АСПЕКТИ СИНТЕЗУ ПАРАМЕТРІВ СИСТЕМ МОДАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДАМИ ТЕХНОЛОГІЧНИХ МАШИН ЗА УМОВ ДЕМПФУВАННЯ МЕХАНІЧНИХ КОЛИВАНЬ - Scientific conference

Congratulation from Internet Conference!

Hello

Рік заснування видання - 2011

АСПЕКТИ СИНТЕЗУ ПАРАМЕТРІВ СИСТЕМ МОДАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДАМИ ТЕХНОЛОГІЧНИХ МАШИН ЗА УМОВ ДЕМПФУВАННЯ МЕХАНІЧНИХ КОЛИВАНЬ

06.11.2021 10:38

[3. Technical sciences]

Author: Куриленко Я.М., магістрант, кафедра «Електромеханічні системи автоматизації», Донбаська державна машинобудівна академія; Задорожня І.М., к.т.н., доцент, кафедра «Електромеханічні системи автоматизації», Донбаська державна машинобудівна академія


Аналіз чисельних результатів дослідження динаміки пружних електромеханічних систем (ЕМС) [1-6] свідчить про подальший інтенсивний розвиток та гостру актуальність цього напрямку, що вимагає пошуку дієвих способів мінімізації коливальних явищ в електроприводах технологічних машин. 

Практичні рекомендації завдань оптимізації перехідних процесів в електроприводі (ЕП) за критерієм мінімуму коливальності дозволяють істотно знизити динамічні навантаження елементів ЕП й механізму, що сприяє підвищенню показників надійності й довговічності машин. Перспективними є питання оптимізації  систем за умови використання й реалізації принципів активного придушення пружних механічних коливань. Рекомендації багатьох авторів у плані відомих методик синтезу ЕМС дають вже сьогодні відчутні практичні результати, але урахування пружних механічних ланок робить методики громіздкими, і аналітичне вирішення завдань посилення демпфірувального ефекту ЕП можливо тільки під час спрощення структур із застереженнями й допущеннями.

Критично задовільні показники демпфірування пружних механічних коливань в ЕП із системою підпорядкованого регулювання вимагають залежно від механічних величин (коефіцієнт розподілу інерційних мас γ і частота механічних коливань Ω12) ще й організації додаткових коригувальних зворотних зв'язків. 

Високу точність регулювання й необхідну швидкодію за умови ефективного демпфірування пружних коливань забезпечують ЕМС керування модальної структури [7]. Синтез ЕМС відзначених структур заснований на формуванні ланцюгів регуляторів або зворотних зв'язків для додання замкнутій системі необхідних динамічних властивостей за заздалегідь обраним розподілом коренів характеристичного рівняння.

Мета вирішення завдання полягає в оптимізації ЕМС керування приводом модальної структури для забезпечення граничного ефекту демпфірування пружних коливань як моменту безпосередньо у валах механічних передач (МП), так і струму в електричних ланцюгах (моменту двигуна). 

ЕП класу машин з істотним взаємним впливом пружних механічних ланок у широкому діапазоні власних частот систем виступають двомасовою пружною ЕМС зі зворотними зв'язками за координатами першої й другої мас. 

Вирішення завдання синтезу в процесі загального підходу комплектації коренів шляхом приведення характеристичного рівняння ЕМС до типових нормованих рівнянь припускає неоднозначність вибору параметрів для забезпечення сумісності рівнянь. Прийоми синтезу ЕМС за нормованими стандартними поліномами не дозволяють також виявити фізичну природу впливу окремих параметрів на показники загасання процесів в електричній і механічній підсистемах.  

Широко використовувані частотні методи наочні, але мають непрямий зв'язок з показниками загасання процесів і досить громіздкі.

Головним і загальним недоліком методів синтезу, пропонованих у літературних джерелах до практичного застосування, слід зазначити те, що вони не враховують взаємозв'язки параметрів ЕП і пружної МП, продиктованих наявністю фізично інерційного зв'язку [8] і неможливістю явно оцінити вплив параметрів окремих підсистем на показники якості демпфірування процесів ЕМС у цілому.

Простим і практично наочним методом аналізу й синтезу ЕМС із пружними зв'язками з метою активного гасіння коливань є метод, заснований на фізичних закономірностях взаємозв'язку й взаємовпливу підсистем і розподілу коренів характеристичного рівняння за принципом електромеханічної сумісності (симетрії) [9], згідно чому, спираючись на відомі передатні функції за впливами збурення та керування, визначають характеристичне рівняння [5] та його корені, за розташуванням яких здійснюється оцінка демпфірувальних властивостей ЕМС. 

Оптимальне демпфірування пружних механічних коливань досягається розташуванням коренів із граничною електромеханічною взаємодією підсистем. Істотність взаємодії залежить від коефіцієнта взаємодії [3] і електромеханічного демпфірування саме активного елемента ЕП (двигуна).

Залежно від конкретних параметрів ЕМС і ступеня реалізації демпфірувального ефекту коефіцієнти зворотних зв'язків можуть приймати як позитивні, так і негативні значення. Граничний ступінь демпфірування пружних механічних коливань як у валах (пружного моменту), так й в електричних ланцюгах (струму в обмотці якоря) досягається теоретично з динамічною рівнозначністю процесів у механічній та електромагнітній підсистемах, при цьому  енергія пружних коливань цілком відводиться із підсистем з наступним перетворенням і поглинанням або поверненням у мережу [10]. 

Граничний ступінь демпфірування в ЕМС досягається відповідним вибором параметрів за запропонованими співвідношеннями для розрахунку коефіцієнтів зворотних зв'язків і базової величини постійної часу, що характеризує інерційність прямого каналу регулювання. Загалом це дозволяє синтезувати параметри ЕМС за критерієм мінімуму коливальності координат.

Пропонована методика проста, задовольняє вимогам системного аналізу, має прозорий фізичний зміст. Оптимізація параметрів ЕМС керування й регулювання модальної структури дозволяє реалізувати сприятливу властивість активного заглушення ЕП пружних коливань і рекомендується для використання в інженерній практиці під час проектування нових і модернізації діючих ЕП.

Література:

1. Ключев В.И. Теория электропривода / В.И. Ключев. – М.: Энергоатомиздат., 2001. – 704 с.

2. Електромеханічні системи автоматичного керування та електроприводи : навч. посібник для студ. вищ. навч. закладів, які навчаються за напрямом "Електромеханіка" / М.Г. Попович, О.Ю. Лозинський, В.Б. Клепіков та ін.; за ред. М.Г. Поповича, О.Ю. Лозинського. К.: Либідь, 2005. – 680 с.

3. Борцов Ю.А., Соколовский Г Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. – СПб.: Энергоатомиздат, 1992. – 288 с.

4. Бургин Б. Ш. Анализ и синтез двухмассовых электромеханических систем / Б. Ш. Бургин – Новосибирск : Новосиб. электротехн. ин-т, 1992. – 199 с.

5. Задорожний Н.А. Взаимосвязи и оптимизация параметров двухмассовых электромеханических систем: монография / Н. А. Задорожний, И. Н. Задорожняя. – Краматорск: ДГМА, 2014. – 216 с.

6. O. Samuelsson Load modulation at two locations for damping of electromechanical oscillations in a multimachine system. Power Engineering Society Summer Meeting 2000. IEEE, 2000, vol. 3, pp. 1912-1917.doi: 10.1109/pess.2000.868826.

7. Демпфирование упругих колебаний в электроприводе с двухмассовой механической частью / В. Д. Земляков [и др.] // Электричество. – 1986. – № 8. – С. 44–48.

8. Земляков В. Д. О демпфировании электроприводом постоян-ного тока упругих электромеханических колебаний / В. Д. Земляков, Н. А. Задорожний // Изв. вузов. Электромеханика. – 1984. – № 5. – С. 92–98.

9. Задорожний Н. А. Принцип электромеханической совместимости в приводах машин с упругими механическими связями / Н. А. Задорожний // Вісник Харківського державного політехнічного університету. – Х. : ХДПУ, 1999. – № 61. – С. 123–124.

10. Задорожний, Н. А. Демпфирование упругих колебаний в двухмассовой электромеханической системе модального управления / Н. А. Задорожний, А. Н. Беш, И. Н. Задорожняя. – Машиностроение и техносфера ХХI века : сб. трудов XVI международной научно-технической конференции в г. Севастополе 17–22 сентября 2007 г. : в 5-ти томах. – Донецк : ДонНТУ, 2007. – Т. 2. – С. 50–55. 



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Сonferences

Conference 2022

Conference 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення