Динамика крановых электромеханических систем с асинхронным электроприводом

• Автор: Койчев, Владислав Степанович
• Шифр специальности: 05.00.00
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 258 c. : ил

АННОТАЦИЯ
В диссертации изложены результаты исследования динамических режимов крановых электромеханических систем с асинхронным электроприводом при учете упругих связей и зазоров многомассовой механической части.
На основе анализа деформаций в элементах металлоконструкции получены расчетные схемы механической части ЭМС подъема и передвижения, включающей портал козлового крана. Обоснована возможность сокращения числа учитываемых степеней свободы портала и записаны уравнения движения ЭМС.
Для крановых ЭМС с обратной связью по скорости двигателя и координатам механизма разработаны структурные схемы и получены передаточные функции механической части, в которых учтено демпфирование электроприводом и диссипация в упругих звеньях. Выполнено приведение передаточных функций к виду, удобному для логарифмирования и построения частотных характеристик. Предложены выражения, определяющие постоянные времени и параметры затухания расчетных динамических звеньев, описывающих механическую часть ЭМС.
Показаны особенности исследования устойчивости ЭМС с упругими связями и синтеза крановых ЭМС. Механическая часть исследована как элемент САУ. Разработаны номограммы для определения дополнительных запасов устойчивости, необходимых для компенсации влияния упругих связей. Предложен критерий отбора основных упругих связей в ЭМС с многомассовой механической частью.
Приведены результаты исследований динамики крановых ЭМС на разработанных математических моделях и экспериментальных стендах, а также на действующих кранах при различных исполнениях электропривода. Рассмотрены синхронизированные ЭМС передвижения крана, определены принципы синхронизации механизмов передвижения и разработаны устройства синхронизации.

Глава первая. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

КРАНОВЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1.1. Характеристика крановых ЭМС

1.2. Расчетные схемы и уравнения механизма передвижения и портала крана

1.3. Расчетные схемы и уравнения механизма подъема
1.4. Расчетные параметры механической части крановых

1.5. Выводы
ГЛАВА ВТОРАЯ. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ И ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ
КРАНОВЫХ ЭМС
2.1. Особенности анализа динамики электромеханических систем
2.2. Структурные схемы и передаточные функции многомассовых ЭМС с асинхронным электроприводом
2.3. Передаточные функции ЭМС без учета диссипации
2.4. Передаточные функции ЭМС с диссипативной механической частью
2.5. Выводы
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ЧАСТОТНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРАНОВЫХ ЭМС
3.1. Частотные характеристики электрической части
ЭМС с асинхронным электроприводом
3.2. Частотные характеристики крановых ЭМС с упругими связями
3.3. Анализ механической части ЭМС как элемента САУ
3.4. Особенности синтеза ЭМС с упругими связями
3.5. Выводы
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. ПЕРЕХОДНЫЕ И КВАЗИУСТАНОВИВШИЕСЯ РЕЖИМЫ
КРАНОВЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
4.1. Особенности математического моделирования ЭМС подъема и передвижения
4.2. Методика экспериментальных исследований на физических моделях и кранах

4.3. Влияние параметров и режимов работы электропривода на динамику ЭМС
4.4. Влияние структуры и параметров механической части на динамику ЭМС подъема и передвижения
4.5. Динамические режимы синхронизированных ЭМС передвижения кранов
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Передаточные функции четырехмассовой МС с
последовательным соединением трех упругих звеньев
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Передаточные функции ЭМС подъема с последовательно-параллельным соединением упругих звеньев
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Приведение к виду, удобному для логарифмирования, передаточных функций демпфированных многомассовых МС
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Определение частотных характеристик типового
упругого звена МС
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Определение коэффициентов сдвига ЛАЧХ за
счет влияния упругого звена
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Характеристика крановых механических систем
как элементов САУ
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Описание математических моделей ЭМС
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Акт внедрения

- С ,2 (сэ, - и)гз>)
( 1.34 )

Для МС22 С при (оч - 0 , - 00 )
У,2 -- н, - ль5
^3 = СгзГ^г
ах-

( 1.35 )
Уг ^ = /Ч23 - /V.
о1~Ь
Полученные дифференциальные уравнения, описывающие механическую часть ЭМС подъема и передвижения, используются в дальнейшем при составлении структурных схем и передаточных функций и для разработки математических моделей электромеханических систем.
Внешние нагрузки и массы всех элементов МС, включая портал и основные приводные механизмы, а также коэффициенты жесткости отдельных элементов приводных механизмов - валов передач, каната несложно рассчитываются по известным методикам [42, 53] . Более сложно определяются жесткости элементов портала, необходимые при исследовании динамических режимов крановых ЭМС, но отсутствующие в технических данных крана.
Значения линейных и угловых коэффициентов жесткости, а также центральных моментов инерции сечений Е У элементов эквивалентной модели портала могут быть получены с помощью известной программы "Супер" [85] для ЦВМ. Программа используется для
1.4. Расчетные параметры механической части крановых ЭМС