Роман Бондар / Roman Bondar

ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ПАРАМЕТРИ ТА ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛІНІЙНОГО ДВИГУНА З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ ПРИВОДУ ВІБРАТОРА. ЧАСТИНА 1 / ELECTROMAGNETIC PARAMETERS AND ELECTROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF THE LINEAR PERMAMENT MAGNET MOTOR OF THE VIBRATOR. PART 1

ЗАВАНТАЖИТИ / DOWNLOAD

АНОТАЦІЯ. Розглянуто вібратор з приводом від циліндричного лінійного двигуна зворотно-поступального руху. На підставі лінійної моделі двигуна отримано рівняння для визначення амплітуди фундаментальної гармоніки магнітної індукції в повітряному проміжку залежно від основних конструктивних розмірів машини (ширини полюсу, розмірів постійних магнітів, полюсної поділки та ін.). Визначено оптимальне значення зовнішнього діаметру активної зони двигуна, яке відповідає максимуму питомої електромагнітної сили за умови сталого значення струму двигуна.

АННОТАЦИЯ. Рассмотрен вибратор с приводом от цилиндрического линейного двигателя возвратно-поступательного движения. На основании линейной модели двигателя получено уравнение для определения амплитуды фундаментальной гармоники магнитной индукции воздушного зазора в зависимости от основных конструктивных размеров машины (ширины полюса, размеров постоянных магнитов, полюсного деления и др.). Определено оптимальное значение внешнего диаметра активной зоны двигателя, которое соответствует максимуму удельной электромагнитной силы при условии постоянного значения тока двигателя.

ABSTRACT. Purpose. Identification of electromagnetic parameters and electromechanical characteristics of the vibrator from geometrical parameters of the linear motor. Methodology/approach. Results of theoretical researches are grounded on a linear model of the permanent magnet motor. Numerical calculations of the linear motor parameters are gained using finite element software. The electromechanical characteristics are received using the analytical model. Findings. The vibrator with a tubular linear motor drive is considered. After some preliminary analytical considerations, the performance of the motor is highlighted. The fundamental component of the Fourier series equation of the air-gap flux density depending on the basic constructive parameters (a pole width, permanent magnets parameters, a pole pitch, etc.) is obtained. Optimum value of external motor diameter of an active zone of the motor which corresponds to a maximum of specific electromagnetic force is identified. Research limitations/implications. Optimum ratios for the pole width and external diameter of the motor depending on parameters of a magnetic circuit are defined. Originality/value. The received equations can be applied to predesign of the tubular linear motor drive of vibrating devices.

ЛІТЕРАТУРА

1. Черняев В.И. Вибромолоты и вибропогружатели с виброударостойкими электродвигателями // Исследование вибрационного и виброударного погружения свай. Сб. статей. Под ред. Головачева А.С. – М.: Транспорт, – 1968. – С. 5-15.
2. Бондар Р.П. Електромеханічні характеристики коаксіально-лінійного синхронного вібратора установки для безтраншейної проходки горизонтальних свердловин // Технічна електродинаміка. – Київ, – 2008. – №2. – С.31-35.
3. Бондар Р.П., Голенков Г.М., Подольцев О.Д. Моделювання робочих характеристик віброзанурювача з лінійним електроприводом в пакеті Matlab/Simulink // Електротехніка і електромеханіка. – Харків, – 2010. – №6. – С. 13-17.
4. Бондар Р.П. Кутові характеристики лінійного двигуна з явнополюсним якорем приводу вібратора // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. – Київ, – 2014. – №84. – С. 85-92.
5. Бондар Р.П., Голенков Г.М., Литвин О.Ю., Подольцев О. Д. Моделювання енергетичних характеристик вібратора з лінійним електричним приводом // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. – Кременчук, – 2013. – №2. – С. 66-74.
6. Бондар Р.П., Голенков Г.М., Подольцев О.Д. Розрахунок робочих характеристик лінійного двигуна зворотно-поступального руху в пакеті Matlab/Simulink // Електротехніка і електромеханіка. – Харків, – 2010. – №4. – С. 13-17.
7. Голенков Г.М., Бондар Р.П., Макогон С.А., Подольцев А.Д., Богаенко М.В., Попков В.С. Численный расчет магнитного поля и основных характеристик электровибратора на основе коаксиально-линейного двигателя с постоянными магнитами // Електротехніка і електромеханіка. – Харків, – 2007. – №1. – С. 8-12.
8. Bianchi N., Bolognani S., Corte D., Tonel F. Tubular Linear Permanent Magnet Motors: An Overall Comparison. IEEE Trans. on Ind. Applicat., vol. 39, no. 2, March/April 2003, pp. 466-475.
9. Hyo-Sung Ahn, YangQuan Chen, Huifang Dou. State-Periodic Adaptive Compensation of Cogging and Coulomb Friction in Permanent Magnet Linear Motors. American Control Conference, June, 2005. Portland, USA, pp. 3036-3041.
10. Bianchi N., Bolognani S., Cappello A. Reduction of cogging force in PM linear motors by pole-shifting. IEE Proc.-Electr. Power Appl., vol. 152, no. 3, May 2005, pp. 703-709.
11. Шимони К. Теоретическая электротехника. – М: Мир, – 1964. – 774 с.

REFERENCES

1. Cherniaev V.I., 1968. Vibromolotyi i vibropogruzhateli s vibroudarostoykimi elektrodvigatelyami [Vibratory hammers and vibratory drivers with vibration-proof electric motors]. Issledovanie vibratsionnogo i vibroudarnogo pogruzheniya svay. Moscow: Transport, 5-15.
2. Bondar R.P., 2008. Elektromekhanichni kharakterystyky koaksial'no-liniynoho synkhronnoho vibratora ustanovky dlya beztransheynoyi prokhodky horyzontal'nykh sverdlovyn [Electromechanical characteristics of tubular linear synchronous vibrator of trenchless pipelayer]. Tekhnichna elektrodynamika, No.2, 31-35.
3. Bondar R.P., Golenkov G.M., Podoltsev A.D., 2010. Modelyuvannya robochykh kharakterystyk vibrozanuryuvacha z liniynym elektropryvodom v paketi Matlab/Simulink [Modeling of working characteristics of vibratory driver with the linear electric drive in Matlab/Simulink software]. Elektrotehnika i electromehanika, No.6, 13-17.
4. Bondar R.P., 2014. Kutovi kharakterystyky liniynoho dvyhuna z yavnopolyusnym yakorem pryvodu vibratora [Thrust-angle characteristics of a salient-pole linear motor drive of vibrator]. Mining, constructional, road and melioration machines, No.84, 85-92.
5. Bondar R.P., Golenkov G.M., Lytvun A.Yu., Podoltsev A.D., 2013. Modelyuvannya enerhetychnykh kharakterystyk vibratora z liniynym elektrychnym pryvodom [Modeling of power characteristics of the vibrator with a linear electric drive]. Electromechanichni i energozberigayuchi systemy, No.2(22), 66-74.
6. Bondar R.P., Golenkov G.M., Podoltsev A.D., 2010. Rozrakhunok robochykh kharakterystyk liniynoho dvyhuna zvorotno-postupal'noho rukhu v paketi Matlab/Simulink [Calculftion of working characteristics of linear oscillation motor in Matlab/Simulink software]. Elektrotehnika i electromehanika, No.4, 13-17.
7. Golenkov G.M., Bondar R.P., Makogon S.A., Podoltsev A.D., Bogaenko M.V., Popkov V.S., 2007. Chislennyiy raschet magnitnogo polya i os-novnyih harakteristik elektrovibratora na osnove koaksialno-lineynogo dvigatelya s postoyannyimi magnitami [Numerical calculation of magnetic field and main characteristics of electrovibrator based on coaxial-linear motor with permanent magnets]. Elektrotehnika i electromehanika, No.1, 8-12.
8. Bianchi N., Bolognani S., Corte D., Tonel F., 2003. Tubular Linear Permanent Magnet Motors: An Overall Comparison. IEEE Trans. on Ind. Applicat., Vol. 39, No.2, 466-475.
9. Hyo-Sung Ahn, YangQuan Chen, Huifang Dou, 2005. State-Periodic Adaptive Compensation of Cogging and Coulomb Friction in Permanent Magnet Linear Motors. American Control Conference. Portland, USA, 3036-3041.
10. Bianchi N., Bolognani S., Cappello A., 2005. Reduction of cogging force in PM linear motors by pole-shifting. IEE Proc.-Electr. Power Appl., Vol. 152, No.3, 703-709.
11. Shimoni K., 1964. Teoreticheskaya elektrotehnika [Theoretical electrical engineering]. – Moscow, Mir Publ., 774.