Випуск 4/2016 (36)

УДК 681.5.033 + 681.587’57
С. 8-23
Мова Рос.
Бібл. 16 назв.

ВИСОКОТОЧНИЙ БАГАТОКАНАЛЬНИЙ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНО-РЕДУКТОРНИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД ПОДАЧІ ВЕРСТАТА

Худяєв О. А., Поленок В. В.
Запропоновано варіант спрощеної схеми конструкції тридвигунного диференціального механізму подачі з переналаштовуваним підвищуючим редуктором для триканального електроприводу подачі, побудованого за ітераційним принципом. Розроблено кінематичну схему й математичну модель усталеного руху відповідного навантаженого ітераційного триканального диференціально-редукторного електроприводу подачі з переналаштовуваним підвищуючим редуктором. Побудовано й розраховано компенсатори динамічного взаємовпливу каналів за навантаженням у такому триканальному приводі. Стосовно електроприводу механізму подачі верстата моделі ИР1600МФ4 отримано структурно-алгоритмічну схему триканальної системи керування, яка враховує підключення компенсаторів взаємовпливу каналів. Конкретизацію математичної й комп’ютерної моделей виконано стосовно моделювання рухів дво- та триканального диференціально-редукторного електроприводу подачі з підлеглим налаштуванням каналів, який призначений для переміщення інерційного робочого органу верстата в режимі фрезерування. Наведено порівняльні результати комп’ютерного моделювання часових та частотних характеристик запропонованого багатоканального приводу. Порівняння проведено з аналогічними за призначенням, але різними за швидкодією сучасними одноканальними безредукторними електроприводами подачі, які традиційно використовують на металорізальних верстатах. Показано, що в компенсованому дво- та триканальному електроприводі порівняно навіть із широкополосним одноканальним асинхронним приводом подачі з частотно-струмовим векторним керуванням може бути досягнуто суттєве підвищення не тільки динамічної точності керування, а й швидкодії практично в усьому діапазоні переміщень. Встановлено, що триканальний електропривод із переналаштовуваним підвищуючим редуктором потенційно забезпечує рівень якості керування подачею, який не може бути досягнутий не тільки за допомогою відповідних традиційних одноканальних приводів різних типів, але й за допомогою аналогічного за побудовою двоканального диференціально-редукторного електроприводу подачі.
Ключові слова: ітераційний принцип керування, диференціально-редукторний електропривод, динамічні й точнісні характеристики.

УДК 62-83:681.52
С. 24-30
Мова Укр.
Бібл. 13 назв.

ОДНОКОНТУРНА СИСТЕМА СТАБІЛІЗАЦІЇ ШВИДКОСТІ З ДРОБНОВИМІРНИМ ПІД-РЕГУЛЯТОРОМ

Федотьєв А. В., Сергієнко С. А.
Необхідність забезпечення заданих динамічних властивостей систем керування, з урахуванням внутрішніх і зовнішніх збурюючих впливів, обумовлює процес пошуку та дослідження нових напрямків в області теорії автоматичного керування. Одним із перспективних напрямків вирішення цих питань є застосування дробновимірного числення, що поширює можливості диференціювання та інтегрування на оператори довільного порядку, тобто зі ступенями не тільки цілих чисел, а із будь-якими дійсними або навіть комплексними числами. У роботі досліджується поведінка дробновимірного пропорційно-інтегрально-диференціального регулятора у складі одноконтурної системи стабілізації швидкості електропривода постійного струму. Формулою для розрахунку дробновимірних похідної та інтегралу обрано рівняння Грюнвальда–Лєтнікова завдяки його порівняній простоті й принциповій можливості реалізації на сучасній цифровій техніці. Наведено результати досліджень, проведених окремо для дробновимірних похідної (пропорційно-диференціальний регулятор), інтегралу (пропорційно-інтегральний регулятор) та їх спільного впливу у складі пропорційно-інтегрально-диференціального регулятора. Аналіз результатів показав, що при певних співвідношеннях ступенів диференціальної та інтегральної складових показники якості кращі, ніж для класичного цілочисельного регулятора, що підтверджує доцільність використання запропонованих коригуючих пристроїв у складі системи стабілізації швидкості. Подальший інтерес викликає побудова регресійної моделі експерименту.
Ключові слова: системи керування, дробновимірне числення, пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор.

УДК 621.355.1
С. 31-37
Мова Рос.
Бібл. 10 назв.

ПОБУДОВА СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО ВИМІРЮВАННЯ ДОВЖИНИ ПРОКАТУ НА ОСНОВІ АНАЛІЗУ ЯКІСНИХ ПОКАЗНИКІВ РОБОТИ ГОЛОВНОГО ПРИВОДУ СТАНУ 650

Важинський А. I.
Проведено дослідження системи вимірювання довжини прокату в сортопрокатному цеху. Запропоновано комплекс, заснований на математичній моделі процесу прокатки й діагностичних даних приводу стану 650. Наводиться опис математичного моделювання системи управління комплексом. Отримані теоретичні результати послужили основою при реалізації підсистеми вимірювання. Також у роботі виконано побудову та розрахунок діагностичної моделі для оцінки технічного стану системи вимірювання довжини прокату. Даний метод розрахунку й моделювання системи управління комплексом продемонстрував, що в умовах неявності зв’язків між параметрами елементів необхідно оцінювати ті параметри, вплив яких на роботу системи є найбільшим. Виконані розрахунки й проведене моделювання поведінки системи при різних тестових впливах підтвердили необхідність проведення оцінки технічного стану подібних даному об’єктів запропонованим способом. Запропонований спосіб оцінки технічного стану може рекомендуватися як другий етап діагностування після проведення оцінки працездатності з використанням дискретного методу на основі використання таблиці функцій несправностей. Результати дослідження дозволили реалізувати функції діагностики й створити передумови до застосування превентивного підходу обслуговування електроустаткування прокатних цехів.
Ключові слова: математичне моделювання, вимірювання довжини, головний привод, масштабування, система візуалізації.

УДК 621.313.1
С. 38-43
Мова Укр.
Бібл. 11 назв.

ВИПРОБУВАННЯ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОПРИВОДА З ІМІТАЦІЄЮ ТЕХНОЛОГІЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ

Старостін С. С.
Розглянуто принципи імітації технологічного навантаження в процесі випробувань систем електропривода. Імітація здійснюється шляхом формування додаткового завдання на моментоутворюючий струм електро¬двигуна, розрахованого на основі математичної моделі технологічного процесу. При цьому враховуються змінення механічного навантаження та моменту інерції механізму. Система регулювання швидкості електро¬привода функціонує аналогічно реальним умовам. Теоретичні підґрунтя перевірені за допомогою комп’ютер¬ного моделювання. Визначено, що похибка імітації залежить від рівня швидкості електропривода та швидкодії регулювання моментоутворюючого струму двигуна й при номінальній швидкості знаходиться в межах 1,5 %. Продемонстровано коректність розглянутого підходу на прикладі функціонування установки з намотування металевої смуги. Отримані результати дають підстави для їх практичного використання.
Ключові слова: електропривод, імітація навантаження, моделювання, аналіз.

УДК 004.942:62-752.8
С. 44-52
Мова Рос.
Бібл. 11 назв.

МОДЕЛЮВАННЯ КОЛИВАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ У ВІБРОІЗОЛЯЦІЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ

Гаврилець Г. О., Родькін Д. Й.
Виконано аналіз причин зміни таких характеристик елементів віброізоляції, як жорсткість та демпфування. Обґрунтована важливість контролю власної частоти коливань. Розглянуто особливості коливань при нестаціонарних режимах роботи електромеханічної системи. Показано, що при нестаціонарному процесі резонансна частота не дорівнює частоті вільних коливань, а величина їх різниці залежить від тривалості цього процесу. Обґрунтовано й розроблено імітаційну модель для аналізу коливальних процесів у віброізоляції у вигляді електричного аналога з прийнятим масштабуванням та умовами моделювання. З використанням отриманих результатів вирішена задача визначення функціональної залежності між моментом резонансу струмів у коливальному контурі й швидкістю зміни частоти напруги. Показано зміни фазового кута між струмом і напругою до, після й у момент рівності миттєвої частоти напруги та частоти вільних коливань. Розглянуто енергетичні процеси при резонансі й дано оцінку його впливу на електромеханічну систему. За результатами дослідження отримано регресійні моделі нестаціонарних процесів, за якими можна визначити частоту реального резонансу в системі при відомих параметрах нестаціонарного процесу та частоті вільних коливань.
Ключові слова: віброізоляція, резонанс, швидкість зміни частоти, фаза коливань, моделювання.

УДК 621.313.333
С. 54-65
Мова Укр.
Бібл. 25 назв.

ОЦІНКА НЕЛІНІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВ З КОРОТКОЗАМКНЕНИМ РОТОРОМ

Родькін Д. Й., Ромашихін Ю. В., Руденко М. А.
Опір ротора, який є одним з основних електромагнітних параметрів асинхронного двигуна, є складною функцією струму ротора. Зміна опору ротора пов’язана з ефектом витіснення струму. Більшість існуючих методів ідентифікації електромагнітних параметрів асинхронних двигунів для ефекту витіснення струму в роторі потребують наявності інформації щодо геометричних розмірів пазів і стрижнів ротора. У роботі пропонується підхід до визначення параметрів двигуна, що враховує ефект витіснення струму в роторі залежно від струму. Для визначення параметрів асинхронних двигунів пропонується використовувати енергетичний метод, відповідно до якого система ідентифікації складається з рівнянь балансу миттєвої потужності. Система ідентифікаційних рівнянь формується для прийнятої еквівалентної схеми, яка враховує залежність опору ротора у функції струму. Показано, що запропонований підхід дозволяє визначити електромагнітні параметри асинхронного двигуна з урахуванням ефекту витіснення струму в роторі з необхідною точністю.
Ключові слова: асинхронний електропривод, нелінійні параметри, ефект витіснення струму.

УДК 621.313.33:621.317.43
С. 66-72
Мова Укр.
Бібл. 12 назв.

ВПЛИВ УРАХУВАННЯ МАГНІТНИХ ВТРАТ У РОТОРІ НА ДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННИХ МАШИН

Нестерчук О. В.
Проведено математичне моделювання загальнопромислового асинхронного двигуна за допомогою узагальненої двофазної електричної машини з уточненими варіантами: з урахуванням магнітних втрат у сталі статора та додатковим урахуванням магнітних втрат у сталі ротора. Розроблено Т-подібну схему заміщення, в якій враховується активний опір у гілці намагнічування, що характеризує магнітні втрати в сталі ротора. Надано унікальну методику розрахунку активного опору, результат якого дозволяє розв’язати систему диференціальних рівнянь з урахуванням магнітних втрат у сталі ротора. Побудовано динамічні характеристики струму, електромагнітного моменту та кутової швидкості для кожної з досліджуємої математичної моделі. Наведено порівняльний аналіз отриманих пускових динамічних характеристик для визначення значущості впливу додаткового врахування магнітних втрат у сталі ротора на характер протікання перехідних процесів.
Ключові слова: математична модель, асинхронний двигун, електрична машина, магнітні втрати, активний опір.

УДК 697.1:005
С. 74-85
Мова Укр.
Бібл. 19 назв.

КЛАСИФІКАЦІЯ ВИМОГ ДО СИСТЕМ ТЕПЛОВОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЦИВІЛЬНИХ БУДІВЕЛЬ

Перекрест А. Л., Герасименко О. В., Чеботарьова Є. О.
Функціонування будівель різного призначення повинно задовольняти низку вимог. У даній роботі виділено складові вимоги до систем теплового забезпечення сучасних будівель у вигляді параметрів, що характеризують їх тепловий стан, технічних рішень для їх реалізації та норм, що регламентують їх створення та функціонування. До параметрів, що характеризують тепловий стан будівель, включено санітарно-гігієнічні та експлуатаційні, а також внутрішні та зовнішні збурення. Технічні рішення систем теплового забезпечення включають схеми перетворення енергії з централізованого джерела, схеми з використанням електричної енергії, використання відновлювальних джерел енергії та підвищення опору огороджувальних конструкцій. Регламентні норми включають базовий перелік сучасних нормативних документів, в яких містяться вимоги до виділених складових систем теплового забезпечення. Приведено характеристику кожного зі складових вимог у вигляді розрахункових виразів, діапазонів зміни параметрів та опису функціональності тепломеханічних рішень, рівня їх автоматизації, диспетчеризації, енергетичної та економічної ефективності. Для випадку влаштування автоматизованого теплового пункту в умовах цивільної будівлі розроблено поетапний алгоритм його розробки та економічної оцінки. Отримані результати пройшли апробацію при розробці та впровадженні рішень з автоматизації та диспетчеризації теплових вузлів будівель різного призначення: громадської та промислової адміністративних будівель, будівлі навчального закладу, житлового багатоповерхового будинку.
Ключові слова: системи теплового забезпечення, класифікація вимог, тепловий пункт, ефективність.