Разработка энергосберегающих диаграмм для больших перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ДИАГРАММ ДЛЯ БОЛЬШИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ЗАВИСЯЩИМ ОТ СКОРОСТИ МОМЕНТОМ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Добробаба Юрий Петрович к.т.н., профессор

Dobrobaba Yuriy Petrovitch Cand.Tech.Sci., professor

Луценко Артём Юрьевич аспирант

Lutsenko Artyom Yurievich postgraduate student

Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Kuban State Technological University, Krasnodar, Russia

В последние годы в России уделяется большое внимание теоретическим и практическим вопросам энергосбережения. Так как электроприводы потребляют около 70 % вырабатываемой электроэнергии, то наиболее существенная экономия достигается при использовании регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока. В настоящей статье для позиционного электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления разработаны три энергосберегающие диаграммы для больших перемещений: с ограничением скорости электропривода; с ограничениями максимального значения тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода; с ограничениями максимального и минимального значений тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода. Разработано математическое обеспечение для определения параметров энергосберегающих диаграмм для больших перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления. Для рассмотренных энергосберегающих диаграмм, обеспечивающих большие перемещения исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления, необходимо выполнение следующего условия - максимальное значение скорости исполнительного органа электропривода должно быть равно максимально допустимому значению скорости. Определены аналитические зависимости, позволяющие рассчитать потребляемую электроприводом электроэнергию при перемещении его исполнительного органа в соответствии с предлагаемыми диаграммами. Реализация разработанного управления позиционными электроприводами постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления приведет к энергосбережению

Ключевые слова: ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ДИАГРАММА, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН

энергосбережение электропривод скорость экономия

In recent years, Russia has paid great attention to the theoretical and practical aspects of conservation. Since electric drives consume about 70% of electricity generated, the most substantial savings achieved by using variable speed drives AC and DC. In this article, for the positional DC drive with speed-dependent resistance torque we have developed three energy-saving diagrams for large movements: with a speed limit of the drive; restricted maximum current anchor chain and speed electric motor; restricted maximum and minimum values of the current anchor chain of the motor and the speed of the drive. We have developed software to determine the parameters of energy saving diagrams for large movements of the executive body of the electric DC depending on the speed torque resistance. For the considered energy saving diagrams, which provide large movement of the executive body of the electric DC, depending on the speed of the moment of resistance, it is necessary to provide the following condition - the maximum speed of the executive body of the drive must be equal to the maximum allowable speed value. We have also defined analytical dependences, allowing calculating the consumption of the electric power drive by moving its executive body, in accordance with the proposed diagrams. Realization of the developed positional control DC motor with speed-dependent torque resistance will lead to energy savings

Keywords: ENERGY SAVING DIAGRAM, EXECUTIVE BODY

В статье [1] рассмотрены три энергосберегающие диаграммы для малых перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления.

В данной статье рассматриваются три энергосберегающие диаграммы для больших перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления:

- с ограничением скорости электропривода (рисунок 1);

- с ограничениями максимального значения тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода (рисунок 2);

- с ограничениями максимального и минимального значений тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода (рисунок 3).

На рисунках приняты следующие обозначения:

Рисунок 1 - Энергосберегающая диаграмма с ограничением скорости электропривода

Рисунок 2 - Энергосберегающая диаграмма с ограничениями максимального значения тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода

Рисунок 3 - Энергосберегающая диаграмма с ограничениями максимального и минимального значений тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода

Для энергосберегающей диаграммы перемещения исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления с ограничением скорости электропривода справедливы следующие зависимости:

(1)

(2)

(3)

(4)

где минимальное значение второй производной скорости исполнительного органа электропривода, .

Из формулы (3) определяется длительность второго этапа

(5)

Электроэнергия, потребляемая якорной цепью электропривода за цикл, равна

(6)

Так как , то формула (6) принимает вид

(7)

Для энергосберегающей диаграммы перемещения исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления с ограничениями максимального значения тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода справедливы следующие зависимости:

(8)

(9)

(10)

С учетом зависимости (8) значение угловой скорости в конце четвертого этапа равно

(11)

Так как , то выражение (11) принимает вид

(12)

Для нахождения длительностей этапов , , и необходимо решить систему уравнений, состоящую из уравнений (9), (10), (12) и

(13)

Электроэнергия, потребляемая якорной цепью электропривода за цикл, равна

(14)

Для энергосберегающей диаграммы перемещения исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления с ограничениями максимального и минимального значений тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода идентична энергосберегающей диаграмме перемещения исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления с ограничениями максимального значения тока якорной цепи электродвигателя и скорости электропривода на первом, втором, третьем и четвертых этапах. Отличие заключается в том, что

(15)

При этом справедлива зависимость

(16)

В конце пятого этапа значение угловой скорости электропривода равно

(17)

Так как , то выражение (17) принимает вид

(18)

Значение перемещения исполнительного органа электропривода равно

(19)

Для нахождения длительностей этапов , , , и необходимо решить систему уравнений, состоящую из уравнений (9), (16), (18), (19) и

(20)

Электроэнергия, потребляемая якорной цепью электропривода за цикл, равна

(21)

Для рассмотренных энергосберегающих диаграмм, обеспечивающих большие перемещения исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления, необходимо выполнение следующего условия - максимальное значение скорости исполнительного органа электропривода должно быть равно максимально допустимому значению скорости.

Выводы

Разработано математическое обеспечение для определения параметров энергосберегающих диаграмм для больших перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления.

Определены аналитические зависимости, позволяющие рассчитать потребляемую электроприводом электроэнергию при перемещении его исполнительного органа в соответствии с предлагаемыми диаграммами перемещения.

Список литературы

1 Добробаба Ю.П. Разработка энергосберегающих диаграмм для малых перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока с зависящим от скорости моментом сопротивления/ Добробаба Ю.П., Луценко А.Ю.// Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №10(104). - IDA [article ID]: 1041410119. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/119.pdf.

References

1. Dobrobaba Ju.P. Razrabotka jenergosberegajushhih diagramm dlja malyh peremeshhenij ispolnitel'nogo organa jelektroprivoda postojannogo toka s zavisjashhim ot skorosti momentom soprotivlenija/ Dobrobaba Ju.P., Lucenko A.Ju.// Politematicheskij sete-voj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universi-teta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2014. - №10(104). - IDA [article ID]: 1041410119. - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/119.pdf.

Размещено на Allbest.ru