Математическое моделирование и исследование частотно-управляемого асинхронного вибрационного электропривода

• Автор: Горбунов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 198 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение
1. Современное состояние вопроса по исследованию и математическому моделированию частотноуправляемого асинхронного вибрационного электропривода.

1.1. Области применения вибрационных машин и технологий

1.2. Анализ источников вибрационных колебаний

1.2.1. Центробежные вибровозбудители

1.2.2. Электромагнитные вибровозбудители

1.2.3. Электродинамические вибровозбудители.

1.2.4. Кинематические и принудительные вибровозбудители

1.3. Электропривод дебалансиых вибровозбуднтелей.

1.4. Режимы работы и особенности переходных процессов асинхронных
дебалансных вибродвигателей
Выводы.
2. Математическое описание основных элементов
вибрационной системы
2.1. Анализ нагрузки дебалансных вибродвигателей.
2.2. Определение механических потерь вибродвигателей.
2.3. Математическое описание асинхронного двигателя
2.3.1. Анализ и сравнительная характеристика математических моделей асинхронного двигателя
2.3.2. Математическая модель асинхронного двигателя
в фазных координатах
Выводы.
3. Разработка и математическое моделирование вибрационной системы
3.1. Исследование пусковых режимов низкочастотных АДВД в дорезонансную зону.
3.2. Исследование работы АДВД в зарезонансной зоне.
3.3. Эффект Зоммерфельда.
3.4. Работа АДВД при нссимметрии питающего напряжения.
3.5. Методы управления электроприводом вибрационной
установки в резонансной зоне.
3.6. Синтез системы автоматического управления резонансным вибрационным электроприводом.
3.7. Исследование переходных процессов в системе автоматического
управления вибрационным электроприводом
Выводы.
4. Математическое моделирование и исследование вибрационных
систем на базе АДВД с регулируемой амплитудой силы
4.1. Динамические режимы вибровозбудителя, содержащего регулируемый дебалансный механизм, совмещенный с вентилятором
4.2. Регулируемый дебаланс с элементом аэродинамического профиля
4.3. Регулируемый дебаланс с независимым изменением
амплитуды силы и частоты вращения
4.4. Регулируемый дебаланс с автоматической коррекцией
центробежной силы при изменении частоты вращения.
Выводы.
5. Физическое моделирование вибрационной системы
5.1. Разработка физической модели вибрационной установки.
5.2. Исследование пусковых режимов АДВД при помощи
физической модели
Выводы.
Заключение.
Литература


Здесь бегун 1, выполненный в форме кольца, обкатывается своей внутренней поверхностью но пальцу 2, жестко соединенному с корпусом 3. Ценгробежные вибровозбудители общего назначения, выпускают как изделия широкого назначения. Их используют в качестве источников вибрационного движения во многих машинах и устройствах технологического, испытательного и иного назначения. Большинство этих возбудителей выпускают со встроенными электродвигателями, у которых на консольных концах вала закреплены дебалаисы. У одновального дебалансного вибровозбудптсля с круговой вынуждающей силой (рис. С обеих сторон корпуса установлены щиты 4, в которых вмонтированы шарикоподшипники 5 вала короткозамкнутого ротора 3. На обоих концах вала закреплены одинаковые дебалансьт 6. Корпус имеет лапы 7, которые можно прикрепить болтами к вибрируемой конструкции. С торцов вибровозбудитель защищен крышками 8. Как правило, в подшипники закладывают пластичную смазку. Описанная конструкция пригодна для длительной работы при горизонтальном или пологонаклонном расположении вала, которое в большинстве случаев позволяет получить требуемый эффект. Также существуют конструкции для работы с крутонаклонным или вертикальным расположением вала с прикрепляемым дебалансным вибровозбудителсм. Прикрепляемые деба-лансные вибровозбудители с пристроенным электродвигателем используют реже, чем со встроенным. Рис. Двухвальный вибровозбудитель представляет собой два одинаковых одновальных дебалаисных вибровозбудителя с параллельными валами встроенных электродвигателей. Их корпусы или подшипниковые щиты конструктивно соединены. При вращении валов в противоположные стороны и обеспечении условий самосинфазирования или введении принудительной синфазной синхронизации двухвальный вибровозбудитсль создает направленную вынуждающую силу. Поэтому этот привод незаменим в мощных вибромашинах [7]. В электромагнитных вибровозбудителях силы, возбуждающие колебания, создаются в результате воздействия переменного во времени магнитного поля на ферромагнитные тела. Пример системы с электромагнитным вибровозбудителем представлен на рис. Система состоит из сердечника электромагнита с обмоткой, якоря и упруго опертого тела, с которым жестко связан якорь. Когда но обмотке протекает ток, возникает магнитное поле, силовые линии которого замыкаются. В магнитном ноле па торцевые сечения сердечника и якоря действуют поверхностные нагрузки, направленные согласно рис. Если ток переменный, то нагрузки изменяются во времени, возбуждая колебания якоря и скрепленного с ним тела, например рабочего органа вибромашины. Основными достоинствами электромагнитных вибровозбудителей являются: 1) простота регулирования амплитуды вибрации и возможность ее регулирования при работе устройства, это позволяет включать электровибра-ционные устройства в системы с автоматическим управлением производительностью; 2) надежность и долговечность, что обусловлено отсутствием в вибровозбудителе пар трения; 3) возможность применения в одной вибромашине нескольких одновременно действующих вибровозбудителей без специальных мер по обеспечению синхронизации, что обусловлено синхронностью работы вибровозбудителей при питании от общей сети и позволяет рассредоточить силы, возбуждающие колебания, но протяженному в одном или двух направлениях упругому рабочему органу. Таким способом можно добиться, чтобы колебания рабочего органа мало отличались от его колебаний как твердого тела. С помощью двух вибровозбудителей и более можно также получить различные траектории вибрации, например винтовые. Рис. По некоторым показателям электромагнитные вибровозбудители уступаю! Перечисленные достоинства и недостатки электромагнитных вибровозбудителей определяют наиболее рациональные значения частот и амплитуд сил, а также области применения этих устройств в технике. При малом амплитуде перемещения частота должна быть достаточно велика (иначе недопустимо низкими будут ускорение и интенсивность рабочего процесса). Но увеличение частоты при ограниченной вынуждающей силе приводит к уменьшению амплитуды перемещения.