Введення
В даний час стала актуальною тема популяризації техніки на магнітному підвісі, яка успішно зарекомендувала себе в залізничному транспорті. На відміну від традиційної системи «колесо? рейка », яка має низку недоліків: не дозволяє розвивати великі швидкості, за рахунок тертя відбувається великий знос деталей, вібрації, шум, і т.д, техніка на магнітному підвісі має такі переваги: ??дозволяє розвивати великі швидкості руху, завдяки відсутності механічного контакту, необхідності мастила, зносу і шуму. Під час експлуатації забезпечує довговічність роботи. Крім того, має ряд переваг при роботі в агресивних середовищах, при низьких температурах і у вакуумі.
З урахуванням вищевикладеного матеріалу, слід укласти, що існує необхідність актуалізації розробок технічних систем на магнітному підвісі.
Як показує досвід розвинених країн, що займаються розробкою транспортних системна магнітному підвісі, транспорт здатний розвивати швидкість до 500 км/год, при цьому забезпечувати необхідну безпеку, комфорт, незалежність від атмосферного тиску, екологічність, шумоізоляцію.
Перші приклади практичного використання магнітних підвісів в вимірювальних приладах були отримані в 40-х роках XX століття.
Їх розвитком і вивченням займалися знамениті вчені: Д. Бімс і Д. Хрізінгер (США), О.Г. Кацнельсон і А.С. Едельштейн (СРСР). Перший активний магнітний підшипник був представлений і експериментально досліджений в 1960 році Р. Сікссмітом (США). Широке практичне застосування активних магнітних підшипників в нашій країні і за кордоном почалося на початку 70-х років XX століття і зараз застосовується в таких областях техніки як: космічні та ядерні установки, текстильні машини, турбіни і насоси у вакуумі, роботи, точні вимірювальні прилади, двигуни, залізничний транспорт і т. д. [5]
Ця дипломна робота присвячена розробці системи багатоосьові магнітного підвісу з метою розвитку знань, практичних умінь і навичок у студентів різних технічних спеціальностей, в області електромагнітної левітації, синтезі та аналізі законів управління механічних систем.
В експерименті, порожниста куля з феромагнітного матеріалу, під дією електромагнітного поля знаходиться в підвішеному стані. Дія магнітного підвісу відбувається за рахунок рівноваги сил, тобто сила тяжіння і прикладене навантаження компенсуються силою магнітного поля (магнітною силою), внаслідок чого об'єкт знаходиться в підвішеному стані і може здійснювати безконтактні руху за рахунок регулювання магнітної силою, де джерелом магнітного поля є електромагніт, а об'єктом може виступати феромагнетик або немагнітний матеріал із закріпленим на ньому магнітом.
Також лабораторний стенд розкриває принцип дії, структуру магнітних підшипників, а також наочно демонструє схему регулятора, властивості регулятора зі зворотним зв'язком, які необхідні для створення і управління магнітного підшипника.
Мета роботи: спроектувати і виготовити лабораторний стенд з вивчення принципу дії і структури активних електромагнітних підвісів.
Завдання:
спроектувати і виготовити апаратну частину системи управління ЕП;
розробити алгоритм і програмно реалізувати на мові Arduino
- виготовити діючий макет ЕП;
- розробити навчально-методичні матеріали для проведення лабораторних занять на кафедрі «Управління технічними системами» Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти «Іркутський державний університет шляхів сполучення» (ФГБОУ ВПО ІрГУПС).
1 Введення в технологію магнітних підшипників
. 1 Введення
Магнітні підшипники? це яскравий приклад з області мехатроніки. Вони включають в себе не тільки механічні компоненти, але й електронні елементи (датчики, підсилювачі потужності, регулятор, і ін.) І електромеханічні перетворювачі (електромагніт).
У зв'язку з розвитком і загальнодоступністю електроніки і мікропроцесорної техніки, магнітні підшипники можуть так само широко використовуватися, як і інші традиційні підшипники, що зробить їх більш вигідним рішенням класичних проблем в машинобудуванні.
Магнітний підшипник без регулювання є непридатним до використання конструктивним елементом. Тільки поєднання механіки, датчиків, приводів, автоматичного регулювання та обробки інформації робить магнітний підшипник придатним до використання і розкриває його переваги.
На даний момент магнітні підшипники використовуються у вузьких областях: застосовуються в турбокомпрессорах і компресорах для природного газу, водню і повітря, у вакуумній техніці, в...
