CC BY
26
не позволяют задать произвольный управляющий сигнал и провести параметрическую оптимизацию параметров модели. Для решения задачи идентификации автором использовалась широко распространенная программа МайСАД которая позволяет читать файлы экспериментальных данных практически любого формата, имеет встроенную функцию поиска экстремума и позволяет создавать подпрограммы пользователя. Нелинейная модель объекта задавалась в виде подпрограммы, в которой координаты модели определялись численным интегрированием нелинейных дифференциальных уравнений. Ма1ЬСАО позволяет легко визуализировать результаты идентификации.
Рассмотренная методика идентификации параметров нелинейного объекта была применена автором для определения параметров обрабатываемой детали при нанесении на нее покрытия методом микродугового оксидирования. Обрабатываемая деталь являлась одним из электродов гальванической ванны. Измерялись ток электродов и напряжение между электродами. Модель межэлектродного промежутка соответствовала рис.1., где диод У01 моделировал режим пробоя газовой пленки на поверхности обрабатываемой детали, что делаем модель нелинейной.
Рис.1. Модель объекта
и,в
1,мА 200
ISO
100
-SO
vd ч
Входной координатой (управлением) выбран межэлектродный ток выходной координатой межэлектродное напряжение и^.
Результаты идентификации иллюстрирует рис.2, где показаны временные диаграммы изменения общего для объекта и модели межэлектродного тока ¡¡¡, межэлектродное напряжение модели им и объекта щ. СКО составило 3,9 В, что составляет 4,2% от среднего значения напряжения.
Практическое использование предложенной методики показало ее полную работоспособность при идентификации параметров нелинейного объекта.
0.001
0.002
Рис.2. Временные диаграммы объекта и его модели
Кувшинов Г.Е., Морозов Б.А., Яблокова B.C.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ АППАРАТОВ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ
На кафедре электрооборудования и автоматики транспорта были разработаны две разновидности устройств для испытания аппаратов токовой защиты с испытательным током до 20 кА [1, 2]. Оба устройства превосходили известные аналоги благодаря следующим особенностям:
наличие системы автоматического регулирования испытательного тока, которая обеспечивает большую точность в установившихся режимах и устраняет влияние изменения напряжения сети и нагрева соединительных проводов и обмотки испытываемого аппарата;
малое время переходного процесса и практическое отсутствие перерегулирования испытательного тока, что обеспечивается применением тиристорных регуляторов переменного напряжения и использованием регуляторов тока с переключаемой структурой.
Первое из этих устройств выдавало испытательный ток, форма которого практически не отличалась от синусоидальной. Это свойство достигнуто благодаря применению в силовой части устройства индуктивно-ёмкостного преобразователя и фильтра третьей гармоники. Наличие этих элементов привело к заметному (на 50%) увеличению массы устройства. Ещё один недостаток - наличие дополнительного органа управления для коррекции параметров регулятора при изменении сопротивления цепи испытательного тока.
Эти недостатки были устранены во втором устройстве, но его испытательный ток при малых значениях напряжения испытательной цепи заметно отличался от синусоидального.
Обоим устройствам присущ ещё один недостаток: устройство создаёт однофазную нагрузку на сеть, от которой оно питается. Максимальный ток, потребляемый устройством, достигает 300 А,
причём для второго устройства форма этого тока значительно искажена, а это «заражает» сеть высокочастотными помехами.
Предлагается новый вариант устройства, свободный от всех перечисленных недостатков. Силовая часть устройства представляет собой преобразователь частоты, состоящий из трёхфазного управляемого выпрямителя напряжения и однофазного инвертора напряжения. Тот и другой преобразователи выполнены на основе ЮВТ - транзисторов. Выпрямитель потребляет из сети практически синусоидальные токи с коэффициентом мощности, равным единице. Инвертор создаёт в установившемся режиме практически синусоидальный испытательный ток. Частота этого тока устанавливается в соответствии с номинальным значением испытываемого аппарата: 50, 60 или 400 Гц.
Предполагается снабдить устройство блоком для диагностики цепи испытательного тока: определения её сопротивления и коэффициента мощности. Это позволит устанавливать испытательное напряжение с таким значением и с такой начальной фазой, которые обеспечат исключение свободной составляющей испытательного тока. Другими словами, испытательный ток установится сразу, без переходного процесса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент ГШ 2093847. Устройство для испытания токовой защиты / Г.Е. Кувшинов, Б.А. Морозов. Бюл. 1997, № 29.
2. Патент 1Ш 2240622. Устройство для проверки токовой защиты / Г.Е. Кувшинов, Б.А. Морозов. Бюл. 2004, № 6.
Герасимов В.А., Достовалов В.А.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СЖАТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ
В КАНАЛЕ ПЛАЗМАТРОНА
Перспективным направлением, повышающим экономические показатели систем локальной теплоэнергетики, является использование в качестве топлива отработанного масла. По ряду причин, в основном организационного и технологического характера, для сжигания такого топлива предпочтительными являются горел очные устройства малой мощности (70... 200) кВт, оборудованные устройствами плазменного розжига. Применение плазменной струи для розжига топливного факела обеспечивает надежное воспламенение и стабилизацию горения топлива.
Одной из главных задач, которые возникают при создании системы генерирования плазменной струи, является разработка комплекса из специального маломощного плазматрона и источника питания плазматрона. При этом на конструкцию плазматрона накладывается ряд ограничений, связанных с условиями его использования в горелочных устройствах малой мощности. Это и требование малых габаритов, и необходимость использования в качестве плазмообразующего газа воздуха от штатного вентилятора без применения каких-либо дополнительных воздуходувок или компрессоров, достаточно высокий ресурс работы, простая замене расходных элементов и т.п. От источника питания, в свою очередь, требуется технологическая и схемотехническая совместимость с системой автоматики горелочного устройства, поджиг и стабилизацию плазменной струи, а также обеспечение работы плазменной струи на малых токах (4...6) А., что является главной особенностью разрабатываемого источника питания. Кроме этого источник питания должен обеспечивать надежное зажигание электрической дуги и ее стабилизацию в канале плазмотрона.
Следует заметить, что применение указанного комплекса не ограничивается задачей розжига топлива, а может быть значительно шире. Экспериментальные работы авторов показывают, что его применение возможно, например, для поверхностной обработки металлов с многочисленными вариациями конструкций плазматронов и алгоритмов работы. По этой причине в докладе не приводиться анализ известных технических решений для розжига тяжелых углеводородных топлив, а создание плазменной установки с перечисленными параметрами признано самостоятельной актуальной задачей.
Анализ возможных вариантов построения источника питания показывает, что для эффективной стабилизации плазменной струи при указанных ограничениях источник должен включать в свой состав быстродействующую систему автоматического регулирования, причем эта система должна быть выполнена с обратной связью по регулируемой переменной - току электрической дуги в канале плазматрона.
