Электромеханическое преобразование

Определение энергетической функции Л требует анализа всех видов энергии, присущих обобщенной модели причем выражения отдельных форм энергии следует записывать так, чтобы отразить их связь с обобщенными координатами и скоростями. В процессе электромеханического преобразования энергии участвуют две формы энергии электрическая и механическая. Электрическая энергия обусловлена электромагнитным полем, созданным совместным действием токов всех катушек, и может быть выражена так [c.59]

Энергетическую сторону процессов электромеханического преобразования удобнее исследовать не с помощью уравнений динамики (уравнения равновесия сил), а с помощью уравнений равновесия энергий или мощностей для неконсервативной системы с сосредоточенными параметрами. Уравнения баланса мощностей получаются путем умножения уравнений равновесия сил на соответствующие обобщенные скорости (уравнения для напряжений катушек умножаются на токи, а уравнения моментов —на угловую скорость). [c.62]

Несмотря на принципиальную важность, теорема Ляпунова не дает формальных правил преобразования уравнений с периодическими коэффициентами. Поэтому для выбора новой координатной системы (новых переменных) используется дополнительная информация в виде условия неизменности (инвариантности) процессов электромеханического преобразования энергии и энергетических соотношений относительно координат. Совместный учет математических условий преобразования и дополнительной информации в некоторых случаях делает выбор новой координатной системы однозначным. Иногда же выбор осуществляется путем сравнительного анализа ряда возможных координатных систем. [c.83]

При выборе новой координатной системы следует учесть, что 1) количество переменных (координат) при линейных преобразованиях остается неизменным 2) новые переменные и коэффициенты желательно получить вещественными 3) процесс электромеханического преобразования энергии определяется взаимодействием результирующих электромагнитных полей статора и ротора, оси которых не совпадают друг с другом 4) в силу допущений о линейности идеализированных моделей существует прямая пропорциональность между значениями магнитных полей, токов и напряжений 5) результирующий баланс мощности между обмотками статора и ротора должен быть неизменным в любой системе координат [1]. [c.83]

Основной особенностью ЭМУ по отношению к объектам машиностроения является большой объем задач анализа совместно протекающих и взаимно обусловленных внутренних физических процессов их работы. При этом основное электромеханическое преобразование энергии сопровождается рядом сопутствующих преобразований — электромагнитным, тепловым, механическим, вибрационным. Решение задач анализа с достаточной для практических целей точностью требует учета реально существующих взаимных связей между названными процессами. Эта особенность является чрезвычайно важной с позиций автоматизации проектирования. Вопросы анализа физических процессов занимают центральное место в принятии проектных решений практически на всех этапах проектирования ЭМУ, что обусловливает внимание к этим проблемам и необходимость их решения. Так, работы по уточнению математических моделей ЭМУ и учету с их помощью все новых эффектов (детальное распределение магнитного поля в воздушном зазоре и магнитопроводе, переходные электромагнитные и другие процессы, явления гистерезиса, вытеснения токов и и Т.Д.), проводимые в течение многих десятилетий, не только не теряют своей актуальности, но и получили новый импульс благодаря 16 [c.16]

Остановимся прежде всего на особенностях математических моделей основного для ЭМУ электромеханического преобразования энергии. [c.100]

Особенности построения математических моделей физических процессов, сопутствующих электромеханическому преобразованию энергии в ЭМУ [c.118]

В процессе проектирования ЭМУ анализ всех сопутствующих процессов и учет их проявлений должны проводиться совместно с анализом основного электромеханического преобразования. Подобный системный подход делает обоснованным поиск единого методического подхода к описанию этих взаимосвязанных процессов. Конечно, при этом необходима разная степень корректности, полноты и адекватности используемых моделей в зависимости от значимости и критичности проявлений соответствующих процессов для данного класса объектов и требований конкретного этапа проектирования. [c.118]

Математические модели в приращениях 127 тепловых процессов 118 упругих деформаций 118 электромеханического преобразования энергии 101 Машинная графика 31 Модели объекта проектирования абстрактные 14 физические 14 Моделирование испытаний 259 случайных чисел 255 [c.294]

Для измерения силы тока и напряжения по методу непосредственной оценки используются приборы с измерительным механизмом (ИМ), основанным на электромеханическом преобразовании. Во всех ИМ (за исключением электростатического ИМ) входной величиной является ток. Электроизмерительные преобразователи позволяют преобразовать электрическое напряжение в пропорциональную ему силу тока, расширить диапазон применения и повысить чувствительность этих приборов путем кратного уменьшения или увеличения входной величины тока по отношению к его измеряемому значению (масштабные преобразователи) кроме того, они могут преобразовать и род тока (переменный ток в постоянный и наоборот). [c.145]

Для излучения и приема ультракоротких (до единиц наносекунд) аку стических импульсов применяют наиболее широкополосные из известных, так называемые толстые пьезопреобразователи [25], Б которых толщина используемых пьезоэлементов намного больше длины волны возбуждаемых в них импульсов УЗК. В этих преобразователях отсутствуют условия для акустического резонанса и электромеханическое преобразование происходит только у излучающей (принимающей) УЗК поверхности пьезоэлемента, где существует резкий скачок поляризации или (и) возбуждающего электрического поля. [c.219]

Электромеханическое преобразование энергии в электрических машинах основано на явлении электромагнитной индукции и связано с электродвижущими силами (ЭДС), которые индуцируются в процессе периодического изменения магнитного поля, происходящем при механическом перемещении обмоток или элементов магнитопровода. [c.591]

Эффективным способом управления частотной характеристикой рекордера является электромеханическая обратная связь. Основная идея устройства состоит в том, чтобы получить от рекордера электрический сигнал, пропорциональный окорости колебаний его подвижной системы, и ввести в обмотку дополнительный ток, пропорциональный этому напряжению. Если фаза этого тока будет противоположна фазе скорости колебаний, то сила, возникающая вследствие электромеханического преобразования этого тока, будет тормозящей, пропорциональной скорости колебаний якоря. Следовательно, все устройство будет эквивалентно добавлению активного механического сопротивления, увеличивающего затухания механической системы. Функциональная схема такого устройства изображена на рис. 6.8. В обмоточном пространстве полюсных [c.244]

Наконец, пьезоэлектрические кристаллы при прочих равных условиях имеют разные по величине е и е. Если кристалл свободен, то приложение электрического поля помимо поляризации за счет пьезоэффекта приводит к механической деформации кристалла. В зажатом кристалле такого преобразования нет. Это означает, что должно иметь место соотношение в > е . Разница между этими величинами также является мерой электромеханического преобразования [c.126]

По самому определению, т. е. из того, как записаны уравнения пьезоэффекта (1У.4), коэффициенты (1, д, е ж к характеризуют определенные режимы электромеханического преобразования. Так, например, из уравнений для коэффициента с1 [c.127]

Ом, X = 0) 1 = 283 Ом. Коэффициент электромеханического преобразования в соответствии с (1.1) К = 150 Н/А. В предположении работы излучателя как поршня, излучающего одной стороной, сопротивление излучения [c.296]

Т ак как электрострикция являет собой электромеханическое преобразование, то материалы, на которых она проявляется, можно характеризовать электрическими и механическими свойствами. [c.178]

В большинстве случаев преобразователи, применяемые в электроакустической технике, являются обратимыми они способны выполнять электромеханическое преобразование в обоих направлениях. В обратимых преобразователях мы, таким образом, имеем дело со взаимными электромеханическими связями генераторы и двигатели различаются между собой только условиями использования. [c.155]

Если электромеханическое преобразование удовлетворяет условию линейности, то теоремы взаимности (5.1) и (5.2) позволяют написать уравнения преобразователя в линейной форме. Для электромагнитного преобразователя можно предложить комплексные уравнения [c.156]

Математическая теория ЭМП исследует обобщенные модели, заменяющие собой реальные устройства. Необходимость введения обобщенных моделей обусловлена большим разнообразием и сложностью изучения ЭМП. Многообразие и сложность присущи не только конструктивным формам и технологии прЪизводства, но и физическим процессам ЭМП. Основным рабочим процессом в ЭМП является электромеханическое преобразование энерг ии. Однако основной процесс неизбежно сопровождается такими процессами, как выделение теплоты и нагревание, естественное или принудительное охлаждение, механические воздействия на вращающийся ротор и др. Эти процессы не являются определяющими с позиций целевого (функционального) назначения ЭМП, но вызывают значительные трудности при математическом моделировании. [c.55]

В теории электромеханического преобразования известен ряд обобщенных моделей, например модели Крона, Уайта, Вудсона и других [46, 73]. Они представляют собой системы индуктивных катушек, которые воспроизводят основной процесс электромеханического преобразования энергии. Взаимное размещение и поведение катушек выбирают так, чтобы получить аналитические решения для возможно большего количества практически интересных случаев. [c.55]

Более детально оценка характера решения уравнений динамики дана в [2] на основе анализа так называемых условий реализуемости. Последние представляют собой ограничения, накладываемые на решения уравнений, и различаются как математические, физические и технические. Математические условия реализуемости определяются функциональными классами решений, которые устанавливаются с помощью теории дифференциальных уравнений, и найдены выше для уравнений динамики обобщенной модели. Технические условия реализуемости следуют из возможных конструктивных схем исполнения и для обобщенной модели они имеют вид выражений (3.1) — (3.3), определяющих характер индуктивностей в зависимости от конструктивной модификации. Физические условия реализуемости получают исходя из конкретного содержания и назначения физических процессов. Так, например, процесс электромеханического преобразования энергии, как правило, протекает непрерывно и односторонне на заданном интервале времени. При этом значение преобразуемой энергии является конечным и отличным от нуля. Математически это условие выражается так [c.64]

Основные закономерности электромеханического преобразования энергии в ЭМ, несмотря на различие их принципов действия и типов, базируются на одних и тех же физических процессах, что дает основание для обобщенного описания, получившего наглядное отражение в современной математической теории ЭМ [17, 18]. Здесь вращающееся ЭМУ рассматривается как совокупность соответствующих электрических контуров, взаимодействие которых во времени / и пространстве (например, по углу на основе известных законов электродинамики и механики приводит к возникновению в контурах ЭДС. В любом к-м контуре при наличии взаимной индуктивности M f j с каким-то /- контуром от тока последнего /у создается потоко-сцепление Ф = Л/ у (1 )/у (Г) и индуктируется как ЭДС трансформатора е р, обусловленная изменением абсолютного значения индукции магнитного поля, так и ЭДС вращения Сцр, связанная с относительным перемещением контуров с угловой частотой О, = <1г е = [c.101]

Приводя материал данного раздела, авторы, во-первых, естественно, не претендовали на полноту охвата всех возможных разновидностей ЭМ и постановок в задачах их проектирования и, во-вторых, конечно, далеки от мысли рассматривать его как готовый набор прикладного методического обеспечения САПР даже для ЭМУ вращающегося типа. Разработка САПР каждого конкретного назначения невозможна без широкого, обстоятельного и профессионального изучения теории и методов расчета и привлечения накопленного опыта проектирования данного класса объектов. -Вместе с тем рассмотренная обобщенная математическая модель электромеханического преобразования энергии, на наш взгляд, наиболее полно отвечает большинству изложенных ранее требований к моделям САПР, обеспечивая переходом от общего к частному широкий охват различных типов ЭМ и задач их разработки, несложную трансформируемость в части полноты, адекватности, формы представления в зависимости от потребности того или иного этапа (подсистемы) проектирования, возможность программной реализации по модульному принципу и пр. Поэтому она может быть принята за базовую математическую модель при разработке многих конкретных САПР ЭМ. Покажем теперь возможность обеспечения основных требований САПР применительно к анализу иных физических процессов в ЭМУ. [c.117]

Выполняя свою основную функцию по электромеханическому преобразованию энергии, ЭМУ вызывает побочные вторичные явления — тепловые, силовые, магнитные, оказывающие значительное, а в ряде случаев, например в гироскопических ЭМУ [7], и определяющее влияние на показатели объекта. Нагрев элементов ЭМУ определяет его долговечность и работоспособность, а в гироскопии — также точность и готовность прибора. Деформации и цибрации в ЭМУ возникают из-за наличия постоянных и периодически меняющихся сил различной физической природы, в том числе сил температурного расщирения элементов, трения, электромагнитных взаимодействий, инерции, от несбалансированности вращающихся частей, неидеальной формы рабочих поверхностей опор и технологических перекосов при сборке и др. и существенно влияют на долговечность и акустические показатели ЭМУ, а в гироскопии — через смещение центра масс и на точность прибора. Магнитные поля рассеяния ЭМУ создают нежелательные взаимодействия с окружающими его элементами, приводящие к дополнительным потерям энергии, вредным возмущающим моментам, разбалансировке и пр. [c.118]

Блок функциональных связей стохастической модели как расчетная часть алгоритма, преобразующая случайный набор х,- в соответствующие значения Уу, представляет собой детерминированную математическую модель и строится на основе ранее рассмотренных моделей электромеханических преобразований, теплового, деформационного и магнитного полей и соответствующих алгоритмов анализа. Особое место занимает случай многомашинного каскада. Здесь в силу существующих механических и электрических связей между отдельными ЭМ некоторые из параметров одной из них становятся зависимыми от другой, имеющей, в свою очередь, собственный случайный уровень входных параметров. Сама система функциональных связей приобретает несколько иной вид уу = /у [х, (х,. )], где Xj(s ) - функциональная зависимость /-ГО параметра от связей 5, с другой ЭМ к = , р р - число связей, влияющих на х,-. Поэтому здесь нельзя строго определить суммарные показатели каскада, например, для двухдвигательного привода, простым удвоением результатов для одного ЭД, ибо каждая конкретная реализация привода характеризуется своим случайным уровнем связей между ЭД, и необходим вероятностный анализ всей системы в целом с привлечением соответствующей детерминированной модели. [c.136]

Применительно к ЭМУ системная модель включает в себя универсальные детерминированные модели электромеханических преобразований, нагрева, деформаций и магнитных проявлений, блоки реализации статистических испытаний, автоматизации перестройки исходных моделей, моделирования условий производства и эксплуатации (рис. 5.(2). Детерминированная часть ее предполагает наличие моделей разных версий для анализа влияющих физических процессов, примеры построения которых даны в 5.1,2 и 5.1.3. Часть входных параметров являются общими для всех блоков, другими блоки обмениваются между собой в процессе работы, в том числе за счет использования обратных связей (земпературы, магнитных потоков рассеяния, изменения момента сопротивления в опорах и нр.). Изложенные [c.141]

В 5.1 было дано математическое описание электромеханического преобразования энергии в системе двух ЭМ, имеющих жесткую механическую связь через общий вал. При этом возможно параллельное или последовательное электрическое соединение обмоток. Механические характеристики каждого двигателя Л/1 и Л/а и суммарная характеристика М- двухдвигательпого асинхронного электропривода покаэаны на рис. 6.21, а схема замещения при последовательном соединении обмоток статоров — на рис. 6.22. Разработка алгоритма анализа рабочих показателей в такой системе сопряжена с проблемой определения параметров намагничивающего контура Хо, Го, которые зависят от часто- [c.235]

Математическая модель основного электромеханического преобразования энергии строится в данном случае на основе обобщенной теории электрических маншн, что, как явствует из предьщущего, обеспечивает возможности достаточно строгого сопоставления различных типов устройств и уменьшает объем работы при формировании прикладного ПО САПР. Кроме того, здесь используются методы симметричных и гармонических составляющих, предназначаемые для учета возможных неидеальностей питающего напряжения. [c.242]

Полученные данные об особенностях форм колебаний диска в окрестности частоты толш нного резонанса могут стать основой для выбора формы электродов на плоских поверхностях пьезокерамического резонатора с целью повышения эффективности электромеханического преобразования. При этом, однако, возникают не только чисто вычислительные трудности, но и трудности, связанные с выбором материалов и технической реализации соответствующих устройств [133, 262]. [c.226]

В течение 15 лет в Нижегородском филиале Института машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук (Нф ИМАШ) проводилась работа по созданию и исследованию гидроопор для автомобильной промышленности, в первую очередь для заводов ГАЗ, ПАЗ и других предприятий Волжского региона. Начиная с 1997 г. к этой работе подключился головной институт — ИМАШ РАН в Москве, имевший к тому времени существенные достижения в области вибро-защиты. В настоящее время эта работа выполняется силами коллективов ИМАШ РАН и Нф ИМАШ совместно с коллективом Института механики машин Национальной Академии наук республики Беларусь в рамках проекта РФФИ-БрФФИ Теоретическое и экспериментальное исследование гидравлических инерционных трансформаторов в системах виброизляции, динамического гашения и электромеханического преобразования . С российской стороны научное руководство осуществляет директор ИМАШ РАН академик К. В. Фролов, а с белорусской стороны — академик Республики Беларусь М. С. Высоцкий. [c.7]

Микрофоны по принципу электромеханического преобразования делятся на электродинамические, электростатические, электромагнитные и релейные. Электродинамические микрофоны по конструкции механической системы делятся на катушечные (в СССР их называют динамическими) и ленточные. Электростатические делятся на конденсаторные, в том числе и электретные, и пьезомикрофоны. Электромагнитные — на односторонние и дифференциальные. Релейные —на угольные и транзисторные. [c.78]

Остальные требования более специфичны. Стацио- рные вибрационные установки должны в основном обеспечивать возможно большую толкающую силу в сочетании с достаточно высоким к. п. д. В портативных вибраторах важны прежде всего высокий к. п. д., наименьший вес и потребляемая мощность в расчете на единицу механической мощности. При измерении частотных характеристик иногда требуется обеспечить постоянство в частотном диапазоне коэффициента электромеханического преобразования (отношения силы к току). [c.17]

Все вышеперечисленные виды нелинейных искажений обусловливаются нелинейностью колебательных -процессов в подвижной системе громкоговорителя. Однако в громкоговорителях имеется еще один узел звуковая катушка —магнитная иепь , который также является источником нелинейных искажений, возникающих в процессе электромеханического преобразования эиергни. Как известно, механическая сила Р, действующая на подвижную систему со стороны звуковой катушки, связана с током I, протекающим через нее, следующим соотношением [c.48]

Здесь е — магнитострикционная постоянная, Ф — коэффициент электромеханического преобразования, А — площадь поперечного сечетш, N — число витков обмотки, г — длина катушки. [c.550]

Здесь ф — коэффициент электромеханического преобразования, 7о — волновое сопротивленпе материала преобразователя, Р = = со/7 — постоянная распространепия, / — эффективная длина преобразователя, а — коэффициент затухания тл Ь — расстояние между преобразователями. В выражении (6.33) множитель фИ2) зависит от частоты ири значениях р//я, кратных [c.552]

Электромеханическое преобразование. Основным предметом электроакустики является теория, расчёт и конструирование весьма различных по своему устройству и назначению приборов, осуществляющих электромеханическое преобразование колебаний звуковой частоты. Под этим термином мы понимаем преобразование колебательных процессов из электрической формы в механическую или, наоборот, из механической формы в электрическую. Электромеханические преобразователи колебаний имеют широкое техническое применение. Преобразователями электрических колебаний в механические, или, иначе, преобразователями-двигателями являются, например, громкоговорители, телефоны, рекордеры для звукозаписи на диск или на киноплёнку, подводные звукоизлучатели, применяемые в технике гидроакустической связи, осциллографы, сигнальные сирены и т. д. Преобразователи механических колебаний в электрические, или, иначе, преобразователи-генераторы, применяются в форме микрофонов, звукоснимателей, гидрофонов, виброметров и т. д. Всякие устройства такого рода, работающие в диапазоне звуковых частот, мы будем называть электроакустическими системами. [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...