Перечень сокращений, условных обозначений 4
Введение 5
1. Современные конструкции ИДД 7
2. Постановка задач исследования 14
3. Выбор материала для создания стенда 16
4. Разработка схемы ИДД 18
4.1 Разработка схемы зарядного устройства 18
4.2 Разработка схемы емкостного накопителя 19
4.3 Разработка схемы силового ключа 21
5. Подбор комплектующих для схемы ИДД 26
5.1 Подбор комплектующих для схемы зарядного устройства 26
5.2 Подбор комплектующих для емкостного накопителя энергии 32
5.3 Подбор комплектующих для силового ключа 34
5.4 Подбор материалов, проектирование и создание катушки возбуждения и якоря ИДД 37
5.5 Подбор измерительного шунтирующего резистора 48
6. Сборка электрической схемы стенда 51
6.1 Сборка зарядного устройства ИДД 51
6.2 Сборка емкостного накопителя энергии ИДД 52
6.3 Сборка силового ключа и катушки ИДД 54
7. Проектирование внешнего вида стенда 57
8. Сборка лабораторного стенда по исследованию ИДД 59
9. Расчет затрат на проектирование и разработку лабораторного стенда по исследованию ИДД 64
10. Методика работы со стендом 67
Заключение 68
Список используемой литературы 69
Приложение А «Перечень элементов схемы ИДД» 73
В современном мире индукционно-динамический двигатель нашел широкое применение в разных областях промышленности и исследованиях, так как он показывает огромную кинетическую энергию для линейно движущего тела, а так же показывает хорошее ударное электромагнитное воздействие.
Благодаря таким свойствам, индукционно-динамический привод начали применять в геофизике, и взрывная сейсмическая разведка сменилась на невзрывную сейсморазведку. Невзрывная сейсморазведка имеет ряд преимуществ:
• Не создаются лишние(паразитные) колебания,
• Не наносится геологический вред окружающей среде,
• Нет взрывчатых веществ, и не требуется специально обученный персонал
• Нет необходимости подготавливать местность для геологической разведки
Так же ИДД применяют в пускозащитной аппаратуре, для увеличения быстродействия или же в станках общепромышленного назначения. Например, в станках для уплотнения порошковых материалов, прессовки или резки металла. Но во всей выше перечисленной аппаратуре используются двигатели с опасным для человека напряжением от 220В и выше.
Целью данной работы является разработка и создание лабораторного стенда по исследованию индукционно-динамического привода и процессов протекающих в нем.
Преимуществами созданного стенда будут его небольшие габариты, стоимость и масса. Так же планируется, что двигатель будет работать на безопасном для человека напряжении 50В. К тому же благодаря компактным размерам и безопасному напряжению работы двигателя, стенд, возможно, демонстрировать на различных выставках и днях открытых дверей или же использовать его для проведения лабораторных работ.
Так же преимуществом созданного стенда является возможности изменения начальных параметров двигателя, например: изменение напряжения на емкостном накопителе энергии, емкость ёмкостного накопителя энергии или толщину якоря ИДД. Благодаря большому выбору изменяемых параметров можно более детально изучить работу ИДД.
На корпус стенда выведены зажимные клеммы позволяющие снимать временные диаграммы напряжения на емкостном накопителе энергии и временные диаграммы тока на катушке возбуждения.
Выполнение заданий на таком стенде поможет студентам разобраться в принципе действия такого двигателя, наглядно увидеть его работу, разобраться в процессах, протекающих в двигателе во время его работы.
В данной магистерской диссертации разработана и собрана электрическая схема индукционно-динамического привода. Подобраны комплектующие для создания схемы ИДД. Так же на основе разработанной схемы, изготовлен компактный лабораторный стенд по исследованию индукционно-динамического двигателя. Подобрали материал для корпуса стенда, намотали катушку возбуждения и изготовили пару якорей - дисков для ИДД. Диски имеют разную толщину, 2 и 4 мм.
Созданный стенд имеет габариты 320х210х120мм, а его масса равна 4,11 кг. Напряжение работы индукционно-динамического привода получилось не более 45В. Такое напряжение является безлопастным Такие параметры стенда позволяют беспрепятственно переносить его, и демонстрировать на днях открытых дверей. Такой стенд не имеет аналогов на рынке, по своим характеристикам и функциональным возможностям.
На разработанном стенде существует возможность изменения начальных параметров привода, таких как напряжение на емкостном накопителе энергии, емкость ёмкостного накопителя энергии или толщину якоря ИДД. За счет немалого числа изменяемых параметров, можно очень детально изучить работу индукционно-динамического двигателя и процессы, протекающие в элементах двигателя при его работе.
Благодаря клеммам, которые расположены в верхней части стенда, появляется возможность фиксировать изменения значений напряжения на емкостном накопителе энергии и тока на катушке возбуждения. Изменения значений напряжения и тока происходят за счет изменения начальных параметров индукционно-динамического привода.
Полученные временные диаграммы напряжения на емкостном накопителе энергии и тока на катушке возбуждения помогут студентам разобраться в принципе действия ИДД и процессах, протекающих в двигателе во время его работы.
