Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab
DOI:
https://doi.org/10.32626/2308-5916.2020-21.113-125Анотація
У статті розглядається можливість побудови математичної моделі процесу механічної ерозії слабкострумових електричних контактних пар з використанням моделюючої системи MATLAB методом ідентифікації, тобто отримання математичної моделі реального об'єкта на основі експериментальних даних, представлених у вигляді алгебраїчних рівнянь.
Місткова ерозія електричних контактних пар і повʼязаний із нею перенос металу з однієї контактної поверхні на іншу суттєво впливає на зносостійкість електричних контактів реле, потенціометрів, потенціометричних датчиків, енкодерів та іншої слабкострумової комутаційної апаратури. Однак на розмір містка при ерозії контактів окрім величини струму впливає багато факторів, а саме: швидкість замикання та розмикання, сила притискання, температура, тиск та щільність навколишнього середовища, геометрія контактів, параметри контактних матеріалів та інші процеси. Тому створення математичної моделі, яка б враховувала всі фактори, які впливають на місткову ерозію контактів є достатньо складною математичною задачею. Це призводить до широкого використання емпіричних залежностей у вигляді достатньо простих степеневих функцій. Проведене дослідження виявило, що похибка, яку дають моделі з використанням степеневих функцій, є досить високою і практично не відрізняється похибки моделей з використанням лінійних функцій. Тому для вибору оптимальних по вартості та зносостійкості контактних матеріалів, дослідники змушені використовувати результати отримані методом комутаційних випробувань контактних матеріалів. Однак в результаті проведених досліджень було виявлено, що для зменшення похибки та отримання більш адекватної моделі є доцільним застосувати квадратичну функцію, використання якої зменшує похибку приблизно вдвічі.
В результаті дослідження контактних пар з різних контактних матеріалів виявлено наступне: експоненціальна функція не може бути використана в якості моделі місткової ерозії; лінійна та степенева функції дають цілком прийнятні результати і можуть бути рекомендовані для використання на початкових етапах моделювання процесу місткової ерозії; більш адекватною математичною моделлю місткової ерозії слабкострумових електричних контактних пар є квадратична функціяПосилання
Григорьев А. А., Ваткина М. А. Анализ физических процессов износа электрических контактов коммутационных низковольтных аппаратов. Вестник Чувашского государственного педагогического университета имени И. Я. Яковлева. 2014. № 2 (82). С. 3-13.
Декабрун И. Е. Состояние инженерно-технических исследований в области слаботочных релейных контактов. Электрические контакты. М.: Наука, 1973. С. 15-19.
Разумихин М. А. Эрозионная устойчивость маломощных контактов М.: Энергия, 1964.
Holm R. Electric contacts: theory and application / by Ragnar Holm with Else Holm ; preface by J.B.P. Williamson. 4th ed. Berlin ; London: Springer, 2011. 484 p.
Montgomery S., Kennedy D., O'Dowd N. Analysis of Wear Models for Advanced Coated Materials. Matrib: International Conference on Materials, Tribology, Recycling, Lipanj, Croatia, June 24-26, 2009.
Мышкин Н. К., Кончиц В. В. Электрические контакты. Долгопрудный: Интеллект. 2008. 560 c.
Недорезов В. Г., Цыганков А. И. Влияние продуктов износа контактной пары потенциометра на надежность его работы. Труды Международного симпозиума «Надежность и качество», в 2 т. Пенза: ПГУ, 2015. Т. 2. С. 153-154.
Мрачковський А. М. Дослідження електричної ерозії поверхонь різних контактних пар низьковольтних комутаційних апаратів. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія: Техніка та енергетика АПК. 2016. № 242. С. 155-158.
Мрачковський А. М. Дослідження закономірностей електричної ерозії дослідних зразків контакт — деталей на основі срібла і міді. Енергетика і автоматика. 2016. № 1. С. 82-89.
Мокін Б. І., Мокін В. Б., Мокін О. Б. Математичні методи ідентифікації динамічних систем : навчальний посібник. Вінниця: ВНТУ, 2010. 260 с.
Радченко С. Г. Статус математических моделей, получаемых с использованием регрессионного анализа. Математичні машини і системи. 2016. № 2. С. 138-147.
Лазарєв Ю. Ф. Довідник з MATLAB : електронний навчальний посібник з курсового і дипломного проектування. Київ: НТУУ «КПІ», 2013. 132 c.
Петрянин Д. Л., Юрков Н. К., Романенко Ю. А. Повышение точности расчетов методов аппроксимации. Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2015. № 1. С. 123-127.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Authors who publish with this journal agree to the following terms:- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
