Анализ процессов энергопреобразования в однокатушечной синхронной электромагнитной машине с двухсторонним выбегом бойка

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью создания машин ударного действия с повышенной энергией единичного удара при одновременном снижении влияния работы электропривода на питающую сеть. Цель работы: анализ процессов энергопреобразования в однокатушечной синхронной электромагнитной машине с двухсторонним свободным выбегом бойка, работающей в цикличном режиме и характеризующейся высокими удельными показателями и пониженной частотой ударов. Методы исследования: На основе баланса энергии электромеханической системы синхронной однокатушечной электромагнитной машины ударного действия с двухсторонним свободным выбегом бойка рассматривается процесс энергопреобразования за полный рабочий цикл. Результаты: Реализация рабочих циклов со свободным выбегом бойка обеспечивает снижение амплитуды тока за счет разгона ударной массы электромагнитными силами при обратном и рабочем ходе за два импульса напряжения, что уменьшает влияние работы электропривода на питающую сеть. Возможность в достижении высоких удельных показателей и КПД передачи энергии ударом рабочих циклов со свободным выбегом бойка следует из совершенства самих циклов, обеспечивающих эффективное преобразование электрической энергии в полезную механическую работу, которое заключается в полном или частичном устранении электромагнитного торможения бойка при синхронизации частоты его механических колебаний с частотой питающей сети.

The relevance of the paper is caused by the necessity of developing impact machines with the increased energy of a unit impact at simultaneous decrease of the electric drive operation influence on a power grid. The purpose is to analyze energy conversion processes in a single-winding synchronous electromagnetic machine with head two-side free running-out. The machine operates in a cyclic mode and has high specific parameters and reduced impact frequency. Research methods: The conversion process for the total operating cycle analysis is based on the energy balance of the electromechanical system of the synchronous single-winding impact electromagnetic machine with head two-side free running-out. Results: the head free running-out operating cycles provide current amplitude decrease by impact mass acceleration with electromagnetic forces at the direct and reverse travel during two voltage pulses. Therefore, the electric drive effect on the power grid is reduced. High specific parameters and energy transmission efficiency during the operating cycles with head free running-out is provided by the effective electric energy transformation to useful mechanical work when the head electromagnetic braking is partially or completely eliminated at mechanical oscillations frequency synchronized with power frequency.