Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab

Автор(и)

  • Олександр Олексійович Ситник Черкаський державний технологічний університет, м. Черкаси
  • Костянтин Миколайович Ключка Черкаський державний технологічний університет, м. Черкаси
  • Ганна Олексіївна Кисельова Черкаський державний технологічний університет, м. Черкаси
  • Владлен Борисович Кисельов Черкаський державний технологічний університет, м. Черкаси

DOI:

https://doi.org/10.32626/2308-5916.2020-21.113-125

Анотація

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 функція

Посилання

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

2020-09-17