Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Применение постоянных магнитов в электромеханических системах

..pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
7.2 Mб
Скачать

- з г -

Р ис.2. Модификация 2 МЭО

что на внешней поверхности магнитопровода б установлены дополни­ тельные магниты 7, которые создают необходимый градиент распреде­ ления магнитного поля в радиальном направлении, чтобы компенсиро­ вать уводящий момент от изменения плеча приложёния электромагнит­ ных сил при смешении подвижной пасти.

Модификация 3 МЭО (рис.З) конструктивно отличается от рас­ смотренных выше формой замыкающего магнитопровода. Магнитная сисстема подвижной части такой опоры состоит из четырех независимых, частей, каждая из которых включает в себя секторный П-обраэный магнитопровод 4 , на котором устанавливаются верхний 5 и нижний б постоянные магниты. Такая конфигурация магнитной системы позволяет обеспечить независимое создание электромагнитных сил по осям X ,

У и 2 , а также существенно уменьшить.влияние полей рассеяния на точностные характеристики МЭО центрирования.

Магнитопроводы магнитных систем всех трех модификаций МЭО выполнены из сплава 50Н (его характерные особенности: повышенная индукция насыпенил 1,5 Тл, а также максимальная проницаемость -

Рис.З, Модификация 3 МЭО

С!ч$69 до 0,119 Т л *м /А [21), а постоянные магниты т йе сплава ['ЛК*- ?6. Необходимость применения сплава ПЛК-78 в МЭО центрирова­

ния :'обусловлена

большим значением магнитной

энергии ( Щпах =

* 4>,5 кДж/м3 ),

хорошей темгературной С сС3

« -0 ,1 5 ^Ю-3

И в^менной

стабильностью[зЗ* Кроме того,

реализовать

в МЭО

фяд Специальных требований - уводящиймомент но

белое

8

ё1 0 “^®Н*11»

стабильность

уводящего момента не хуже-8в10“ ^

Н*м за

100 ч -

йогно только

с

магнитами кс сплава ПЛК-78,

так

как этот

сплав

позволяет проводить частичное размагничивание от, ;лы;ых магнитов до определенного магнитного состояния с погрешностью не более

I -2^ и получать высокую степень симметрии магнитной системы.. Данная работа ставила своей целью экспериментальное исследо­

вание

параметров

стабильности

характеристик и погрешностей дат­

чиков

сил и момента МЭО центрирования по следующей программе:

-

определение силовых характеристик ДС у , ДС2

и мсыекгных

характеристик при токах в обмотках

управления 1уПр

я 0-50 мА;

 

подбор

компенсационных резисторов к у ,

шунтированием

катушки управления ДСу , ДС2 ,

момент которой совпадает по направ-.

лению с уводящиг моментом, что

позволяет

свести

к минимуму уво­

дящий момент,

создаваемый ДСу

, ДС2.

 

 

 

 

 

-

определение крутизны родящего момента ДСУ

ДС2 по пе­

ремещению при

1угр в 0-50 мА,

смещениях по

осям АХ =АУ=А2=

в ^ 0,05 мм и углозых перемещениях а

= - 12°;

 

ДС2

-

определение стабильности уводящего момента ДСу*

при температурных воздействиях и 1 уПр -

0,1 -2

мА;

 

 

-

определение влияния внешних магнитных полей (переменных и

постоянных)

на уводящий момент Дру , ДС2

при токах в

обмотках

управления

I тр =

0-й мА:

 

 

 

 

 

 

-

измерение распределения

магнитного поля в

зазоре МЭО

преобразователями Холла (тип ПХЭ 660 1183)

Параметры и характеристики МЭО центрирования при токах в об­ мотках от 2 до 50 мА определялись с помощью моментомера ЦД.1-70. При этом подвижная часть опор закреплялась на коромысле моменто­ мера, угол отклонения (момент) фиксировался ответным оптическим устройством. При токах от нуля до 2 мА использовался измеритель нестабильности крутизны (ИНЮ моментов* построенный на дифферен­ циальном (разностном) методе измерения моментов эталонной и иссле­ дуемойопор. Этот микромоментомер содержит подвеску на аксиальных

растяжках,два посадочных места для

эталонной и испытуемой опор|

Два координатных стола, преобразователь некомпенсации фотоэлек­

трического типа, а сам компенсатор

выполнен магнитоэлектрич^кюл^

с двумя постоянными магнитами. Потэог чувствительности ИпК при изме­ рении моментов не превышает а для ПД^А—70 - Х’ КГ^Н'м. Исследовались по три образца каждой модификации подвижной части МЭО; при этом статор, на котором расположены Ьбмсткп управления ДСу , ДС2 и ДД оставался неизменным'.

Для определения <зависимости нестабильности уьодщ его момег

та МЭО от температурных воздействий нами разработано приспособ­ ление: цилиндрический корпус, на внутрэнней стороне которого'за­ креплены по. четь-ре пары нагревател? ных резисторов типа ПЭВ-10 номиналом 8?- Ом ^погрешностью * Ъ% и медных катушек термсдат- чик-оэ. И катушки; и резисторы соединены последовательно. Кру­ тизна характеристики термодатчика (зависимости сопротивлении от температуры внутри приспособления, куда помещались исследуемые

опоры)составила 0,768 Эм/°С. При исследования:: вводился усредне­ ний коэффициент нестабильности уводящего момента при изменении температуры

 

*т * к 2-тйР*

 

 

где Мм? -

п

1-1 йЬс

 

 

значение

уводящего момента I -г о

испытания, Н*м;

л -

количество

испытаний; Дё^ ^'Ь^^'Ьанр ■»

“ изменение

темпе­

ратуры й температура знутри приспособления, для проведения данных испытаний: Ё0Нр - температура окружающей среды. Это обусловлено тем, итс к системе терморегулирования поиборов, в которых исполь­

зуются исследуэ?лыэ опоры,предъявляются высокие требования по точ­ ности поддержания температуры внутри корпуса прибора (* 0,1 ^ ) . Чувствительность же контрольно-измерительной аппаратуры позволяет

получить достоверные результаты

по нестабильности уводящего мо­

мента только при перегреве Дё •*

10-15 °С. Коэффициент ЛУ для

первой и второй модификаций МЭО

составляет 0 ,8 -1 < Г ^ Н*м/°С, а

третьей - 1 ,7 ‘ Ю ”10 Нлм/°С, При

этом зависимость Мущ ={(ДЁ)

(рис.4) нелинейная, близка к зависимости магнитной проницаемости сплава 5СЯ от температуры при нагреве[2 ].

Распределение магнитного поля в радиальном направлении под внешними магнитами полюсов магнитных систем МЭО приведено на рис .5

(при экспериментах преобразователь Холла,

магнитна)? чувствитель­

ность

которого

при токе 1упр

- 50 мА.

равна 50 В/Тл, находил­

ся на расстоянии 0,5 мм от поверхности

магнитов), а в аксиальном -

на рис.6. Среднее значение магнитной индукции для первой моди­

фикации МЭО составило

ВСр = 0Д475

Тл,

второй - 0,183 Тл, тре­

тьей

0,193

Тл, а разброс

Вср от

полюса к полюсу достигает

3* для второй модификации МЭО и 7% для первой и третьей.

 

Зависимости Муа ~ / (Н) МЭО при токе

в обмотке управления

ДО у (ДО^ ) 1упр — 0.635

мА и воздействии

внешнего постоянного

магнитного поля вдоль

осей

У

и 2.

и представлены на рис.7а, а

вдоль

оси

X

- на рис.76. На рис.4-7

номера кривых соответствуют

модификациям 1 ,2 ,3 МЭО.

Влияния'переменного магнитного поля

на точностные

характеристи­

 

 

 

 

ки МЭО центрирования

обна­

 

 

 

 

ружить не удалось. Следова­

 

 

 

 

тельно,

можно утверждать,

 

 

 

 

что уводгдкй момент - ре­

 

 

 

 

зультат

воздействия

пере­

 

 

 

 

менного магнитного

поля

 

 

 

 

( Нвн -

3 ,4

А/см,

=

 

 

 

 

е 50-400 Гц) - меньше чу­

 

 

 

 

вствительности

применяемой

 

 

 

 

контрольно-изгерительной

 

 

 

 

аппаратуры,

т . е . Мув <

 

 

 

 

< М

0 ' 1 0 'Н-м.

 

 

 

 

 

 

 

Другие

характеристики

 

 

 

 

л паролетры исследованных

 

 

 

 

МЭО

центрирования приве­

 

 

 

 

дены

в т

а

б

л

и

ц е

. ___________________________________

По результатам работы можно

О

Ю

20

30 Дё°,0

сделать

следующие выводы:.

Рис.4 . о^яу.ъшост:ъ Муд=-{(3$)п? и

 

1)

характеристики Мур-

~^(1ут)Датчиков сил и М- %упр = 3^35 мА

-ШуПр) датчика момента моди­ фикации 3 МЭО по сравнению с аналогичными характеристики моди­

фикаций

2,1 более приемлемы;

 

2)

внешнее постоянное магнитное поле оказывает наибольшее

 

воздействие на МЭО модификации 2 (уводящий момент, возпикаший

 

при этом

, в 3 раза больше уводящего момента МЭО модификации 1

и

в 27 раз

больше момента МЭО модификации 2, что объясняется эк­

ранирующим действием внешнего цилиндрического полого магнитопро-

вода I

(см.рис Л ;2) в магнитных системах МЭО модификаций X и 2 );

3 )

влияния переменного магнитного поля на характеристики всех

модификаций МЭО

обнаружить не удалось;

4)

влияние

температуры на характеристик:: МЭО модификации 3

более значительно, чем на характеристики МЭО модификаций 1,2

(средний коэффициент нестабильности уводящего момента МЭО модифи­ кации 3 приблизительно в 2 раза больше аналогичного параметра МЭО модификаций’! , 2 ) . Предположительно, это связано с экранирующим дейстсием магнитол?овода Т, как и з случае 2;

Рис,7. зависимость МУ0= НН) МЭО

 

 

 

Параметр

 

 

Модификация МЭО

 

 

 

 

 

 

I

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Крутизна^хе^адтеристули Р = Т ( 1 уПр )

0,7848

1,0326

1,1275

Крутиэча характеристики М

- / ( 1 , . „ п )-

0,С02

0,0025

0,0027

Дд, Н-к/А

 

 

 

 

упр'

 

 

 

С^поотиздекие

коупенсаци"

го

4,175

7,65

27

резистора. кСм

 

 

 

 

 

 

Крутизна

уводящего

момента ДСу(ДС2)

 

 

 

I Т ‘1

*м/мкм, при

г

= 9,61‘10'^Н и

 

 

 

смешении

направления действия силы

1

8

7

вдоль

16

перпендикулярном направлению дей100

16

9

стви

илы

 

 

 

 

|4

7

4

.. по

оси МЗО

 

 

 

 

Крутизна узодячего момента ДСу( ДС2 \ 13

12,5

3

Л О “^Н*м/угл.с,п?и ^ =9,61*10_и,Н

 

 

 

|и угловом

смещении

 

 

 

 

 

Уводящий мсмек-т ДСу(ДС2) ДО^Н -м ,

 

 

 

при воздействии внешнего постоян­

 

 

 

ного магнитного поля(Я^ / 7

=10^А/м)

44

5

137 ■

по ос.-'м У, 1

 

 

 

по

ос’4

X

 

 

 

 

5

4,2

54

Уводящий момент ДСуСДО^),

Ю ^Н -м ,

 

 

 

при I

уПр

= 40 мА и линейных пере­

 

 

 

мещениях У

2

= -0,05

мм

 

 

 

без Яком

 

 

 

 

75

28

17,5

с

& ном

 

 

 

 

16

3,5

3,2

Активные

 

сзггэотивленил, Ом, об­

 

 

 

моток

управления 1430

 

 

 

 

 

 

|" первая секция

 

114,5

114,5

114,5

ДС^

*: вторая

секция

 

115,7

115,7

115,7

 

 

1 общее

 

 

 

230,2

230,2

230,2

 

 

Г первая секция

 

1X3,5

113,5

113,5

ДСу

 

вторая

секция

 

113,4

И З ',4

1X3,4

да

 

общее

 

 

 

226,9

226,9

226,9

 

 

 

 

 

 

24,8

24,8

24,8

5) подбор сопротивления компенсационного резистора Якок шун­ тированием обмоток упрагления датчиков сил. момент которых совпа­ дает по направлению с уломентом узодгщ:_м, возникающим из-за геоме­ трической несимметрхи, обусловленной погрешностями изготовления и конотрукт /12ньо.!и особенностями м гиктных систем исследуемых опор,

а также из-за неоднородности и несимметрии г-нешних полей магнитов, (частичная размагничиванием отдельных магнитоз из сглаза Пал-78 ложно, добиться нужного магнитного состояния с погрешкост к» нэ ху­ ке 1 -2^ ), позволяет уменьшить уводящий мз:.--з:-:т МЭО модификации I

п 4,7

раза, модификации 2 - в 8 раз, модификации 2 - в 5,5 раз.

Магнитная и геометрический кеепмметрии индивидуальны для :-:а:я

д о -

модификации г'ЗО,

что и вызывает различнее уменьшение уз едя­

щего момента.

 

 

В С43 отмечается,

что один иг способов снижения уводящего мо­

мента и псаьпения его

стабильности в йсЭО центрирования чувстви­

тельного эле?дента поплавкового прибора состоит в создании констсуккпии МЭ0; обеспечивающей силу радиального направления без танген­ циальной состазлящей. Вариант такой конструкции [5 3 представлен на рис.8 . Данная опора центрирования содержит постоянные магниты

ты I з ‘ виде кольцевых секторов, намагниченных в тангенциальном направлении. Каждая пара магнитов намагничена встречно. Соседние одноименные полюса магнитов I соединены магнит'.проводами 7, вы­ полненными также з виде кольцевых секторов. Между соседними пара­ ми магнитов I остаэяекк зазоры, в которых расположены проводники активных частей обмоток 3,6 радиального и 2 осевого центрирова­ ния. Поверхности полюсов магнитов I соседних пар, оброеенных к радиальным зазорам, имеет разную полярность и расположены в пло­ скостях,. проходящих через ось центрирования. Секторные магнито- "прозоды 7 замкнуты между собой кольцевым могнитопров-^ м 5 «ерез воздушный зазор, в котором находятся проводники активных частей

обмотки

4

углового центрирования. Проводники активных частей об­

моток 3

,6

располагаются параллельно, а обмоток 2

- перпендикуляр­

но оси центрирования. Проводники лобовых частей

обмоток 2 .3 ,4 ,6

выполнены в виде частей окружное!ей, соосных с ось» центрирова­ ния. Радиальные обмотки 3,6 при протекании по ним постоянного то­ ка взаимодействуют с полем магнитов I и создают электромагнитную силу в направлении осей 2 . У соответственно. Подвижная часть опоры центрирования, состоящая из постоянных магнитов I , магнитопроводов 5,7, крепится к ротору, а неподвижная - устанавливается

- 100 -

на статоре поплавкового прибора.

Рис.8. Новое техническое решение

МЭО центрирования

Конструкция МЭО (ри с.8) центрйровани:;

отличается от модифи­

каций 1 ,2 ,3

исследованных МЭО тем, что постоянные магниты накат'

ничены э тангенциальном направлении; проводники активных частей обмоток осевого и .радиального центрирования расположены в радиаль­ ных зазорах, а заыыкапцие магнитопроводы удалены от обмоток ради­

ального и осевого центрирования.

Все это

обеспечивает создание

электромагнитной силы радиального

и осевого центрирования без тай'

генциальной составляющей, которая

является

основной причиной

Соседние файлы в папке книги