Новый рабочий цикл двухкатушечной синхронной электромагнитной машины с инерционным реверсом бойка

Abstract

При разработке новых виброударных технологий в промышленности широкое практическое применение получили импульсные электромагнитные машины ударного действия, для которых синхронная частота механических колебаний бойка равна или кратна частоте питающей сети. Актуальность исследований обусловлена необходимостью повышения энергии удара и снижения влияния работы импульсной линейной электромагнитной машины на питающую однофазную сеть промышленной частоты. Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является разработка новых рабочих циклов электромагнитных машин и реализация новых алгоритмов управления. В качестве базовой конструкции машины рассматривается усовершенствованный вариант двухкатушечной синхронной электромагнитной машины ударного действия, предусматривающий разгон ударной массы бойка электромагнитными силами в прямом и обратном направлении за время, равное длительности одного периода напряжения. На примере двухкатушечной синхронной электромагнитной машины ударного действия с инерционным реверсом бойка рассмотрен новый рабочий цикл и реализован на уровне изобретения новый способ управления, позволяющий уменьшить влияние работы электропривода на питающую сеть. На основе баланса энергий электромеханической системы рассмотрен процесс энергопреобразования за полный рабочий цикл, учитывающий взаимодействие между всеми элементами конструкции ударного узла. Реализация нового способа управления, в сравнении с известным способом, обеспечивает снижение амплитуды тока, и уменьшение влияния работы импульсной электромагнитной машины на питающую сеть за счет подачи на катушки трех полуволн напряжения в течение времени рабочего цикла. Impact impulse linear electromagnetic machines are widely used in new vibratory impact technologies. Their head oscillation frequency is equal to or multiple of the power-line frequency. It is necessary to increase an impact energy and decrease an influence of the impulse linear electromagnetic machine on a single-phase power-line. This is an actual problem to be solved by developing perspective operating cycles and control algorithms. The paper offers a new variant of two-inductor impact synchronous electromagnetic machine. The head impact mass is accelerated back and forth by electromagnetic forces. A newly developed operating cycle is considered based on an example of the two-inductor impact electromagnetic machine with inertial head reverse, which control method is protected by the patent. This method enables reduction of electric drive influence on the power-line. The energy conversion within the total operating cycle is described with the electromechanical system energy balance with respect to interaction between all elements of the impact node construction. The use of a new control method provides a decrease of the current amplitude. It also reduces an effect of the impulse electromagnetic machine on the power-line because of three voltage half-waves applied to the inductors within an operating cycle.