів індуктора кратно числу фаз обмотки. При переході від одного модуля до іншого котушки фаз укладені з почергової зміною місця розташування окремих фаз. При діаметрі двигуна 117 мм, довжині індуктора 1400 мм, частоті струму індуктора 16 Гц електродвигун розвиває зусилля до 1000 Н і потужність 1,2 кВт при природному охолодженні і до 1800 Н при масляному. Технічний результат полягає в підвищенні тягового зусилля і потужності на одиницю довжини двигуна в умовах обмеження по діаметру корпусу. 4 мул.

Малюнки до патенту РФ 2266607

Винахід відноситься до конструкцій заглибних циліндричних лінійних асинхронних двигунів (ЦЛАД), використовуваних в безштангової насосно-свердловинних установках для видобутку пластових рідин з середніх і великих глибин, переважно в нафтовидобутку.

Найбільш поширеним способом видобутку нафти є підйом нафти з свердловин за допомогою штангових плунжерних насосів, Керованих верстатами-гойдалками.

Крім очевидних недоліків, властивим таким установкам (великі габарити і маса верстатів-качалок і штанг; знос насосно-компресорних труб і штанг), істотним недоліком є \u200b\u200bтакож малі можливості для регулювання швидкості переміщення плунжера, а значить, і продуктивності штангових насосних агрегатів, неможливість роботи в похилих свердловинах.

Можливість регулювати ці характеристики дозволила б враховувати природні зміни дебіту свердловини в процесі її експлуатації і скоротити кількість типорозмірів насосних агрегатів, які використовуються для різних свердловин.

Відомі технічні рішення по створенню безштангової глибинно-насосних установок. Одним з них є використання глибинних насосів плунжерного типу з приводом на основі лінійних асинхронних двигунів.

Відома конструкція ЦЛАД, змонтованого в насосно-компресорної труби над плунжерним насосом (Іжеля Г.І. та ін. «Лінійні асинхронні двигуни», Київ, Техніка, 1975 г., стор.135) / 1 /. Відомий двигун має корпус, поміщений в нього нерухомий індуктор і рухливий вторинний елемент, розташований усередині індуктора і впливає через тягу на плунжер насоса.

Тягове зусилля на рухомому вторинному елементі з'являється внаслідок взаємодії наведених в ньому струмів з біжучим магнітним полем лінійного індуктора, створюваним багатофазними обмотками, з'єднаними з джерелом живлення.

Такий електродвигун використаний в безштангової насосних агрегатах (а.с. СРСР №491793, публ. 1975 г.) / 2 / і (а.с. СРСР №538153, публ. 1976 г.) / 3 /.

Однак умови експлуатації заглибних плунжерних насосів і лінійних асинхронних двигунів в свердловині накладають обмеження на вибір конструкції і розмірів електродвигунів. Відмінною особливістю заглибних ЦЛАД є обмеженість діаметра двигуна, зокрема що не перевищує діаметра насосно-компресорної труби.

Для таких умов відомі електродвигуни мають відносно низькі техніко-економічні показники:

К.к.д. і cos поступаються аналогічним показникам асинхронних двигунів традиційного виконання;

Розвиваються ЦЛАД питомі механічна потужність і тягове зусилля (на одиницю довжини двигуна) відносно малі. Довжина двигуна, розміщеного в свердловині, обмежена довжиною насосно-компресорної труби (не більше 10-12 м). При обмеженні довжини двигуна важко досягти необхідного для підйому рідини тиску. Деяке підвищення тягового зусилля і потужності можливо тільки за рахунок збільшення електромагнітних навантажень двигуна, що веде до зниження к.к.д. і рівня надійності двигунів через підвищених теплових навантажень.

Ці недоліки можна усунути, якщо виконати «звернену» схему «індуктор-вторинний елемент», іншими словами індуктор з обмотками розмістити всередині вторинного елемента.

Таке виконання лінійного двигуна відомо ( «Індукційні електродвигуни з розімкненим магнітопроводом». Інформелектро, М., 1974 г., стр.16-17) / 4 / і може бути прийнято в якості найбільш близького до заявляється рішенням.

Відомий лінійний двигун містить циліндричний індуктор з обмоткою, змонтований усередині вторинного елемента, внутрішня поверхня якого має високопровідного покриття.

Таке виконання індуктора по відношенню до вторинного елементу було створено для полегшення намотування і монтажу котушок і застосовувалося не в якості приводу для погружних насосів, що працюють в свердловинах, а для наземного використання, тобто без жорсткого обмеження по габаритах корпусу двигуна.

Завдання цього винаходу полягає в розробці конструкції циліндричного лінійного асинхронного двигуна для приводу заглибних плунжерних насосів, який в умовах обмеження по діаметру корпусу двигуна забезпечує потужні питомими показниками: тяговим зусиллям і потужністю на одиницю довжини двигуна при забезпеченні необхідного рівня надійності і заданому енергоспоживанні.

Для вирішення поставленого завдання циліндричний лінійний асинхронний двигун для приводу заглибних плунжерних насосів містить циліндричний індуктор з обмоткою, змонтований усередині вторинного елемента, внутрішня поверхня якого має високопровідного покриття, при цьому індуктор з обмотками виконаний з можливістю осьового переміщення і змонтований всередині трубчастого корпусу електродвигуна, товщина сталевої стінки якого не менше 6 мм, а внутрішня поверхня корпусу покрита шаром міді товщиною не менше 0,5 мм.

З огляду на нерівність поверхні свердловин і, як наслідок, можливий вигин корпусу електродвигуна, індуктор електродвигуна слід виконувати складається з декількох модулів, з'єднаних між собою гнучким зв'язком.

При цьому для вирівнювання струмів по фазах обмотки двигуна число модулів вибрано кратним числу фаз, а при переході від одного модуля до іншого котушки укладені з почергової зміною місця розташування окремих фаз.

Суть винаходу полягає в наступному.

Використання сталевого корпусу електродвигуна як вторинної елемента дозволяє максимально ефективно розпорядитися обмеженим простором свердловини. Гранично досяжні значення потужності і зусилля двигуна залежать від гранично допустимих електромагнітних навантажень (щільність струму, індукція магнітного поля) і обсягу активних елементів (магнітопровід, обмотка, вторинний елемент). Поєднання конструктивного елементу конструкції - корпуса електродвигуна з активним вторинним елементом дозволяє збільшити обсяг активних матеріалів двигуна.

Збільшення активної поверхні двигуна дозволяє підвищити тягове зусилля і потужність двигуна на одиницю його довжини.

Збільшення активного об'єму двигуна дозволяє знизити електромагнітні навантаження, що визначають тепловий стан двигуна, від якого залежить рівень надійності.

При цьому отримання необхідних значень тягового зусилля і потужності двигуна на одиницю його довжини при забезпеченні необхідного рівня надійності і заданому енергоспоживанні (ККД і cos) в умовах обмеження по діаметру корпусу двигуна досягається оптимальним підбором товщини сталевої стінки корпусу двигуна, а також товщини високопровідного покриття його активної зони - внутрішньої поверхні корпусу.

З огляду на номінальну швидкість переміщення робочих частин плунжерного насоса, оптимально відповідну їй швидкість біжить магнітного поля рухомого індуктора, можливі технологічні труднощі при виготовленні обмоток, прийнятні значення полюсного поділу (не менше 0,06-0,10 м) і частоти струму індуктора (не більше 20 Гц), параметри по товщині сталевої стінки вторинного елемента і мідного покриття обрані заявленим чином. Ці параметри дозволяють в умовах обмеження по діаметру двигуна знизити втрати потужності (і, отже, підвищити ККД) за рахунок виключення зростання струму намагнічування і зниження розсіювання магнітного потоку.

Новий технічний результат, який досягається винаходом, полягає в застосуванні зверненої схеми «індуктор-вторинний елемент» для максимально ефективного використання обмеженого простору свердловини при створенні циліндричного лінійного асинхронного двигуна з характеристиками, що дозволяють використовувати його в якості приводу заглибних насосів.

Заявлений двигун ілюструється кресленнями, де на фіг.1 зображений загальний вид двигуна з модульним виконанням індуктора, на фіг.2 - то ж, розріз по А-А, на фіг.3 зображений окремий модуль, на фіг.4 - то ж, розріз по Б-Б.

Двигун містить корпус 1 - сталеву трубу діаметром 117 мм, з товщиною стінки 6 мм. Внутрішня поверхня 2 труби покрита міддю шаром 0,5 мм. Всередині сталевої труби 1 за допомогою центруючих втулок 3 з антифрикційними прокладками 4 і труби 5 змонтований рухливий індуктор, що складається з модулів 6, з'єднаних між собою гнучким зв'язком.

Кожен з модулів індуктора (Фіг.3) набраний з окремих котушок 7, чергуються з кільцевими зубцями 8, що мають радіальну проріз 9, і розміщених на магнітопроводі 10.

Гнучка зв'язок складається з верхнього 11 і нижнього 12 хомутів, рухливо встановлених за допомогою пазів на виступах сусідніх центрирующих втулок.

На верхній площині хомута 11 закріплені токоподводящие кабелі 13. При цьому для вирівнювання струмів в фазах індуктора число модулів вибрано кратним числу фаз, а при переході від одного модуля до іншого котушки окремих фаз по черзі міняються місцями. Загальна кількість модулів індуктора, а значить, і довжина двигуна вибираються в залежності від необхідного тягового зусилля.

Електродвигун може бути оснащений штоком 14 для приєднання його до занурювальних плунжерні насоси і штоком 15 - для під'єднання до Токоподвода. При цьому штоки 14 і 15 з'єднані з індуктором гнучким зв'язком 16 для запобігання передачі моменту, що вигинає від насосу і токоподвода на індуктор.

Електродвигун пройшов стендові випробування і працює наступним чином. При подачі на погружной електродвигун харчування від перетворювача частоти, розташованого на поверхні землі, в багатофазної обмотки двигуна з'являються струми, що створюють біжить магнітне поле. Це магнітне поле наводить вторинні струми як в високопровідного (мідному) шарі вторинного елемента, так і в сталевому корпусі двигуна.

Взаємодія цих струмів з магнітним полем призводить до створення тягового зусилля, під дією якого переміщається рухливий індуктор, що впливає через тягу на плунжер насоса. В кінці ходу рухомої частини по команді датчиків відбувається реверсування двигуна за рахунок зміни чергування фаз напруги живлення. Далі цикл повторюється.

При діаметрі двигуна 117 мм, довжині індуктора 1400 мм, частоті струму індуктора 16 Гц електродвигун розвиває зусилля до 1000 Н і потужність 1,2 кВт при природному охолодженні і до 1800 Н при масляному.

Таким чином, заявлений двигун має прийнятні техніко-економічні характеристики для його використання в комплекті з занурювальним плунжерним насосом для видобутку пластових рідин з середніх і великих глибин.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Циліндричний лінійний асинхронний двигун для приводу заглибних плунжерних насосів, що містить циліндричний індуктор з багатофазної обмоткою, виконаний з можливістю осьового переміщення і змонтований всередині сталевого вторинного елемента, сталевий вторинний елемент являє собою корпус електродвигуна, внутрішня поверхня якого має високопровідного у вигляді шару міді покриття, що відрізняється тим , що циліндричний індуктор виконаний з декількох модулів, набраних з котушок фаз і з'єднаних між собою гнучким зв'язком, число модулів циліндричного індуктора кратно числу фаз обмотки, а при переході від одного модуля до іншого котушки фаз укладені з почергової зміною місця розташування окремих фаз.

[Email protected]

Юрій Скоромец

У звичних для нас двигунах внутрішнього згоряння початкова ланка поршні, здійснюють зворотно-поступальний рух. Потім цей рух, за допомогою кривошипно-шатунного механізму перетворюється в обертальний. У деяких пристроях перше і останнє ланка здійснюють один вид руху.

Наприклад, в двигун-генератор немає необхідності спочатку зворотно-поступальний рух перетворювати в обертовий, а потім, в генераторі, з цього обертального руху витягувати прямолінійну складову, тобто робити два протилежних перетворення.

Сучасний розвиток електронної перетворювальної техніки дозволяє адаптувати для споживача вихідна напруга лінійного електрогенератора, це дає можливість створити пристрій, в якому частина замкнутого електричного контуру робить не обертальний рух в магнітному полі, а зворотно-поступальний разом з шатуном двигуна внутрішнього згоряння. Схеми, що пояснюють принцип роботи традиційного та лінійного генератора, наведені на рис. 1.

Мал. 1. Схема лінійного і звичайного електрогенератора.

У звичайному генераторі для отримання напруги використовується дротова рамка, що обертається в магнітному полі і що приводиться в рух зовнішнім рушієм. У запропонованому генераторі, дротова рамка рухається лінійно в магнітному полі. Це невелике і непринципове відмінність дає можливість значно спростити і здешевити рушій, якщо в його якості використовується двигун внутрішнього згоряння.

Також, в поршневому компресорі, що наводиться в рух поршневим двигуном, Вхідний і вихідний ланка здійснює зворотно поступальний рух, рис. 2.

Мал. 2. Схема лінійного і звичайного компресора.

Преімуществалінейного двигуна

1. Малі габарити і вага, через відсутність кривошипно-шатунного механізму.
   
2. Висока напрацювання на відмову, через відсутність кривошипно-шатунного механізму і через присутність тільки поздовжніх навантажень.
   
3. Невисока ціна, через відсутність кривошипно-шатунного механізму.
   
4. Технологічність - для виготовлення деталей необхідні тільки нетрудоемкие операції, токарні та фрезерні.
   

Можливість переходу на інший вид палива без зупинки двигуна.


Управління запалюванням з допомогою тиску при стисканні робочої суміші.


У звичайного двигуна для подачі електричної напруги (струму) на свічку запалювання повинно виконуватися дві умови:


Перша умова визначається кінематикою кривошипно-шатунного механізму - поршень повинен перебувати у верхній мертвій точці (без урахування випередження запалювання);


Друга умова визначається термодинамічним циклом - тиск в камері згоряння, перед робочим циклом, має відповідати використовуваному паливу.


Одночасно виконати дві умови дуже складно. При стисненні повітря або робочої суміші, відбувається витік стискання газу в камері згоряння через кільця поршня і ін. Чим повільніше відбувається стиснення (повільніше обертається вал двигуна), тим витік вище. При цьому тиск в камері згоряння, перед робочим циклом, ставати менше оптимального і робочий цикл відбувається при неоптимальних умовах. Коефіцієнт корисної дії двигуна падає. Тобто забезпечити високий коефіцієнт корисної дії двигуна можна тільки у вузькому діапазоні швидкостей обертання вихідного вала.


Тому, наприклад, коефіцієнт корисної дії двигуна на стенді становить приблизно 40%, а в реальних умовах, на автомобілі, при різних режимах руху, ця величина падає до 10 ... 12%.


У лінійному двигуні немає кривошипно-шатунного механізму, тому не треба виконувати першу умову, не має значення, де знаходиться поршень перед робочим циклом, має значення тільки тиск газу в камері згоряння перед робочим циклом. Тому, якщо подачейелектріческого напруги (струму) на свічку запалювання буде управляти не положення поршня, а тиск в камері згоряння, то робочий цикл (запалювання) завжди буде починатися при оптимальному тиску, незалежно від частоти роботи двигуна, рис. 3.





Мал. 3. Управління запалюванням з допомогою тиску в циліндрі, в циклі «стиснення».


Таким чином, в будь-якому режимі роботи лінійного двигуна, ми будемо мати максимальну площу петлі термодинамічної циклу Карно, відповідно, і високий коефіцієнт корисної дії при різних режимах роботи двигуна.


Управління запалюванням з допомогою тиску в камері згоряння, також дає можливість «безболісно» перейти на інші види палива. Наприклад, при переході з високооктанового виду палива на низькооктановий вид, в лінійному двигуні, треба тільки дати команду системі запалювання, щоб подача електричної напруги (струму) на свічку запалювання відбувалася при більш низькому тиску. У звичайному двигуні для цього необхідно було б змінювати геометричні розміри поршня або циліндра.


Реалізувати управління запалюванням тиском в циліндрі можна за допомогою


п'єзоелектричного або ємнісного методу вимірювання тиску.


Датчик тиску виконаний у вигляді шайби, яка поміщена під гайку шпильки кріплення головки циліндра, рис. 3. Сила тиску газу в камері стиснення, діє на датчик тиску, який знаходиться під гайкою кріплення головки циліндра. І інформація про тиск в камересжатія, передається на блок управління моментом запалювання. При тиску в камері, відповідному тиску запалювання даного палива, система запалювання подає електрична напруга (струм) на свічку запалювання. При різкому збільшенні тиску, що відповідає початку робочого циклу, система запалювання знімає електричну напругу (струм) з свічки запалювання. При відсутності збільшенні тиску через заданий час, що відповідає відсутності початку робочого циклу, система запалювання подає керуючий сигнал пуску двигуна. Також вихідний сигнал датчика тиску в циліндрі використовується для визначення частоти роботи двигуна і його діагностики (визначення компресії і ін.).


Сила здавлювання прямо пропорційна тиску в камері згоряння. Після того, як тиск, в кожному з протилежних циліндрів, стане не менше заданого (залежить від виду використовуваного палива), система управління подає команду для запалювання горючої суміші. При необхідності перейти на інший вид палива, змінюється величина заданого (опорного) тиску.


Також регулювання моменту запалення горючої суміші може здійснюватися в автоматичному режимі, як в звичайному двигуні. На циліндрі розміщений мікрофон - датчик детонації. Мікрофон перетворює механічні звукові коливання корпусу циліндра в електричний сигнал. Цифровий фільтр, з цього набору суми синусоїд електричної напруги, витягує гармоніку (синусоїду), відповідну режиму детонації. При появі на виході фільтра сигналу відповідного появи детонації в двигуні, система управління знижує величину опорного сигналу, який відповідає тиску запалювання горючої суміші. При відсутності сигналу відповідного детонації, система управління, через деякий час збільшує величину опорного сигналу, який відповідає тиску запалювання горючої суміші, до появи частот попередніх детонації. Знову, при появі частот, що передують детонації, система знижує опорний сигнал, що відповідає зниженню тиску запалювання, до Бездетонационная запалювання. Таким чином, система запалювання підлаштовується під використовуваний вид палива.


Принцип роботи лінійного двигуна.


Принцип роботи лінійного, як і звичайного двигуна внутрішнього згоряння, заснований на ефекті теплового розширення газів, що виникає при згорянні паливно-повітряної суміші і забезпечує переміщення поршня в циліндрі. Шатун передає прямолінійний зворотно-поступальний рух поршня лінійному електрогенератори, або поршневому компресора.


Лінійний генератор, рис. 4, складається з двох поршневих пар, які працюють в протифазі, що дає можливість збалансувати двигун. Кожна пара поршнів з'єднана шатуном. Шатун підвішений на лінійних підшипниках і може вільно коливатися, разом з поршнями, в корпусі генератора. Поршні поміщені в циліндри двигуна внутрішнього згоряння. Продування циліндрів здійснюється через продувні вікна, під дією невеликого надлишкового тиску, створюваного в предпускній камері. На шатуне розташована рухома частина муздрамтеатру генератора. Обмотка збудження створює магнітний потік необхідний для генерації електричного струму. При зворотно-поступальному русі шатуна, а разом з ним і частини муздрамтеатру, лінії магнітної індукції, створюваної обмоткою збудження, перетинають нерухому силову обмотку генератора, індукуючи в ній електричну напругу і струм (при замкнутому електричному ланцюзі).





Мал. 4. Лінійний бензогенератор.


Лінійний компресор, рис. 5, складається з двох поршневих пар, які працюють в протифазі, що дає можливість збалансувати двигун. Кожна пара поршнів з'єднана шатуном. Шатун підвішений на лінійних підшипниках і може вільно коливатися разом з поршнями в корпусі. Поршні поміщені в циліндри двигуна внутрішнього згоряння. Продування циліндрів здійснюється через продувні вікна, під дією невеликого надлишкового тиску, створюваного в предпускній камері. При зворотно-поступальному русі шатуна, а разом з ним і поршнів компресора, повітря під тиском подається в ресивер компресора.




Мал. 5. Лінійний компресор.


Робочий цикл в двигуні здійснюється за два такти.


5. Такт стиску. Поршень переміщається від нижньої мертвої точки поршня до верхньої мертвої точки поршня, перекриваючи спочатку продувні вікна. Після закриття поршнем продувних вікон, відбувається вприскування палива верб циліндрі починається стиск горючої смесі.В предпускній камері під поршнем створюється розрядження, під дією якого через що відкривається клапан надходить повітря в предпускній камеру.
   

   2. Такт робочого ходу. При положенні поршня близько верхньої мертвої точки, стисла робоча суміш запалюється електричною іскрою від свічки, в результаті чого температура і тиск газів різко зростають. Під дією теплового розширення газів поршень переміщується до нижньої мертвої точки, при цьому розширюються гази здійснюють корисну роботу. Одночасно, поршень створює високий тиск в предпускній камері. Під дією тиску клапан закривається, не даючи, таким чином, повітрю потрапити у впускний колектор.
   

   Система вентиляції
   

   При робочому ході в циліндрі, рис. 6 робочий хід, поршень під дією тиску в камері згоряння, рухається у напрямку стрілки. Під дією надлишкового тиску в предпускній камері, клапан закритий, і тут відбувається стиснення повітря для вентиляції циліндра. При досягненні поршнем (компресійними кільцями) продувних вікон, рис. 6 вентиляція, тиск в камері згоряння різко падає, і далі поршень з шатуном рухається за інерцією, тобто маса рухомої частини генератора грає роль маховика в звичайному двигуні. При цьому повністю відкриваються продувні вікна і стиснене в предвпускной камері повітря, під дією різниці тисків (тиск в предпускній камері і атмосферний тиск), продуває циліндр. Далі, при робочому циклі в протилежному циліндрі, здійснюється цикл стиснення.
   

   При русі поршня в режимі сжатіясжатія, рис. 6 стиск, поршнем закриваються продувні вікна, здійснюється уприскування рідкого палива, в цей момент повітря в камері згоряння знаходиться під невеликим надлишковим тиском початку циклу стиснення. При подальшому стисненні, як тільки тиск стисливої \u200b\u200bгорючої суміші стане рівним опорного (заданому для даного виду палива), на електроди свічки запалювання буде подано електричну напругу, відбудеться запалювання суміші, почнеться робочий цикл і процес повториться. При цьому двигун внутрішнього згоряння представляє собойтолько два співвісних і протилежно розміщених циліндра і поршня, пов'язаних між собою механічно.
   

   
   

   Мал. 6. Система вентиляції лінійного двигуна.
   

   Паливний насос
   

   Привід паливного насоса лінійного електрогенератора, являє собою кулачкову поверхню, затиснуту між роликом поршня насоса і роликом корпусу насоса, рис. 7. Кулачкова поверхню здійснює зворотно поступальний рух разом з шатуном двигуна внутрішнього згоряння, і розсовує ролики поршня і насоса при кожному такті, при цьому поршень насоса рухається щодо циліндра насоса і відбувається виштовхування порції палива до форсунки уприскування палива, на початку циклу стиснення. При необхідності змінити кількість виштовхує за один такт палива, здійснюється поворот кулачковою поверхні щодо поздовжньої осі. При повороті кулачковою поверхні відносно поздовжньої осі, ролики поршня насоса і ролики корпусу насоса, будуть розсуватися або зрушуватися (в залежності від напрямку обертання) на різну відстань, зміниться хід поршня паливного насоса і зміниться порція виштовхує палива. Поворот поступально рухається кулачка навколо своєї осі, здійснюється за допомогою нерухомого вала, який заходить в зачеплення з кулачком за допомогою лінійного підшипника. Таким чином, кулачок рухається зворотно-поступально, а вал залишається нерухомим. При повороті вала навколо своєї осі, здійснюється поворот кулачковою поверхні навколо своєї осі і хід паливного насоса змінюється. Валізмененія порції впорскування палива, приводиться в рух кроковим двигуном або вручну.
   

   
   

   Мал. 7. Паливний насос лінійного електрогенератора.
   

   Привід паливного насоса лінійного компресора, являє собою також кулачкову поверхню, затиснуту між площиною поршня насоса і площиною корпусу насоса, рис. 8. Кулачкова поверхню здійснює зворотно-обертальний рух разом з валом шестерні синхронізації двигуна внутрішнього згоряння, і розсовує площині поршня і насоса при кожному такті, при цьому поршень насоса рухається щодо циліндра насоса і відбувається виштовхування порції палива до форсунки уприскування палива, на початку циклу стиснення . При роботі лінійного компресора немає необхідності міняти кількість виштовхує палива. Робота лінійного компресора мається на увазі тільки в парі з ресивером - накопичувачем енергії, який може згладжувати піки максимального навантаження. Тому доцільно виводити двигун лінійного компресора тільки на два режими: режим оптимального навантаження і режим холостого ходу. Перемикання між цими двома режимами здійснюється за допомогою електромагнітних клапанів, системою управління.
   

   
   

   Мал. 8. Паливний насос лінійного компресора.
   

   система пуску
   

   Система пуску лінійного двигуна здійснюється, як і у звичайного двигуна, за допомогою електроприводу і накопичувача енергії. Пуск звичайного двигуна відбувається за допомогою стартера (електроприводу) і маховика (накопичувача енергії). Пуск лінійного двигуна здійснюється за допомогою лінійного електрокомпрессора і пускового ресивера, рис. 9.
   

   
   

   Мал. 9. Система пуску.
   

   При пуску, поршень пускового компресора, при подачі живлення, поступально рухається за рахунок електромагнітного поля обмотки, а потім пружиною повертається в початковий стан. Після накачування ресивера до 8 ... 12 атмосфер, харчування знімається з клем пускового компресора і двигун готовий до запуску. Пуск відбувається шляхом подачі стисненого повітря в предвпускние камери лінійного двигуна. Подача повітря здійснюється за допомогою електромагнітних клапанів, роботою яких керує система управління.
   

   Так як система управління не має інформації, в якому становищі перебувають шатуни двигуна, перед пуском, то подачею високого тиску повітря в предпускній камери, наприклад, крайніх циліндрів, поршні гарантовано пересуваються в початковий стан перед запуском двигуна.
   

   Потім проводиться подача високого тиску повітря в предпускній камери середніх циліндрів, таким чином, проводиться вентиляція циліндрів перед запуском.
   

   Після цього проводиться подача високого тиску повітря знову в предпускній камери крайніх циліндрів, для запуску двигуна. Як тільки почнеться робочий цикл (датчик тиску покаже високий тиск в камері згоряння, відповідне робочого циклу), система управління, за допомогою електромагнітних клапанів припинить подачу повітря від пускового ресивера.
   

   система синхронізації
   

   Синхронізація роботи шатуновлінейного двигуна здійснюється за допомогою синхронизирующей шестерні і пари зубчастих рейок, рис. 10, прикріплених до рухомої частини муздрамтеатру генератора або поршнів компрессора.Зубчатая шестерня одночасно є приводом масляного насоса, за допомогою якого здійснюється примусове змащування вузлів тертьових деталей лінійного двигуна.
   

   
   

   Мал. 10. Синхронізація роботи шатунів електрогенератора.
   

   Зменшення маси муздрамтеатру і схеми включення обмоток електрогенератора.
   

   Генератор лінейногобензогенератора є синхронну електричну машину. У звичайному генераторі ротор здійснює обертальний рух, і маса рухомої частини муздрамтеатру не є критичною. У лінійному генераторі рухома частина муздрамтеатру здійснює зворотно-поступальний рух разом з шатуном двигуна внутрішнього згоряння, і висока маса рухомої частини муздрамтеатру робить роботу генератора неможливою. Необхідно знайти спосіб зменшення маси рухомої частини муздрамтеатру генератора.
   

   
   

   Мал. 11. Генератор.
   

   Для зменшення маси рухомої частини муздрамтеатру, необхідно зменшити його геометричні розміри, відповідно зменшиться обсяг і маса, рис 11. Але тоді магнітний потік перетинає тільки обмотку в одній парі вікон замість п'яти, це рівнозначно, що магнітний потік перетинає провідник в п'ять разів коротше, відповідно , і виходноенапряженіе (потужність) зменшитися в 5 разів.
   

   Для компенсації зменшення напруги генератора необхідно додати кількість витків в одному вікні, таким чином, щоб довжина провідника силовий обмотки стала такою ж, як і в початковому варіанті генератора, рис 11.
   

   Але щоб більша кількість витків лягло в вікні з незмінними геометричними розмірами, необхідно зменшити поперечний переріз провідника.
   

   При незмінному навантаженні і вихідній напрузі, теплове навантаження, для такого провідника, в цьому випадку збільшиться, і побільшає оптимальної (струм залишився такімже, а поперечний переріз провідника зменшилася майже в 5 разів). Це було б в тому випадку, якщо обмотки вікон з'єднані послідовно, тобто коли струм навантаження протікає через все обмотки одночасно, як в звичайному генераторе.Но якщо до навантаження поперемінно підключати тільки обмотку пари вікон, яку в даний момент перетинає магнітний потік, то ця обмотка за такий короткий проміжок часу, не встигне перегрітися, тому що теплові процеси інерційні. Тобто необхідно поперемінно підключати до навантаження тільки ту частину обмотки генератора (пару полюсів), яку перетинає магнітний потік, решту часу вона повинна остигати. Таким чином, навантаження весь час включена послідовно тільки з однією обмоткою генератора.
   

   При цьому чинне значення струму, що протікає через обмотку генератора, не перевищить оптимальної величини, з точки зору нагрівання провідника. Таким чином, можна значно, більш ніж в 10 разів, знизити масу не тільки рухомої частини муздрамтеатру генератора, а й масу нерухомої частини муздрамтеатру.
   

   Комутація обмоток здійснюється за допомогою електронних ключів.
   

   Як ключі, для поперемінного підключення обмоток генератора до навантаження, використовуються напівпровідникові прилади - тиристори (сімістори).
   

   Лінійний генератор, це розгорнутий звичайний генератор, рис. 11.
   

   Наприклад, при частоті відповідної 3000 цикл / хв і час шатуна 6 см, кожна обмотка буде нагріватися протягом 0.00083 сек, струмом в 12 разів перевищує номінальний, решту часу - майже 0,01 сек, ця обмотка буде охолоджуватися. При зменшенні робочої частоти, час нагрівання буде збільшуватися, але, відповідно, буде зменшуватися струм, який тече через обмотку і через навантаження.
   

   Симистор це вимикач (може замикати або розмикати електричний ланцюг). Замикання і розмикання відбувається автоматично. При роботі, як тільки магнітний потік почне перетинати витки обмотки, то на кінцях обмотки з'являється індуковане електричне напруга, це призводить до замикання електричного кола (відкриванню симистора). Потім, коли магнітний потік перетинає витки наступної обмотки, то падіння напруги на електродах сімісторапріводіт до розмикання електричного кола. Таким чином, в кожен момент часу, навантаження весь час включена, послідовно, тільки з однією обмоткою генератора.
   

   На рис. 12 показаний складальний креслення генератора без обмотки збудження.
   

   Більшість деталей лінійних двигунів, утворені поверхнею обертання, тобто мають циліндричні форми. Це дає можливість виготовляти їх за допомогою найдешевших і піддаються автоматизації токарних операцій.
   

   
   

   Мал. 12. Складальний креслення генератора.
   

   Математична модель лінійного двигуна
   

   Математична модель лінійного генератора будується на основі закону збереження енергії і законів Ньютона: в кожен момент часу, при t 0 і t 1, повинно забезпечуватися рівність сил діючих на поршень. Через малий проміжок часу, під дією результуючої сили, поршень переміститься на деяку відстань. На цьому короткому ділянці приймаємо, що поршень рухався равноускорено. Значення всіх сил зміняться відповідно до законів фізики і обчислюються за відомими формулами
   

   Всі дані автоматично заносяться в таблицю, наприклад в програмі Excel. Після цього t 0 присвоюються значення t 1 і цикл повторюється. Тобто ми виробляємо операцію логарифмування.
   

   Математична модель являє собою таблицю, наприклад, в програмі Excel, і складальне креслення (ескіз) генератора. На ескізі проставлені НЕ лінійні розміри, а координати осередків таблиці в Excel. У таблицю вносяться відповідні передбачувані лінійні розміри, і програма обчислює і будує графік руху поршня, в віртуальному генераторі. Тобто, підставивши розміри: діаметр поршня, обсяг предвпускной камери, хід поршнів до продувних вікон і т. Д., Ми отримаємо графіки залежності пройденої відстані, швидкості і прискорення руху поршня від часу. Це дає можливість віртуально прорахувати сотні варіантів, і вибрати найоптимальніший.
   

   Форма обмотувальних проводів генератора.
   

   Шар проводів одного вікна лінійного генератора, на відміну від звичайного генератора, лежить в одній закрученої по спіралі площині, тому обмотку простіше намотувати проводити не круглого перетину, а прямокутного, тобто обмотка являє собою закручену по спіралі мідну пластину. Це дає можливість підвищити коефіцієнт заповнення вікна, а також значно збільшити механічну міцність обмоток. Слід враховувати, що швидкість шатуна, а значить і рухомої частини муздрамтеатру, не однакова. Це означає, що лінії магнітної індукції перетинають обмотку різних вікон з різними швидкостями. для повного використання обмотувальних проводів, кількість витків кожного вікна, повинно відповідати швидкості магнітного потоку біля цього вікна (швидкості шатуна). Кількість витків обмоток кожного вікна вибирається з урахуванням залежності швидкості шатуна від відстані, пройденого шатуном.
   

   Також для більш рівномірного напруги генерованого струму, можна намотувати обмотку кожного вікна мідною пластиною різної товщини. На ділянці, де швидкість шатуна не велика, намотування здійснюється пластиною меншої товщини. У вікно поміститься більшу кількість витків обмотки і, при меншій швидкості шатуна на цій ділянці, генератор буде видавати напругу порівнянне з напругою струму на більш «швидкісних» ділянках, хоча генерований струм буде значно нижче.
   

   Застосування лінійного електрогенератора.
   

   Основне застосування описаного генератора - джерело безперебійного живлення на підприємствах невеликої потужності, що дозволяє підключеному устаткуванню тривалий час працювати при пропажі напруги, або при виході його параметрів за допустимі норми.
   

   Електрогенератори можуть застосовуватися для забезпечення електричною енергією промислового та побутового електрообладнання, в місцях відсутності електричних мереж, а також в якості силового агрегату для транспортного засобу (гібридний автомобіль), В як мобільний генератора електричної енергії.
   

   Наприклад, генератор електричної енергії у вигляді дипломата (валізи, сумки). Користувач бере з собою в місця, де немає електричних мереж (будівництво, похід, заміський будинок, і т. Д.) При необхідності, натиснувши на кнопку «пуск», генератор запускається і живить електричною енергією підключені до нього електричні прилади: електроінструмент, побутові прилади. Це звичайний джерело електричної енергії, тільки набагато дешевше і легше аналогів.
   

   Застосування лінійних двигунів дає можливість створити недорогий, простий в експлуатації і управлінні, легкий автомобіль.
   

   Транспортний засіб з лінійним електрогенератором
   

   Транспортний засіб з лінійним електрогенератором є двомісний легкий (250 кг) автомобіль, рис. 13.
   

   
   

   Рис.13. Автомобіль з лінейнимбензогенератором.
   

   При управлінні не потрібно перемикати швидкості (дві педалі). За рахунок того, що генератор може розвивати максимальну потужність, навіть, при «рушанні» з місця (на відміну від звичайного автомобіля), то розгінні характеристики, навіть при невеликих потужностях тягового двигуна, мають кращі показники ніж аналогічні характеристики звичайних автомобілів. Ефект посилення керма і системи ABS досягається програмно, так як все необхідне «залізо» вже є (привід на кожне колесо дозволяє управляти обертовим або гальмівним моментом колеса, наприклад, при повороті керма перерозподіляється крутний момент між правим і лівим рульовим колесом, і колеса повертаються самі, водій тільки дозволяє їм повертатися , тобто управління без зусиль). Блокова компоновка дозволяє компонувати автомобіль за бажанням споживача (можна без праці за кілька хвилин замінити генератор на більш потужний).
   

   Це звичайний автомобіль тільки набагато дешевше і легше аналогів.
   

   Особливості-простота управління, дешевизна, швидкий набір швидкості, потужність до 12 кВт, привод на всі колеса (автомобіль підвищеної прохідності).
   

   Транспортний засіб із запропонованим генератором, через специфічної форми генератора, має дуже низький центр тяжіння, тому матиме високу стійкість при русі.
   

   Також такий транспортний засіб буде мати дуже високі розгінні характеристики. У запропонованому транспортному засобі може використовуватися максимальна потужність силового агрегату при всьому діапазоні швидкостей.
   

   Розподілена маса силового агрегату не навантажує кузов автомобіля, тому його можна зробити дешевим, легким і простим.
   

   Тяговий двигун транспортного засобу, в якому в якості силового агрегату використовується лінійний електрогенератор, повинен задовольняти таким умовам:
   

   Силові обмотки двигуна повинні безпосередньо, без перетворювача, підключатися до клем генератора (для збільшення коефіцієнта корисної дії електричної трансмісії і зменшення ціни перетворювача струму);
   

   Швидкість обертання вихідного вала електродвигуна повинна регулюватися в широкому діапазоні, і не повинна залежати від частоти роботи електрогенератора;
   

   Двигун повинен мати високу напрацювання на відмову, тобто бути надійним в роботі (не мати колектора);
   

   Двигун повинен бути недорогим (простим);
   

   Двигун повинен мати високий крутний момент при низькій частоті обертання вихідного вала;
   

   Двигун повинен мати невелику масу.
   

   Схема включення обмоток такого двигуна показана на рис. 14. Шляхом зміни полярності живлення обмотки ротора отримуємо крутний момент ротора.
   

   Також шляхом зміни величини і полярності харчування обмотки ротора вводиться ковзання обертання ротора щодо магнітного поля статора. Управлінням струму живлення обмотки ротора, відбувається управління ковзанням, в діапазоні від 0 ... 100%. Потужність харчування обмотки ротора становить, приблизно, 5% від потужності двигуна, тому перетворювач струму треба робити не для всього струму тягових двигунів, а тільки для їх струму збудження. Потужність перетворювача струму, наприклад, для бортового електрогенератора 12 кВт, становить всього 600 Вт, причому ця потужність розділена на чотири канали (для кожного тягового двигуна колеса свій канал), тобто потужність кожного каналу перетворювача складає 150 Вт. Тому невисокий коефіцієнт корисної дії перетворювача не зробить істотного впливу на ККД системи. Перетворювач може бути побудований за допомогою малопотужних, дешевих напівпровідникових елементів.
   

   Струм з висновків електрогенератора без всяких перетворень подається на силові обмотки тягових електродвигунів. Перетворюється тільки струм збудження, таким чином, щоб він завжди знаходився в протифазі з струмом силових обмоток. Так як струм збудження становить всього 5 ... 6% від всього струму, споживаного тяговим електродвигуном, то перетворювач необхідний на потужність 5 ... 6% від всієї потужності генератора, що значно знизить ціну і вагу перетворювача і підвищить коефіцієнт корисної дії системи. В цьому випадку, перетворювача струму збудження тягових двигунів необхідно «знати», в якому становищі знаходиться вал двигуна, щоб в кожен момент часу на обмотки збудження подавати струм для створення максимального крутного моменту. Датчиком положення вихідного вала тягового двигуна є абсолютнийенкодер.
   

   
   

   Рис.14. Схема включення обмоток тягового двигуна.
   

   Застосування лінійного електрогенератора, в якості силового агрегату транспортного засобу дозволяє створити автомобіль блокової компоновки. При необхідності, можна за кілька хвилин поміняти великі вузли і агрегати, рис. 15, а також застосувати кузов з найкращим обтіканням, так як у малопотужного автомобіля немає резерву потужності для подолання опору повітря через недосконалість аеродинамічних форм (через високий коефіцієнта опору).
   

   
   

   Рис.15. Можливість блокової компоновки.
   

   Транспортний засіб з лінійним компресором
   

   Транспортний засіб з лінійним компресором являє собою двомісний легкий (200 кг) автомобіль, рис. 16. Це більш простий і дешевий аналог автомобіля з лінійним генератором, але з більш низьким ККД трансмісії.
   

   
   

   Рис.16. Пневмопривод автомобіля.
   

   
   

   Рис.17. Управління приводами коліс.
   

   Як датчик швидкості обертання колеса використовується інкрементальнийенкодер. Інкрементальнийенкодер мають імпульсний вихід, при повороті на певний кут на виході генерується імпульс напряженія.Електронная схема датчика, «підраховує» кількість імпульсів за одиницю часу, і записує цей код в вихідний регістр. При «подачі» системою управління коду (адреси) даного датчика, електронна схема енкодера, в послідовному вигляді видає код з вихідного регістра, на інформаційний провідник. Система управління зчитує код датчика (інформацію про швидкість обертання колеса) і за заданим алгоритмом виробляє код для управління кроковим двигуном виконавчого механізму.
   

   висновок
   

   Вартість транспортного засобу, для більшості людей, становить 20 ... 50 місячних заробітків. Люди не можуть собі дозволити придбати новий автомобіль за 8 ... 12 тис $, а на ринку немає автомобіля в ціновому діапазоні 1 ... 2 тис $. Використання лінійного електрогенератора або компресора, в якості силового агрегату автомобіля, дозволяє створити просте в експлуатації, і недороге транспортний засіб.
   

   Сучасні технології виробництва друкованих плат, І асортимент продукції, що випускається електронної продукції, дозволяє зробити майже всі електричні з'єднання за допомогою двох проводів - силового і інформаційного. Тобто не виробляти монтаж з'єднання кожного окремого електричного приладу: датчиків, виконавчих і сигнальних пристроїв, а під'єднати кожен прилад до загального силового, і загального інформаційного проводу. Система управління, по черзі, виводить коди (адреси) приладів, в послідовному коді, на інформаційний провід, після чого очікує інформацію про стан приладу, теж в послідовному коді, і по цій же лінії. На підставі цих сигналів система управління формує коди управління для виконавчих і сигнальних пристроїв і передає їх, для перекладу виконавчих або сигнальних пристроїв в новий стан (при необхідності). Таким чином, при монтажі або ремонті кожен пристрій необхідно з'єднати з двома проводами (ці два дроти є загальними для всіх бортових електроприладів) і електричної масою.
   

   Для зниження собівартості, а відповідно і ціни продукції для споживача,
   

   необхідно спростити монтаж і електричні з'єднання бортових приладів. Наприклад, при традиційному монтажі, для включення заднього габаритного вогню, необхідно замкнути, за допомогою вимикача, електричний ланцюг харчування освітлювального приладу. Ланцюг складається з: джерела електричної енергії, з'єднувального проводу, порівняно потужного вимикача, електричного навантаження. Кожен елемент ланцюга, крім джерела живлення, вимагає індивідуального монтажу, недорогий механічний вимикач, має низьку кількість циклів «включення-виключення». При великій кількості бортових електроприладів, ціна монтажу і сполучних проводів зростає пропорційно кількості пристроїв, підвищується ймовірність помилки через людський фактор. При великосерійному виробництві простіше управління приладами і зчитування інформації з датчиків зробити по одній лінії, а не поіндівідуальной, для кожного приладу. Наприклад, для включення заднього габаритного вогню, в цьому випадку, необхідно доторкнутися до сенсорного датчика дотику, схема управління сформує код управління для включення заднього габаритного вогню. На інформаційний провід буде виведений адресу пристрою включення заднього габаритного вогню і сигнал на включення, після чого замкнеться внутрішній ланцюг харчування заднього габаритного вогню. Тобто електричні ланцюги формуються комплексно: автоматично при виробництві друкованих плат (наприклад, при монтажі плат на SMD лініях), та шляхом електричного з'єднання всіх приладів з двома загальними проводами і електричної «масою».
   

   Список літератури
   

   1. Довідник з фізики: Кухлінг Х. Пер. з нім. 2-е изд. - М .: Світ, 1985. - 520 с., Іл.
   2. Газова турбіна на залізничному транспорте.Бартош Е. Т. Вид-во «Транспорт», 1972, стор. 1-144.
   3. Креслення - Хаскин А. М. 4 - е изд., Перрераб. І доп. - .: Віщашк. Головне вид - во, 1985. - 447 с.
   4. Сімістори і їх застосування в побутовій електроапаратурі, Ю. А. Євсєєв, С. С. Крилов. 1990.
   5. Щомісячний рекламно-інформаційний журнал «Електротехнічний ринок» №5 (23) сентябрь-жовтень 2008.
   6. Проектування автотракторних двигунів. Р. А. Зейнетдінов, Дьяков І. Ф., С. В. Яригін. Навчальний посібник. Ульяновськ: УлГТУ, 2004.- 168 с.
   7. Основи перетворювальної техніки: навчальний посібник для вузів / О. З. Попков. 2-е изд., Стереот. - М .: Видавничий дім МЕІ, 2007. 200 с .: іл.
   8. Основи промислової електроніки: Підручник для неелектротехн. спец. вузів В.Г.. Герасимов, О. М. Князьков, А Е. Краснопольський, В.В. Сухоруков; під ред. В.Г. Герасимова. - 3-е изд., Перераб. і доп. - М .: Вища. шк., 2006. - 336 с., іл.
   9. Двигун внутрішнього згорання. Теорія і розрахунок робочих процесів. 4-е изд., Переробці, і дополн. Під загальною редакцією А.С. Орліна і М.Г. Круглова. М .: Машинобудування. 1 984.
   10. Електротехніка та електроніка в 3-х кн. Під ред. В.Г. Герасимова Кн.2. Електромагнітні пристрої та електричні машини. - М .: Вища шк. - 2007 р
   11. Теоретичні основи електротехніки. Учеб.для вузів. У трьох т. Під общ.ред. К.М.Поліванова. Т.1. К.М.Поліванов. Лінійні електричні ланцюги із зосередженими постійними. М.: Енергія, 1972. -240с.