Силовая электромагнитная импульсная система для наземной сейсморазведки малых глубин
Диссертация
Методы и средства исследований базировались на применении математического и физического моделирования. Теоретические исследования основывались на применении аппарата математического и векторного анализа, численных методов решения задач. Расчеты проводились с помощью вычислительной техники. Научно-физическими основами являлись положения теории электрических машин и теоретических основ… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. СЕЙСМОИСТОЧНИКИ ДЛЯ НЕВЗРЫВНОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ. И
- 1. 1. Аналитический обзор невзрывных источников сейсмических колебаний для сейсморазведки малых глубин земной коры
- 1. 1. 1. Требования, предъявляемые к сейсмоисточникам при исследованиях малых глубин земной коры
- 1. 1. 2. Классификация невзрывных сейсмоисточников
- 1. 1. 3. Обзор конструкций существующих невзрывных сейсмоисточников
- 1. 2. Силовая электромагнитная импульсная система для наземной сейсморазведки
- 1. 1. Аналитический обзор невзрывных источников сейсмических колебаний для сейсморазведки малых глубин земной коры
- Выводы
- Глава 2. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ ЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
- 2. 1. Определение энергетической структуры, режима и этапов работы ЛЭМД. Постановка задачи повышения удельных показателей ЛЭМД
- 2. 2. Принимаемые допущения математической модели электромеханического преобразования энергии
- 2. 3. Математическая модель электромагнитного преобразования энергии в ЛЭМД
- 2. 4. Математическая модель электромеханического преобразования энергии в ЛЭМД
- 2. 5. Критерий оптимальности режима работы линейного электромагнитного двигателя
- Выводы
- Глава 3. ИСТОЧНИКИ И СПОСОБЫ ПИТАНИЯ ЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГОДВИГАТЕЛЯ В СЭМИС
- 3. 1. Анализ схем питания электромагнитного генератора сейсмических волн
- 3. 1. 1. Особенности питания СЭМИС. Определение критериев согласованной работы источника питания и ЛЭМД, постановка задачи их оптимизации
- 3. 1. 2. Аккумуляторная схема питания СЭМИС
- 3. 1. 3. Конденсаторная схема питания СЭМИС
- 3. 1. 4. Схема питания СЭМИС од двух КБ включаемых в различные промежутки времени
- 3. 2. Математическое моделирование процессов питания ЛЭМД
- 3. 2. 1. Определение пути решения задачи оптимизации процесса совместной работы ИП и ЛЭМД
- 3. 2. 2. Математическая модель и методика расчета процесса электромеханического преобразования энергии в ЛЭМД с учетом особенностей источника питания
- 3. 2. 3. Реализация математической модели расчета с помощью системы инженерных расчетов «Simulink», принимаемые допущения и исходные данные
- 3. 3. Оптимизация параметров источника питания СЭМИС
- 3. 3. 1. Аккумуляторный режим питания ЛЭМД
- 3. 3. 2. Конденсаторный режим питания ЛЭМД
- 3. 3. 3. Питание ЛЭМД от двух КБ включаемых в различные промежутки времени
- 3. 4. Расчет динамических характеристик ЛЭМД с повышенными энергетическими показателями
- 3. 1. Анализ схем питания электромагнитного генератора сейсмических волн
- Выводы
- Глава 4. ПРОЦЕСС ПЕРЕДАЧИ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ПРЕОБРАЗУЕМОЙ В ИСТОЧНИКЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, В ИССЛЕДУЕМЫЕ СЛОИ ГРУНТА
- 4. 1. Определение полезной работы совершаемой источником сейсмических колебаний
- 4. 2. Оптимизация процесса передачи механической энергии от источника сейсмических колебаний в грунт
- 4. 2. 1. Математическая модель процесса взаимодействия ЛЭМД с грунтом
- 4. 2. 2. Численные расчет эффективности передачи механической энергии, преобразуемой СЭМИС, в грунт
- 4. 3. Экспериментальное исследование процесса передачи механической энергии от СЭМИС в грунт
- 4. 4. Апробация СЭМИС для сейсморазведки малых глубин
- Выводы
Список литературы
- Анализ схем питания электромагнитного генератора силовых импульсов.31.1. Особенности питания СЭМИС. Определение критериев согласованной работы источника питания и ЛЭМД.
- Особенности эксплуатации СЭМИС диктуют необходимость выполнения со стороны ИП ряда требований:
- Отдаленность работы СЭМИС от промышленных районов не позволяет использовать промышленную электрическую сеть, поэтому геологическая партия должна иметь автономные источники электропитания-
- ИП должен обеспечить возможность отбора ЛЭМД мощных, кратковременных импульсов тока.
- Критерий эффективности работы ИП и ЛЭМД на единичном цикле срабатывания СЭМИС кэф.ед., по аналогии с выражением (3.2), запишем в виде: кэф, д.= — • (3.4)1. Л тах
- Таким образом, эффективность совместной работы ИП и ЛЭМД, определяется коэффициентами (3.2) и (3.4), учитывающими не только величину электрической энергии потребленной двигателем, но и остаточную величину неиспользованной энергии в ИП.
- Рассмотрим существующие схемы питания электромагнитного СЭМИС, определив их достоинства и недостатки.31.2. Аккумуляторная схема питания СЭМИС.
- Достоинством данной схемы питания ЛЭМД является относительная простота эксплуатации АБ.
- Вопросы питания ЛЭМД от аккумуляторных батарей рассматриваются в81.31.3. Конденсаторная схема питания СЭМИС.
- Количество циклов заряда-разряда КБ значительно превосходит данную величину у АБ-
- Простота процесса заряда КБ, так как не требуется поддержание определенных величин тока-
- К недостаткам КБ следует отнести:
- Значительные величины токов утечки у традиционных КБ, не позволяющие хранить запасенную в них электрическую энергию продолжительное время. Применение электрохимических конденсаторов устраняет этот недостаток, но повышает стоимость ИП-
- Снижение частоты срабатывания СЭМИС за счет необходимости предварительного заряда КБ-
- Инвертирование уровня напряжения поступающего от источника энергии на КБ, требует применения относительно сложного и дорогостоящего оборудования.
- Рис. 3.1. Аккумуляторная схема питания ЛЭМД
- Рис. 3.2 Конденсаторная схема питания ЛЭМД
- Рис. 3.3 Схема питания ЛЭМД от двух конденсаторных батарей
- Математическое моделирование процессов питания линейного электромагнитного двигателя.32.1. Определение пути решения задачи оптимизации процесса совместной работы ИП и ЛЭМД.
- Для определения влияния схемы питания на КПД ЛЭМД должны быть известны величины потребленной электрической и преобразованной механической энергий за цикл срабатывания СЭМИС. Проведем анализ существующих методов решения данной задачи.
- Основными динамическими характеристиками ЛЭМД, определяющими динамику его энергетического состояния, являются зависимости тока в обмотке возбуждения и величины рабочего воздушного зазора 8 от времени V.
- Определение зависимости между составляющими выражений (3.5) и (3.6) во время срабатывания ЛЭМД, является одной из основных задач анализа функционирования ЛЭМД 88 90, 96−98, 103, 105, 110.
- Известные методы определения взаимосвязи между выражениями (3.5) и (3.6) можно разделить на четыре основных группы, различающиеся методом решения системы уравнений (3.7, 3.8):
- РсопР=^5) характеристик двигателя, а также, в отдельных случаях, пренебрежении активным сопротивлением обмотки возбуждения. В этих условиях, расчет имеет большую погрешность или показывает только качественную картину происходящих в ЛЭМД процессов.
- Алгоритм расчета рабочих характеристик электромагнитного механизма включает две последовательные математические задачи:
- Определим алгоритм и методику расчета динамических зависимостей (3.5) основанную на предложенной во второй главе теоретической модели электромеханического преобразования энергии в ЛЭМД 124.
- На основании (2.11), учитывая (2.15) и (2.28) запишем баланс мощностей в ЛЭМД:
- У|/=.<1|/МеХ | 1 .?У|/маг.н.1. Л (11 2 Л1 +