3340

атмосферных перенапряжений с помощью изолированных от земли молниеотводов, на величину которых подаѐтся высокий потенциал /2/.

Авторами были проведены исследования влияния потенциала изолированного от земли молниеотвода на его поражаемость молнией различной полярности. Схема испытательной установки приведена на рис.1. Для создания искрового разряда использовалась высоковольтная установка ВУ1 типа АИИ -70., в состав которой входит регулировочный и высоковольтный трансформаторы.

Рис. 1. Схема испытательной установки

Напряжение, подаваемое с высоковольтной установки ВУ1, выпрямляется полупроводниковым блоком ВБ и заряжает блок конденсатором БК. Напряжение, до которого заряжается блок конденсаторов БК1 контролируется по киловольтметру V1. При замыкании ключа К напряжения с блока конденсаторов, в режиме импульса, подается на верхний электрод ВЭ, который имитирует облако и выполнен в виде плоскости.

Целью испытаний являлось определение поражаемости искровым разрядом двух игольчатых электродов: заземлѐнного ЗЭ и изолированного от земли ИЭ, на вершину которого подавался потенциал различной полярности. Напряжение, подаваемое на изолированный электрод ИЭ создавалось высоковольтным устройством ВУ2, в состав которого входит регулировочный трансформатор , высоковольтный трансформатор , выпрямительный блок , сглаживающий конденсатор и киловольтметр V2. Для защиты от разрушения искровым разрядом, при его попадании на изолированный электрод ЭИ, установлен защитный разрядник ЗР. При испытаниях исследовалось действие на нижние игольчатые электроды ИЭ и ЗЭ как ''положительной'', так и ''отрицательной'' искры. Длина разрядного промежутка для обоих

43

электродов выставлялась одинаковой и изменялась от 20 до 60 мм. Полярность потенциала изолированного электрода ИЭ

устанавливалась, как одинакого, так и противоположно с верхним электродом знака.

При воздействии ''отрицательной'' искры и ''положительной'' полярности изолированного электрода ИЭ практически 100 % поражаемость этого электрода наступала при напряжнии от 3 до 4 В на нижнем электроде, причем нижнее значение напряжения относятся и меньшим значениям амплитуды искрового разряда.

В случае ''положительной'' искры и отрицательной полярности электрода ИЭ практически 100% поражаемость изолированного электрода наступала при напряжении 4 В.

При одинаковой полярности потенциала верхнего ВЭ и нижнего ИЭ электродов, при напряжении 3-4 кВ на электроде ЗЭ практически со 100 % вероятностью поражался нижний заземлѐнный электрод ЗЭ.

Выполненные исследования позволяют о целесообразности применения молниеотводов, основанных на этом принципе. Перспективным является создание потенциала на изолированном электроде с использованием энергии атмосферного электричества. Такой молниеотвод состоит из изоляционного корпуса, стержнямолниеприемника, стержня заземления, боковых стержней и накопительных блоков. Накопительные блоки соединены последовательно и расположены между двух стержнем-молниеприемником и стержнем заземления. Через боковые стержни, расположенные на поверхности корпуса, накопительные блоки заряжаются от атмосферного электричества до напряжения, значение которого ограничивают соединительные разрядники. При достижении напряжения значения при котором начинают пробиваться разрядники происходит последовательное соединение всех накопительных блоков со стержнем-молниеприемником и на его вершину подается потенциал высокого напряжения. Это вызывает ориентацию лидера молнии на молниеотвод и, соответственно, защиту объекта от попадания молнии.

Литература

1.Базуткин В.В. Техника высоких напряжений: Изоляция и

перенапряжения в электрических системах: Учебник для вузов / В.В. Базуткин, В.П. Ларионов, Ю.С. Пинталь. 3-е изд. перераб. и доп. М:. Энергоатомиздат, 1986, С.220.

44

УДК 621.313.027-621.313.017

Е. В. Кононенко, В. А. Сергеев

ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМА РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ЦИКЛИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ,

ЛИНЕЙНО ЗАВИСЯЩЕЙ ОТ УГЛА ПОВОРОТА РОТОРА

Рассматриваются переходные характеристики системы «электродвигатель постоянного тока - нагрузка» в замкнутой системе автоматического регулирования, построенной по принципу задания угла поворота вала выходного звена.

Данная работа является продолжением и обобщением работы /1/ для случаев циклического нагружения электропривода постоянного тока в составе замкнутой САУ с линейными звеньями. Не будем, поэтому, подробно останавливаться на актуальности задачи аналитического решения уравнения движения электропривода и приводить примеры подобных приводов. Все допущения, положенные в основу математической модели электропривода, полностью соответствуют общепринятым /2, 3/ и подробно ранее описывались /1, 4-5/.

Исходная система уравнений, используемая для последующего анализа, будет иметь вид:

здесь и далее: М – электромагнитный момент двигателя, Н·м, индекс «н» соответствует его номинальной величине;

Сm – постоянная момента двигателя, Нм/А;

α1 – фазовый угол на участке разгона привода, рад; α2 – фазовый угол на участке торможения привода, рад.

Как и ранее, будем предполагать механическую характеристику двигателя линейной, потерями в стали пренебрегаем. Напряжение питания предполагаем постоянным и равным номинальной величине Uн.

Нагрузочная диаграмма электропривода приведена в таблице 1. Она состоит из трех участков: разгона, «рабочей» зоны и торможения. В про-

45

стейшем случае торможение электропривода малой мощности (до 100 Вт) осуществляется коротким замыканием цепи якоря без добавочного сопротивления. В точке 3 нагрузочной диаграммы напряжение отключается практически безинерционно.

Рассмотрим теперь решение системы (1). Общее решение будет состоять из трех слагаемых соответственно для трех участков нагрузочной диаграммы и в каждом случае сводится к решению единственного неоднородного дифференциального уравнения 2-го порядка с постоянными коэффициентами:

где Tm – электромеханическая постоянная времени двигателя с нагрузкой, мс;

εн – угловое ускорение ротора двигателя (номинальное значение); ms – кратность пускового электромагнитного момента, о.е.

Как и ранее в /1/, минимизируем число независимых переменных. Очевидно, что их число должно быть равно числу независимых элементов системы, т.е. трем. Таким образом, нагрузку будем характеризовать фазо-

включая напряжение источника питания – величиной ms . Во всех дальней-

ших рассуждениях все указанные величины будем считать переменными, зависящими только от свойств элемента системы (привода, нагрузки и задающего сигнала). Начальные условия для системы (2), определяющие задачу Коши для каждого из участков нагрузочной диаграммы, будут иметь

и иметь вид, полностью соответствующий формулам, представленным в

очевидно, первостепенное значение будет иметь соотношение между ms ,

46

и нTm2 , определяющее циклический характер режима работы, т.е.

(0) (2 ) 0 . При имеющейся диаграмме нагрузки и номенклатуре соот-

47

ветствующих электродвигателей постоянного тока удобнее всего подобрать величину mS mSК , из условия обеспечения времени переходного

процесса t2 0 получим: