Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab
The article considers the possibility of constructing a mathematical model of the process of mechanical erosion of low-current electrical contact pairs using the MATLAB modeling system by identification, that is, obtaining a mathematical model of a real object based on experimental data presented in...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University
2020
|
| Онлайн доступ: | http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/216498 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences |
Репозитарії
Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences| id |
mcmtechkpnueduua-article-216498 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| format |
Article |
| author |
Ситник, Олександр Олексійович Ключка, Костянтин Миколайович Кисельова, Ганна Олексіївна Кисельов, Владлен Борисович |
| spellingShingle |
Ситник, Олександр Олексійович Ключка, Костянтин Миколайович Кисельова, Ганна Олексіївна Кисельов, Владлен Борисович Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab |
| author_facet |
Ситник, Олександр Олексійович Ключка, Костянтин Миколайович Кисельова, Ганна Олексіївна Кисельов, Владлен Борисович |
| author_sort |
Ситник, Олександр Олексійович |
| title |
Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab |
| title_short |
Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab |
| title_full |
Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab |
| title_fullStr |
Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab |
| title_full_unstemmed |
Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab |
| title_sort |
моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами matlab |
| title_alt |
Modeling of Capacitive Erosion of Low-Current Electrical Contacts Using Matlab |
| description |
The article considers the possibility of constructing a mathematical model of the process of mechanical erosion of low-current electrical contact pairs using the MATLAB modeling system by identification, that is, obtaining a mathematical model of a real object based on experimental data presented in the form of algebraic equations.Capacious erosion of electrical contact pairs and the associated transfer of metal from one contact surface to another significantly affects the wear resistance of electrical contacts of relays, potentiometers, potentiometric sensors, encoders, and other low-current switching equipment. However, the size of the bridge during contact erosion, in addition to the current value, is affected by many factors, namely: the speed of closing and opening, clamping force, temperature, pressure and density of the environment, contact geometry, contact material parameters, and other processes. Therefore, creating a mathematical model that would take into account all the factors that affect the capacious erosion of contacts is quite a complex mathematical task. This leads to a wide use of empirical dependencies in the form of fairly simple power functions. The study revealed that the error given by models using power functions is quite high and practically does not differ from the error of models using linear functions. Therefore, to select the optimal cost and wear resistance of contact materials, researchers are forced to use the results obtained by switching tests of contact materials. However, as a result of the research, it was found that in order to reduce the error and obtain a more adequate model, it is advisable to use a quadratic function, the use of which reduces the error by about half.As a result of the study of contact pairs from different contact materials, the following was revealed: the exponential function cannot be used as a model of low-current electrical contact pairs; the linear and power functions give quite acceptable results and can be recommended for use at the initial stages of modeling the process of low-current electrical contact pairs; the quadratic function is a more adequate mathematical model of erosion of electrical contact pairs and the associated transfer of metal from one contact surface to another significantly affects the wear resistance of electrical contacts of relays, potentiometers, potentiometric sensors, encoders, and other low-current switching equipment. However, the size of the bridge during contact erosion, in addition to the current value, is affected by many factors, namely: the speed of closing and opening, clamping force, temperature, pressure and density of the environment, contact geometry, contact material parameters, and other processes. Therefore, creating a mathematical model that would take into account all the factors that affect the mystical erosion of contacts is quite a complex mathematical task. This leads to a wide use of empirical dependencies in the form of fairly simple power functions. The study revealed that the error given by models using power functions is quite high and practically does not differ from the error of models using linear functions. Therefore, to select the optimal cost and wear resistance of contact materials, researchers are forced to use the results obtained by switching tests of contact materials. However, as a result of the research, it was found that in order to reduce the error and obtain a more adequate model, it is advisable to use a quadratic function, the use of which reduces the error by about half.As a result of the study of contact pairs from different contact materials, the following was revealed: the exponential function cannot be used as a model of low-current electrical contact pairs; the linear and power functions give quite acceptable results and can be recommended for use at the initial stages of modeling the process of low-current electrical contact pairs; the quadratic function is a more adequate mathematical model of |
| publisher |
Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/216498 |
| work_keys_str_mv |
AT sitnikoleksandroleksíjovič modelingofcapacitiveerosionoflowcurrentelectricalcontactsusingmatlab AT klûčkakostântinmikolajovič modelingofcapacitiveerosionoflowcurrentelectricalcontactsusingmatlab AT kiselʹovagannaoleksíívna modelingofcapacitiveerosionoflowcurrentelectricalcontactsusingmatlab AT kiselʹovvladlenborisovič modelingofcapacitiveerosionoflowcurrentelectricalcontactsusingmatlab AT sitnikoleksandroleksíjovič modelûvannâmístkovoíerozííslabkostrumovihelektričnihkontaktívzasobamimatlab AT klûčkakostântinmikolajovič modelûvannâmístkovoíerozííslabkostrumovihelektričnihkontaktívzasobamimatlab AT kiselʹovagannaoleksíívna modelûvannâmístkovoíerozííslabkostrumovihelektričnihkontaktívzasobamimatlab AT kiselʹovvladlenborisovič modelûvannâmístkovoíerozííslabkostrumovihelektričnihkontaktívzasobamimatlab |
| first_indexed |
2024-04-08T14:59:16Z |
| last_indexed |
2024-04-08T14:59:16Z |
| _version_ |
1795779048749662208 |
| spelling |
mcmtechkpnueduua-article-2164982020-11-17T09:43:16Z Modeling of Capacitive Erosion of Low-Current Electrical Contacts Using Matlab Моделювання місткової ерозії слабкострумових електричних контактів засобами MatLab Ситник, Олександр Олексійович Ключка, Костянтин Миколайович Кисельова, Ганна Олексіївна Кисельов, Владлен Борисович The article considers the possibility of constructing a mathematical model of the process of mechanical erosion of low-current electrical contact pairs using the MATLAB modeling system by identification, that is, obtaining a mathematical model of a real object based on experimental data presented in the form of algebraic equations.Capacious erosion of electrical contact pairs and the associated transfer of metal from one contact surface to another significantly affects the wear resistance of electrical contacts of relays, potentiometers, potentiometric sensors, encoders, and other low-current switching equipment. However, the size of the bridge during contact erosion, in addition to the current value, is affected by many factors, namely: the speed of closing and opening, clamping force, temperature, pressure and density of the environment, contact geometry, contact material parameters, and other processes. Therefore, creating a mathematical model that would take into account all the factors that affect the capacious erosion of contacts is quite a complex mathematical task. This leads to a wide use of empirical dependencies in the form of fairly simple power functions. The study revealed that the error given by models using power functions is quite high and practically does not differ from the error of models using linear functions. Therefore, to select the optimal cost and wear resistance of contact materials, researchers are forced to use the results obtained by switching tests of contact materials. However, as a result of the research, it was found that in order to reduce the error and obtain a more adequate model, it is advisable to use a quadratic function, the use of which reduces the error by about half.As a result of the study of contact pairs from different contact materials, the following was revealed: the exponential function cannot be used as a model of low-current electrical contact pairs; the linear and power functions give quite acceptable results and can be recommended for use at the initial stages of modeling the process of low-current electrical contact pairs; the quadratic function is a more adequate mathematical model of erosion of electrical contact pairs and the associated transfer of metal from one contact surface to another significantly affects the wear resistance of electrical contacts of relays, potentiometers, potentiometric sensors, encoders, and other low-current switching equipment. However, the size of the bridge during contact erosion, in addition to the current value, is affected by many factors, namely: the speed of closing and opening, clamping force, temperature, pressure and density of the environment, contact geometry, contact material parameters, and other processes. Therefore, creating a mathematical model that would take into account all the factors that affect the mystical erosion of contacts is quite a complex mathematical task. This leads to a wide use of empirical dependencies in the form of fairly simple power functions. The study revealed that the error given by models using power functions is quite high and practically does not differ from the error of models using linear functions. Therefore, to select the optimal cost and wear resistance of contact materials, researchers are forced to use the results obtained by switching tests of contact materials. However, as a result of the research, it was found that in order to reduce the error and obtain a more adequate model, it is advisable to use a quadratic function, the use of which reduces the error by about half.As a result of the study of contact pairs from different contact materials, the following was revealed: the exponential function cannot be used as a model of low-current electrical contact pairs; the linear and power functions give quite acceptable results and can be recommended for use at the initial stages of modeling the process of low-current electrical contact pairs; the quadratic function is a more adequate mathematical model of 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 Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University 2020-09-17 Article Article application/pdf http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/216498 10.32626/2308-5916.2020-21.113-125 Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences; 2020: Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences. Issue 21; 113-125 Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки ; 2020: Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки. Випуск 21; 113-125 2308-5916 10.32626/2308-5916.2020-21 uk http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/216498/216569 Авторське право (c) 2021 Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки |