close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Ограничение резонанса в переходных процессах асинхронного электропривода зарезонансной виброзерноочистительной машины..pdf

код для вставкиСкачать
Вестник КрасГАУ. 20 10. №1
УДК 664.91
А.Г. Возмилов, Р.Б. Яруллин
ОГРАНИЧЕНИЕ РЕЗОНАНСА В ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ЗАРЕЗОНАНСНОЙ ВИБРОЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
Рассмотрены переходные процессы пуска и выбега виброзерноочистительной машины, показана
целесообразность осуществления торможения данной машины асинхронным электродвигателем, работающем в динамическом режиме.
Ключевые слова: саморегулируемый вибратор, колебания, частота, амплитуда, резонанс.
A.G. Vozmilov, R.B. Yarullin
RESONANCE RESTRICTION IN THE TRANSIENTS OF THE ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE OVER
RESONANCE VIBROGRAINCLEANING MACHINE
Transients of the vibrograincleaning machine start-up and running-out are considered; the expediency of the
given machine braking by the asynchronous electric motor working in a dynamic mode is shown.
Keywords: self-control vibrator, vibration, frequency, amplitude, resonance.
Исследование динамики электропривода виброзерноочистительных машин (ВЗМ) имеет важное значение. Это объясняется двумя обстоятельствами: с одной стороны, вибромашины зарезонансного режима работы, которые за счет стабильности амплитуды колебаний более предпочтительны, неизбежно при пуске и остановке проходят через резонансные состояния колебательной системы, с другой – колебательное движение
рабочего органа постоянно оказывает ответное отрицательное воздействие на приводной двигатель [1–3].
Так, в некоторых случаях при пуске вибромашин в момент достижения значений угловой скорости
двигателя до значений частоты собственных колебаний, вследствие увеличения резонансных амплитуд
колебаний, возрастает момент сопротивления машины до такой степени, что может быть соизмеримым и
даже большим, чем момент пусковой ветви механической характеристики двигателя. Даже при учете
упомянутых обстоятельств переход резонансного состояния происходит с увеличением амплитуды
колебаний в десятки раз. Причем наиболее интенсивно они проявляются в процессе выбега. При этом
происходит быстрое разбалтывание затянутых стыков и повышенный износ соединений, что служит
причиной частых поломок упругих связей и ряда других элементов конструкций [3]. Если перегрузки не
вызывают непосредственно поломки деталей вибромашины, то они сказываются на их усталостной
прочности, снижая тем самым надежность и срок службы машины. По эксплуатационным требованиям
превышение резонансной амплитуды колебаний в переходном процессе не должно быть больше 2…4 раз от
рабочей [4]. Поэтому ограничение резонансных амплитуд является очень важной задачей.
Установлено [5], что, с одной стороны, наименьшую возможную резонансную амплитуду колебаний, в
2,6 раза меньшую рабочей, можно достичь, начиная торможение при угловой скорости ωот. С другой
стороны, [2, 3] рекомендуют собственную частоту колебаний выбирать по возможности небольшой, а
торможение при выбеге осуществлять противовключением асинхронного двигателя [6].
Нами были проведены исследования [7] переходных процессов пуска и выбега многорешетной ВЗМ с
обычным вибратором, а также проведено сравнение способов торможения – динамического и противовключения асинхронным двигателем. Обработка результатов показала, как при пуске превышение резонансных амплитуд относительно установившихся рабочих (допустимое превышение 2–4 раза) доходит для вертикальной
составляющей до 3,26–6,74 раза (в среднем 4,22) и поворотной составляющей до 3,28–7,38 (в среднем 4,25).
При выбеге они соответственно составляют 5,22–6,96 (в среднем 6,09) и 3,69–6,97 (в среднем 5,53). Приведенные результаты подтверждают необходимость ограничения резонансных амплитуд в этих процессах. Ограничение резонанса при пуске возможно применением современных асинхронных двигателей серий 5А, у которых
пусковой момент имеет такой же порядок, что и критический, а также применением саморегулируемых вибраторов, осуществляя пуск под технологической нагрузкой.
На рисунке 1 представлены зависимости превышения резонансных вертикальной Z p /Z y и поворотной
p/
у
амплитуд от кратности
ωот /ωp
скорости отключения
145
от
торможения противовключением
Энергообеспечение и энерготехнологии
относительно собственной р. Видно, что применяемое на вибромашинах торможение противовключением
не обеспечивает снижение резонансных амплитуд в пределах эксплуатационных требований и составляет в
среднем Z p /Z y 2,75 и p / у
4,38 .
8
Zр /Zу
7
6
5
4
3
2
-1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5
ωот /ωрz
б
а
Рис. 1. Зависимость превышения резонансной амплитуды колебаний от кратности скорости
отключения торможения противовключением (○ – экспериментальные точки):
a – вертикальные колебания, кривая регрессии Zр/Zу=3,113–1,212(ωот/ωрz)+1,279(ωот/ωрz)2;
б – поворотные колебания, кривая регрессии φр/φу=4,409+0,831(ωот/ωрφ)2
Влияние динамического торможения на резонансные амплитуды колебаний представлены на рисунке 2.
Z р /Z8у
φ р /φ7у
7
6
6
5
5
1
1
4
4
2
2
3
3
2
2
0
0,5
1
1,5
2
0
I дт /I2,5
н
0,5
1
1,5
2
I дт /I2,5
н
а
б
Рис. 2. Зависимость превышения резонансных вертикальных (а) и поворотных (б) амплитуд колебаний
РО МВЗМ от постоянного тока динамического торможения:
1 – выпрямленного двухполупериодно однофазного; кривые регрессии соответственно
Zр/Zу = 6,013/е0,29346(Iдт/Iн) и φр/φу = 5,282/е0,1784(Iдт/Iн); 2 – выпрямленного двухполупериодно трехфазного;
кривые регрессии соответственно Zр/Zу = 5,943/е0,3814(Iдт/Iн) и φр/φу = 5,239/е0,1953(Iдт/Iн)
Анализ полученных результатов показывает, что динамическое торможение по сравнению с
торможением противовключением по току относительно средних значений имеет меньшие в 1,2 раза
значения, а по моменту – более чем в 2 раза. При этом разброс точек уменьшается, что подтверждает
протекание процесса более стабильно. Как видно из рисунка, динамическое торможение, начиная с тока
I д /I н 1,8 , вполне обеспечивает ограничение резонансных амплитуд в пределах эксплуатационных
требований, составляя в среднем Z p /Z y ≤1,5 и
p
/
у
≤3,8.
146
Вестник КрасГАУ. 20 10. №1
Выводы
1. При пуске многорешетной ВЗМ с обычным вибратором превышение резонансных амплитуд
относительно установившихся рабочих в среднем составляет для вертикальных колебаний 4,22 раза, для
поворотных 4,25 раза. При выбеге данное превышение в среднем составляет соответственно 6,09 и 5,53 раза.
2. Динамическое торможение асинхронным двигателем многорешетной ВЗМ по сравнению с
торможением противовключением является предпочтительным.
Литература
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Кононенко В.О. Вопросы теории динамического взаимодействия машины и источника энергии // Изв.
АН СССР. МТТ. – 1975. – № 5. – С. 19–36.
Заика П.М. Динамика вибрационных зерноочистительных машин. – М.: Машиностроение, 1974. – 278с.
Вибрации в технике: справ. – М.: Машиностроение, 1978. – Т. 1–4.
Аграновская Э.А. Исследование переходных процессов в инерционных вибромашинах с помощью
электронной моделирующей установки // Вибрационная техника: мат-лы науч.-техн. конф. – М., 1966.–
С. 311–314.
Гончаревич И.Ф., Земсков В.Д., Корешков В.И. Вибрационные грохоты и конвейры. – М.: Госгортехиздат, 1960.– 216 с.
Блехман Н.И., Лавров Б.П. Способ устранения резонансных колебаний вибрационных машин при их
остановке // Обогащение руд. – 1959. – № 3.
Яруллин Р.Б. Динамика вибрационных зерноочистительных машин (Проблемы электропривода). –
Уфа: Уфим. гос. акад. экономики и сервиса, 2007. – 189 с.
147
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа