Техническое оснащение экспериментальных исследований электромеханических преобразователей

Страницы работы

Содержание работы

2 Техническое оснащение экспериментальных

исследований ЭМП

2.1 Обоснование выбора оборудования, аппаратуры и приборного оснащения экспериментальных исследований ЭМП. Краткое описание приборного оснащения, принципы их работы и методики экспериментальных исследований ЭМП

Наличие воздушной среды, почвы и биологической ткани обуславливает существование трёхмерного ЭМП в МЭП. Так как геометрия электродной системы ЭТК неразрывно связана с ЭМП и определение поверхности электродов может происходить только итеративно, то должен быть разработан эффективный метод вычисления. В этом случае удобны расчёты в двух измерениях. Поверхностные токи раскладываются на отдельные кольцеобразные токи, и вычисление поверхностного распределения тока сводится к вычислению линейных токов. Для этой цели должно быть сделано отдельное описание секционированного электрода, чтобы как можно более точно определить трехмерную конфигурацию ЭМП. При описанном выше допущении ЭМП состоит из 2-х двумерных полей. На некотором расстоянии от электрода имеется точно осесимметричное поле, т.к. влияние неосесимметричного электрода на форму поля быстро уменьшается с расстоянием. Это поле может быть описано азимутальным распределением тока на неразделённой на сегменты поверхности. В зазорах МЭП также существует двухмерное поле. И только в области перехода между внешней областью и зазором поле имеет трехмерную конфигурацию. Задача состоит в формулировке дифференциально-разностных уравнений для 2-х полей и в определении условий их взаимного влияния, соответствующих области перехода. При условии, что среда линейна, т.е. за пределами заряда нет вкраплен, способных исказить ЭМП, можно использовать метод наложения. Если рас­сматривать вкрапления, искажающие ЭМП, то нужно использовать численный метод, либо метод конечных элементов.

После решения расчетной задачи для измерения ЭМП в точках, удаленных от элек­тродов, необхо­димо определить их потенциал и в начале опытов исследовать однородную среду на предмет изменения потенциала её точек от ЭМП "точечного" электрода. Ко­нечной задачей является измерение потенциала точек, расположенных в пространстве, на которое воздействует ЭМП трёхфазной электродной системы ЭТК. Методикой исследований предлагается использовать резервуар, наполненный составом близким по электрофизическим свойствам к почве, располагать в нем электроды ЭТК и измерять потенциал точек этого состава.[11]

В качестве исходной отправной точки для создания экспериментальной модели можно взять, выше упомянутую в главе 1 пункте 1.5, модель ЭМП двухпроводной линии электропередачи, предложенную в качестве лабораторной работы по теоретическим основам электротехники Новосибирской академии водного транспорта. Но в её конструкцию необходимо внести существенные доработки необходимые для соблюдения частоты эксперимента.   

Одним из разногласий является принятая в этой модели электропроводность электролита, которая  должна быть в пределах (1-3) 10-2 1/Ом . м. Однако электропроводность состава в создаваемой нами модели должна быть близкой к электропроводности почвы. Особенности почвенного состава, то есть неоднородность почвы является существенным фактором, который может вносить искажения в измерения, поэтому работа с почвенной структурой можно выполнять только после получения точной методики исследований на идеализированной модели. В качестве идеализированной модели почвы предлагается выбирать электролит. В качестве электролита предлагается использовать слабые растворы соли в воде, удельная электропроводимость должна соответствовать электропроводимости почвы в книге [6] на стр. 94 приводится удельная проводимость земли γ = 10-2 1/Ом . м.

  В качестве резервуара для электролита предлагается использовать элек­тролитическую ванну представляющую собой открытый сосуд из стекла, для уве­личения прочностных характеристик каркас сосуда выполнен из металлического проката (уголок).

Модель электродной системы выполняется той же геометрической формы и материала (медь, бронза, нержавеющая сталь и др.), что и реальная установка, но уменьшенная до соответствующих размеров. Степень уменьшения регламентиру­ется масштабом:

В качестве источника питания предлагается использовать стандартную сеть трехфазного переменного напряжения (U=380 B). Для соблюдения правил электробезопасности на исследовательской установке напряжение уменьшают с помощью понижающего трехфазного трансформатора до 20В и подают его на модель электродной системы ЭТК. Это обуславливается относительной электробезопасностью этого напряжения, удобным масштабом по отношению к усредненному значению напряжения применяемого у ЭТК трехфазного исполнения которое составляет  20кВ. Тогда  масштаб будет иметь следующую величину:

Похожие материалы

Информация о работе