Ту хабаршысы

● Технические науки 

 

     

                                               

№5 2014 Вестник КазНТУ  

          

198 

уровней на выходе инвертора. Работа однофазного мультиуровнего инвертора, представленная выше 

применяется для восьми, двенадцати и двадцати шести ступенчатого инвертора.  

В  данной  работе  проведен  расчет  угла  коммутации  для  каждого  источника,  как  для  восьми, 

двенадцати  и  двадцати  шести  ступенчатого  однофазного  инвертора.  Данный  расчет  обеспечивает 

наиболее синусоидальную кривую напряжения. Для каждой ступени подается необходимый уровень 

напряжения. Расчеты проводились по ниже представленному алгоритму, в данном случае для восьми 

ступенчатого инвертора  (таблица 1.) .Нужно отметить расчет угла коммутации для каждой ступени 

проводиться по индивидуальному алгоритму и соответственно меняется при увелечении уровней. 

 

Таблица-1. Углы коммутации восьми ступенчатого инвертора 

 

Амплитуды 

ступеней 

УГЛЫ 

ФАЗЫ 

 

24 

0

1

2

,

2

312

12

arcsin







00012

,

0

01

,

0

180

1







24 

0

2

6

,

6

312

36

arcsin







00036

,

0

01

,

0

180

6

,

6





24 

0

3

08

,

11

312

60

arcsin







00061

,

0

01

,

0

180

08

,

11





24 

0

4

6

,

15

312

84

arcsin







00086

,

0

01

,

0

180

6

,

15





24 

0

5

25

,

20

312

108

arcsin







00112

,

0

01

,

0

180

25

,

20





24 

0

6

02

,

25

312

132

arcsin







00139

,

0

01

,

0

180

05

,

25





28 

0

7

42

,

30

312

158

arcsin







00169

,

0

01

,

0

180

42

,

30





28 

0

8

59

,

36

312

186

arcsin







00203

,

0

01

,

0

180

59

,

36





28 

0

9

3

,

43

312

214

arcsin







00240

,

0

01

,

0

180

3

,

43





28 

0

10

8

,

50

312

242

arcsin







00282

,

0

01

,

0

180

8

,

50





28 

0

11

9

,

59

312

270

arcsin







003327

,

0

01

,

0

180

9

,

59





28 

0

12

7

,

72

312

398

arcsin







00403

,

0

01

,

0

180

7

,

72





 

В  работе  построена  имитационная  модель  для  восьми,  двенадцати  и  двадцати  шести 

ступенчатого  инвертора  в  программе  моделирования    MatLab.  Схема  инвертора  собрана  на  IGBT 

транзисторах.  

 

● Техникалыќ єылымдар 

 

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

 

199

 

Рис. 1.

 Модель восьми ступенчатого инвертора 

 

Полученные  выходные  напряжения  мультиуровневых  инверторов  представлены  на  рисунках 

1,2,3.  

 

 

 

Рис. 2. 

Выходное напряжение восьми уровнего инвертора 

 

 

 

Рис. 3.

 Выходное напряжение двенадцати ступенчатого инвертора 

 

● Технические науки 

 

     

                                               

№5 2014 Вестник КазНТУ  

          

200 

 

 

Рис. 4.

 Выходное напряжение двадцати шести ступенчатого инвертора 

 

По  представленным  результатам  видно,  что  кривая  напряжения  с  возрастанием  уровней  

становиться  наиболее  синусоидальной,  то  есть  коэффициент  искажения  снижается  с  возрастанием 

уровней.[5] 

В данной статье проведен анализ полученных кривых напряжений для схем восьми, двенадцати 

и  двадцати  шести  ступенчатого  инвертора.  Согласно  ГОСТу    коэффициент  кривой  напряжения 

должен  быть  в  пределах  3–5%  [3].  Полученные  показатели  коэффициента  кривой  напряжения  для 

восьми  ступенчатого  инвертора  составляют  4,64%,  для  двенадцати  ступенчатого  2,98%  и  для 

двадцати шести ступенчатого инвертора 1,22%. 

В заключении можно отметить, что наиболее  синусоидальную кривую обеспечивает двадцати 

шести  ступенчатый  инвертор,  который  имеет  коэффициент  кривой  напряжения  1.22%.  Этот 

показатель  является  на  3%  выше  чем  при  пяти  ступенчатом  инверторе.  Однако,  для  построение 

такого  инвертора  требуется  более  высокие  материальные  затраты  по  сравнению  с  восьми  и 

двенадцати ступенчатыми инверторами. 

 

ЛИТЕРАТУРА 

1.  Патент  №60622  Комитет  по  правам  интеллектуальной  собственности    Министерства  Юстиции 

Республики  Казахстан.  Многоступенчатый  транзисторный  инвертор  /Исембергенов.  Н.Т.,  Илипбаева  Л.Б..: 

опубл.15.07.2009. бюл.№9. 

2.  Исембергенов  Н.Т.,  Илипбаева  Л.Б.   Компьютерное моделирование системы  «солнечные  элементы–

инвертор–нагрузка»/  Сборник  научных  трудов  V-международной  научно-технической  конференции 

«Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях» – Алматы. АИЭС, 2006. 156-

158с. 

3.  Исембергенов  Н.Т.,  Тайсариева  К.Н.,  Моделирование  трехфазного  инвертора  в  среде  MATLAB. 

Труды 

Международной 

научно-практической 

конференции 

«ИНФОРМАЦИОННЫЕ 

И 

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ  ТЕХНОЛОГИИ:  образование,  наука,  практика»,  посвященная  50-летию 

Института информационных и телекоммуникационных технологий. Алматы. 2012 год.  С. 325-328. 

4.  Деян  Шрайбер.  Преобразователи  высокой  мощности  для  возобновляемых    источников  энергии.  

Силовая  Электроника.

  

№5’2010. С.90- 94. 

5.  Н.Т.  Исембергенов,  Л.Б.  Илипбаева.  Преобразование  солнечной  энергии  в  электроэнергию 

промышленной  частоты  и  напряжения.  –  Алматы:  Вестник  Национальной  инженерной  академии  Республики 

Казахстан    № 1(19). 2006. 

 

REFERENCES 

1.  Patent  №  60622  Komitet  po  pravilam  intelektual’noi  sobstvennosti  Ministersva  Uisticii  Respubliki 

Kazakhstan. Mnogostupenshatyi traznzistornyi invertor/ Isembergenov. H.T.,Ilipbaeva L.B.:opubl.15.07.2009.buil.№9. 

2.  Isembergenov  N.T.,Ilipbaev  L.B  kompuiternoe  modelirovanie  sistemy  «solneshnye  element-invertor-

nagruzka»  /Sbornik  naushnyh  trudov  V-mezhdunarodnyi  naushno-tehnisheskoi  konferencii  «Energetika, 

telekommunkacii I vycheee obrazavanie v sovremennnyh usloviyah»  Almaty. AIES, 2006. 156-158s. 

3.  Isembergenov  N.T.,  Taissariyeva  K.,  Modellirovanie  trehfaznogo  invertora  v  srede  MATLAB.  Trudy 

Mezhdunarodnoi  nausno-praktisheskoi  konferencii  «INFORMACIONNYE  I  TELEKOMMUNIKACIONNYE 

TEHNOLOGII:  obrazovanie,  nauka,  praktika»  posvyachennaya  50-letiu  Instituta  informacionnyh  I 

telekommunikacionnyh tehnologii Almaty 2012 god C. 325-328. 

4.  Deian  Chraiber.  Preobrazovateli  vysokoi  mochnosti  dlia  vozobnovliaemyh  istoshnikov  energii,  Silovaya 

Elektronika №5’2010. S.90- 94. 

5.  N Isembergenov, L Ilipbaeva. Preobrazovanie solneshnoy energii v elektroenergiyu promychlennoi shastoty I 

napryazheniya.– Almaty: Vestnik Nacionalnoi inzhenernoi akademii  Respubliki Kazakhstan    № 1(19). 2006. 

 

● Техникалыќ єылымдар 

 

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

 

201

ЖОК 621.86/87.(075) 

Н.Т.  Сұрашев, О.Ғ. Ғазизов, Ш.Г. Жұмадилдаева  

 

ҚАЙШЫЛЫ ҚАРМАУЫШ МЕХАНИЗМІНІҢ СЕНІМДІЛІГІН АРТТЫРАТЫН 

ЫҚШАМДАЛҒАН  ПАРАМЕТРЛЕРІН АНЫҚТАУ 

 

Түйіндеме:

  Мақалада  қайшылы  қармауыш  механизмінің  түрлері,  құрылымдық  ерекшеліктері,  жұмыс 

істеу қағидасы мен шарты, негізгі параметрлерін анықтау формулалары берілген. 

Негізгі сөздер:

 қармауыш, қайшылы, сенімділік, ықшамдалған, лебедка 

 

Əр формадағы жүктерді, көтеріп тасымалдау, орын алмастыру, реттеу, сорттау жұмыстары жүк 

көтеру машиналарымен құрылғылардың көмегімен орындалады. Аталған жұмыстардың барлық түрі 

келесі үрдістерден тұрады:  

-  жүкті қармау, немесе жүкті ілмекке ілу, байлау, орналастыру; 

-  жүкті көтеру, сонан соң, кеңістікте тасымалдау; 

-  жүкті түсіру, босату, орналастыру, салу.  

Осы үрдістердің ішіндегі ең қиыны жəне маңыздысы жүкті қармау екені айқын, себебі əр түрлі 

формадағы  жүктерді  ілмекке  ілу  кезінде  оның  центрге  түсу  күшін  тауып,  ауытқып  кетпейтіндей 

байлап ілмекке орнықты түрде орналастыру – қосымша жұмысшы күшін талап етеді. 

Жүкті  ілмекке  байланыстыру  жəне  босату  бүгінгі  таңда  өте  өзекті  мəселе,  сондықтан  барлық 

өнеркəсібі  дамыған  елдерде  сол  тақырыпта  ғылыми  техникалық  ізденісте,  көптеген  инновациялық 

шешімдер мен патенттер жариялануда [1,2]. 

Ұсынылған ғылыми еңбекте цилиндрлі түрдегі бұйымдарды арнайы құрастырылған қайшылы 

фрикционды  қармауышпен  қармаудың  үрдісін  көрсетіп,  аналитикалық  есептеу  əдісімен 

қармауыштың негізгі ықшамдалған өлшемдері мен параметрлері анықталған [3].     

Бүйірлік  фрикционды  қармауыш.  Фрикционды  қармауышты  тиегіштің  жүк-көтергіш 

кареткасының  ілмегіне  іліп  қояды.  Ондағы  қысым  күші  жүк  салмағына  байланысты  болады.  (1а-

сурет). Фрикционды қармауыш бүйірлік болуы мүмкін. Бұл жағдайда жүкті гидроцилиндр көмегімен 

қысады (1ə-сурет). 

Қармау сенімділігінің коэффициенті 









д

ж

б

H

К

Q

N

K

2

, 

 

мұндағы N

б 

– жүкті бүйір жақтан қысу күші, кН  

i

Р

N

б





; Q

ж

 –ағаш контейнеріндегі жүктің салмақ 

күші, кН; µ –жүкті қармау бетіндегі үйкеліс коэффициенті (ағаш жəшікте µ = 0,5); К

д

 –механизм 

жұмысының динамикалық коэффициенті;

Qм

Р



– беріліс механизмінің жетек элементіне əсер етуші 

күш, кН; i –механизмнің беріліс саны, Q

м

 – жүк қармауыш механизмінің салмақ күші, кН. 

1а-суретте көрсетілген алғашқы мəліметтер бойынша: 

 

















cos

2

cos

)

2

/(

)

sin

(cos















o

o

H

lp

H

tg

lp

i

. 

 

Қысу күші жүк салмағының күшіне байланысты болатын қармауышты есептеуде жүк көтергіш 

механизмнің кез келген динамикалық жұмысында  

К

д 

= 1 етіп алады. Ағаш сауыт жəне қармауыштың бүрленген беті үшін 

 µ = 0, 5. 

Сенімділік коэффициентінің рауалы мəндері К

с

 = 1, 1…1, 25. 

1ə-суретте көрсетілген жетек механизмін қолдану кезінде жүкті бүйір жағынан қысу күші: 

 

N

б 

= Р

ц

 η , 

мұндағы Р

ц

 = Р – беріліс механизмінің жетек элементіне əсер етуші күш, кН; η –сол механизмнің 

ПƏК. 

Гидроцилиндр  жетегі  көмегімен  қысуы  реттелетін  қармауышты  есептеуде  механизм 

жұмысының динамикалық коэффициенті К

д

 =1,2…1,3. 

Үйкеліске  кететін  белгілі  бір  шығынның  алғашқы  мəліметтерінде  η',  %  механизм  ПƏК-і 

мынаған тең болады: η = 1- η'. 

● Технические науки 

 

     

                                               

№5 2014 Вестник КазНТУ  

          

202 

Қармауышты  əрі  қарай  конструкциялауда  жүктің  бүйірлік  қысым  күшінің  əсеріне  шыдап 

сақталып қалуын қосымша ретінде есептеу керек. 

 

 

1

-сурет. Бүйірлік фрикционды қармауыштар: а – механикалық; ə – гидравликалық 

 

A

P

ж

Q

 



 

y

F

 

O

 

м

Q

 

P

7

 

6

5

4

3

2



1

p



 

k

Q

 

Н

0 

 

 

2-сурет.

 Қайшылы қармауыш механизмнің кинематикалық схемасы:  

1 – траверса; 2 – канат; 3 – иін-тірек; 4 – балка; 5 – топса; 6 – ұстағыш; 7 – көтерілетін жүк (жəшік) 

 

2  –  суретте  көрсетілген  қармауыш  механизм  қайшылы  түрде  жасалған.  Ол  траверсадан,  екі 

иілмелі элемент канаттан (2), екі иін-тіректен (3), балкадан (4) жəне екі ұстағыштан тұрады. Балка (4) 

мен    екі  иінтіректер  (3)  топса  (5)  арқылы  жалғасады.  Иін-тіректердің  (3)  ұш  жағына  қанаттар  (2) 

тармақтары  бекітіледі  де,  қанаттардан  екінші  ұштары  траверса;  коуштар  арқылы  өріліп  бекітіледі. 

Траверсаға  (1)  көтергіш  кранның  ілгегі  ілінеді.  Жүкті  көтеру  үшін  балкасымен  (4)  тіректерге 

қойылуы  керек.  Оның  астына  жүк  (жəшік)  (7)  əкелінуі  қажет.  Жүкті  көтеру  барысында 

м

Q

  – 

қармауыш  механизмнің  салмағынан  қанаттар  (2)  тартылып  иін-тіректерді  (3) 

O

  нүктелері  яғни 

топсалар  бойымен  бұрады  да, 

P

  қысу  күштерін  тудырады.  Бұл  кезде 

P

  қысу  күштері 

ж

Q

  –  жүк 

салмағынан асып түсетін үйкеліс күштерін тудыруы керек. Əйтпесе, ұстағыштар (6) жəшіктің (7) екі 

бүйір  жағынан  сырғып  шығып  кетеді.  Кейбір  əдебиеттерде  бұл  шарттар  ескерілмейді.  Мұндай 

қайшылы механизмдердің жүк көтергіштігі олардың меншікті салмағына 

м

Q

–ге байланысты. 

Егер ұстағыштар (6) жəшікке қосымша ретінде бекітілетін болса, онда қайшылы механизмнің 

жүк  көтергіштігі  өзінің  меншікті  салмағына  байланысты  болмайды.  Жоғарыда  айтылған  шарт 

орындалып,  жүкті  көтергенде,  қармауыш  механизм  жəшікті  шамамен  екі  есе  үлкен  күшпен  қысуы 

мүмкін [4].  

Q

ж 

Q

ж

● Техникалыќ єылымдар 

 

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

 

203

x



z

м

Q

 

G

G



 

 

3-сурет.

 Қармауыш механизмі салмақ күшін строп тармақтары бойымен жіктеуі: 

x

 – горизонталь ось; 

z

 – вертикаль ось; 

м

Q

 – қармауыш механизмінің салмақ күші; 

G

 – строп 

тармақтарындағы тарту күші; 



 – строп тармақтарының вертикаль осьтен ауытқу бұрышы. Оның 

0

90

 

бұрыштан кем болуы керек. 

 

z

  –  осіндегі  күштер  проекциялары  қосындысын  нөлге  теңестіретін,  строп  тармақтарындағы 

күштерді табамыз. 

0





z

F

,  

 

0

cos

2







G

Q

м

,  

 

бұдан строп тармақтарындағы тарту күші: 



cos

2

м

Q

G



                                                                      (1) 

 

Строптың бір тармағындағы 

G

 күшін 

z

 жəне 

x

 – остеріне жіктейміз: 

 

x



z

 

x

G

 

z

G

 

A

 

 

4-сурет.

 Строптың бір тармағындағы 

G

 – тарту күшінің 

x

 жəне 

z

 осьтеріне проекциялары (жіктелуі) 

 

Строптың бір тармағындағы 

G

 – тарту күшінің 

x

 – осіне проекциясы  

 









tg

Q

Q

G

G

м

м

x

2

sin

cos

2

sin







 

 



tg

Q

G

м

x

2



                                                                 (2) 

 

Строптың бір тармағындағы 

G

 – тарту күшінің 

z

 – осіне проекциясы  

жүктеу/скачать 15,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: