Вплив напруги акумуляторної батареї на електромеханічні характеристики крокового приводу повороту платформи газодетонаційного міномету
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2025-3-2Ключові слова:
кроковий двигун, поворотна платформа, газодетонаційний міномет, напруга акумуляторної батареї, струм уставки, вібраційний моментАнотація
Мета роботи. Визначити залежності впливу напруги акумуляторної батареї, що обумовлює рівень її заряду на максимальні та вібраційні моменти, а також діюче значення струму фази двигуна, які ідентифікують ефективність роботи приводу повороту платформи газодетонаційного міномету.
Методи дослідження. Метод імітаційного моделювання.
Отримані результати. розроблено імітаційну модель крокового приводу, особливістю якої є врахування конструктивних параметрів навантаження, крокового двигуна та напівпровідникового перетворювача, параметрів системи керування та крокового двигуна; проведено комплекс чисельних експериментів на імітаційній моделі для визначення впливу рівня напруги акумуляторної батареї та струму уставки на діючий струм фази двигуна, його вібраційний та максимальний моменти; визначено, що керування струмом уставки може призвести до стабілізації режимів роботи привода повороту платформи газодетонаційного міномету при розряді акумулятора живлення та зниженні його напруги. Визначено, що діюче значення струму фази має змінний характер. Зміна діючого значення струму від струму уставки збільшується при збільшені напруги живлення від 2,41 А до 3,23 А при напрузі акумуляторної батареї 27 В. При низьких значеннях напруги вплив струму уставки на діюче значення струму фази двигуна незначний від 1,52А до 1,58 А. При збільшення напруги акумуляторної батареї з 22 В до 27 В при усіх значеннях струму уставки спостерігається монотонне збільшення діючого струму фази. Рівень вібраційного моменту на валу двигуна значно зростає при збільшенні напруги батареї. Струм уставки зменшує рівень вібрацій, однак це зниження ефективне лише при напругах акумулятора від 26В до 27В. Визначено, що при високих значеннях напруги акумулятора та високих значеннях струму уставки спостерігається значне зростання максимальних пускових моментів. Тому при пуску привода рекомендоване примусове зменшення струму уставки до рівня 4,5 А.
Наукова новизна. Вперше визначено залежності діючих значень струмів фаз та рівня вібраційних, максимальних моментів крокового приводу для повороту платформи газоденатоційного міномету від напруги акумуляторної батарей живлення, що можливо застосувати при створенні системи автоматизованого керування.
Практична цінність. Отримані результати досліджень можливо використати на практиці при створенні автоматизованого електроприводу повороту газодетонаційного міномету на основі крокового двигуна шляхом вибору параметрів струму уставки для напівпровідникового перетворювача, відповідно до рівня напруги акумуляторної батареї.
Посилання
Sakun, O. V. (2018). Istoriia ta perspektyvy zastosu-vannia tankovykh minometiv. Mekhanika ta mashynobuduvannia, (1), 89–96.
Merkava 4. (n.d.). Army Recognition. https://www.armyrecognition.com/military-products/army/main-battle-tanks/main-battle-tanks/merkava-iv-4-israel-uk
Streetfighter and the future of the Challenger 2. (n.d.). Army Technology. https://www.army-technology.com/features/streetfighter-challenger-2/?cf-view
British Army demos new Challenger 2 urban opera-tion tank concept. (n.d.). Shephard Media. https://www.shephardmedia.com/news/landwarfareintl/british-army-demos-new-challenger-2-urban-operatio/
Senderowski, C., Panas, A. J., Fikus, B., Zasada, D., Kopec, M., & Korytchenko, K. V. (2021). Effects of heat and momentum gain differentiation during gas detonation spraying of FeAl powder particles into the water. Materials, 14(23), 7443. https://doi.org/10.3390/ma14237443
Liubarskyi, B. H., Kryvosheiev, S. Yu., Yeresko, O. V., Halytsia, V. I., Poliakov, I. V., & Liubarskyi, D. B. (2024). Vyznachennia zusyl u enerhoefektyvnii sys-temi elektromahnitnoho utrymannia zariadu. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Seriia: Enerhetyka, (2[9]), 25–30. https://doi.org/10.20998/EREE.2024.2(9).316265
Kenjo, T., & Sugawara, A. (2003). Stepping motors and their microprocessor controls (2nd ed.). Oxford University Press.
Acarnley, P. (2002). Stepping motors: A guide to theory and practice (4th ed.). The Institution of Elec-trical Engineers.
Zhang, D., Wang, J., Qian, L., & Yi, J. (2019). Step-per motor open-loop control system modeling and control strategy optimization. Archives of Electrical Engineering, 68(1), 63–75. https://doi.org/10.24425/aee.2019.125980
Wang, L., Xin, X., & Zhu, L. (2016). A widely tunable fiber ring laser with closed loop control based on high-precision stepper motor. Optoelectronics Let-ters, 3, 169–172. DOI: 10.1007/s11801-016-6033-2
Wang, Q., & Lu, Q. (2017). High performance closed loop drive of two phase hybrid stepping mo-tor. Zhejiang Sci-Tech University. DOI: 10.24425/aee.2019.125980
Stănică, D.-M., Lita, I., & Oproescu, M. (2017). Comparative analysis of stepper motors in open loop and closed loop used in nuclear engineering. In IEEE 23rd International Symposium for Design and Tech-nology in Electronic Packaging.
Liubarskyi, B., Petrenko, A., Iakunin, D., & Du-binina, O. (2017). Optimization of thermal modes and cooling systems of the induction traction engines of trams. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies and Computer Systems Engineering Technological Systems, 3(9[87]), 59–67.
Goolak, S., Liubarskyi, B., Riabov, I., Chepurna, N., & Pohosov, O. (2023). Simulation of a direct torque control system in the presence of winding asymmetry in induction motor. Engineering Research Express. http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-8695/acde46
Deng, N., Yingcao, H., & Ganghu, C. (2016). Ap-plication of stepper motor subdivision drive in trans-formation of CA6140 lathe. In IEEE 11th Confer-ence on Industrial Electronics and Applications.
Kim, W., Shin, D., Lee, Y., & Chung, C. C. (2016). Simplified torque modulated microstepping for posi-tion control of permanent magnet stepper motors. Mechatronics, 35(5), 162–172.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 B. Liubarskyi, S. Kryvosheiev, O. Eresko, V. Halytsia, O. Sakun, D. Liubarskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
