0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое энерция двигателя

Идентификация момента инерции якоря двигателя постоянного тока и нагрузки в экспериментальной вибрационной установке для исследования хаотической динамики

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Цель исследования. Статья посвящена разработке и апробации методики оценки параметров моментов инерции якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ) и его нагрузки, используемых в лабораторной вибрационной установке для исследования хаотической динамики.

Методы. Представлена математическая модель ДПТ НВ и описание методики для оценки величины момента инерции его якоря с нагрузкой в результате параметрической идентификации на основе аппроксимации проинтегрированной кривой разгона силы тока и выполнения спектрального анализа. Проведено совместное моделирование динамики электродвигателя Maxon RE25 с электрической частью, реализованной в системе Matlab Simulink и механической, построенной в среде MSC Adams, и на основе результатов машинного эксперимента проверена работоспособность методики параметрической идентификации.

Результаты. Представлена структура и общий вид информационно-измерительной системы лабораторной вибрационной установки для исследования хаотической динамики на основе модуля ввода/вывода NI USB-6009. Приведены и проанализированы кривые разгона и амплитудные спектры силы тока, полученные в ходе проведения натурного эксперимента по определению моментов инерции якоря двигателя Maxon RE25 и дебалансов. Произведен расчет значений моментов инерции якоря и дебаланса по предлагаемой методике, а также относительных погрешностей по сравнению с паспортным значением.

Заключение. В результате проведения серии параллельных экспериментов установлено, что опыты являются воспроизводимыми согласно критерию Кохрена, а погрешность определения момента инерции якоря ДПТ не превышает 5 %, поэтому ее можно также использовать для расчетов с достаточной точностью величин моментов инерции дебалансов.

Ключевые слова

Об авторах

Дмитрий Александрович Бушуев, кандидат технических наук, доцент кафедры технической кибернетики

Список литературы

1. Zhusubaliyev Z.T., Avrutin V., Rubanov V.G., Bushuev D.A., Titov D. V., Yanochkina O.V. Persistence border collisions in a vibrating system excited by an unbalanced motor with a relay control // AIP Conference Proceedings. 2018. Vol.1959. №080022.

2. Salah M. S., Abdelati M. Parameters Identification of a Permanent Magnet DC Motor Conference // IASTED International Conference on Modelling, Identification and Control (MIC 2010), Austria (February 2010), 2010.

3. Гаргаев А.Н., Каширских В.Г. Идентификация параметров двигателей постоянного тока с помощью поисковых методов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2013. С. 131-134

4. Krneta R., Antic S., Stojanovic D. Recursive least square method in parameters identification of DC motors models // Facta Universitatis. 2005. 18 (3). P. 467–478.

5. Hadef M., Bourouina A.. Mekideche M. R. Parameter identification of a DC motor via moments method // International Journal of Electrical and Power Engineering. 2008. 1(2). P. 210–214.

6. Гаргаев А.Н., Каширских В.Г., Нестеровский А.В. Сравнительный анализ методов динамической идентификации параметров электродвигателей // Сб. трудов XI международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно развитых регионах» (24-25 ноября 2015 г.). Кемерово: КГТУ им. Т.Ф. Горбачева, 2015.

7. Wu W. DC Motor Parameter Identification Using Speed Step Responses // Modelling and Simulation in Engineering. 2012. №189757.

8. Tutunji T. A. DC motor identification using impulse response data // Conference on EUROCON, Serbia & Montenegro (22-24 November 2005). 2005. P. 1734-1736

9. Lord W., Hwang J. H. Pasek’s Technique for Determining the Parameters of HighPerformance DC Motors // Proceedings of the Third Annual Symposium on Incremental Motion Control Systems and Devices. University of Illinois. May 1974. P. R.1-10,

Читать еще:  Шнива тосол попадает в двигатель что может быть

10. Hadef M., Mekideche M.R. Moments and Pasek’s methods for parameter identification of a DC motor // Journal of Zhejiang University – Science C. 2011. 12(2). P. 124-131.

11. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики. 2-е изд., перераб. и доп. М., 1986. 335 с.

12. Patent EP0193761B1, 03.04. 1998. Strunk T. L., Westerman G.S. Method for testing DC motors. 29.05.1991.

13. Бушуев Д.А., Рубанов В.Г., Бажанов А.Г. Методы интеграции моделей электродвигателей в среду MSC.Adams для совместного моделирования динамики механи ческих объектов с системами управления // Сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. БГТУ им. В. Г. Шухова «Наукоемкие технологии и инновации». Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2016. С. 10-14.

Для цитирования:

Рубанов В.Г., Бушуев Д.А., Паращук Е.М., Трикула А.K. Идентификация момента инерции якоря двигателя постоянного тока и нагрузки в экспериментальной вибрационной установке для исследования хаотической динамики. Известия Юго-Западного государственного университета. 2019;23(2):97-108. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-2-97-108

For citation:

Rubanov V.G., Bushuev D.A., Parashchuk E.M., Trikula A.K. Identification of Anchor Inertia Motor Moment of Direct Current and Loading in Experimental Vibration Installation for Chaotic Dynamics Study. Proceedings of the Southwest State University. 2019;23(2):97-108. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-2-97-108


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Ошибочный подход

Зачастую поставщики оборудования получают запросы на двигатели определенной мощности. Как правило, заказчик руководствуется простой логикой — выбирает тот же типоразмер, что и у двигателя, подлежащего замене, при этом добавляет значительный коэффициент запаса и использует соотношение нагрузки и инерции системы к инерции двигателя 10 : 1 или 5 : 1. Однако более разумным является подход, когда параметры двигателя подбираются в зависимости от скорости, ускорения и крутящего момента, необходимых для нагрузки в конкретных условиях эксплуатации. При этом выбор коэффициента запаса должен быть обоснованным и опираться на предварительные расчеты.

Типичной ошибкой является покупка электродвигателя с постоянным крутящим моментом, равным максимально необходимому моменту для соответствующей области применения. Управление ходом нередко заключается в управлении кратковременным ускорением. Выбирая двигатель, рассчитанный на постоянный крутящий момент, вы фактически платите за привод большего типоразмера, чем тот, который вам необходим.

Решение для запуска двигателя EQUALIZER ST

Совершенная динамическая система компенсации реактивной мощности, работающая в реальном времени, с низко- и высоковольтными двигателями.

  • Рентабельная скоростная компенсация реактивной мощности
  • Повышает качество энергии электрической сети
  • Предназначена для ограничения перепадов напряжения в соответствии с государственными стандартами
  • Коммутация без переходных процессов
  • Централизованный вариант компенсации запуска двигателей

Equalizer ST – это работающая в реальном времени динамическая система компенсации реактивной мощности, использующая проверенные промышленные технологии для новых решений, связанных с запуском мощных двигателей.

Проблема с электросетью

Двигатель при запуске потребляет очень большую реактивную мощность за относительно короткий промежуток времени. Этот режим обычно создает реактивные токи, в 6-7 раз превышающие номинальный ток двигателя. Из-за этого в местной электрической сети, не рассчитанной на такие кратковременные большие токи, возникает перепад напряжения. Такой перепад напряжения может создавать проблемы для других нагрузок сети, а если он слишком велик, то может, не запустится и сам двигатель.

Идеальное решение

Рентабельная и скоростная компенсация реактивной мощности с Equalizer ST.

EQUALIZER ST — сравнение систем

Пример демонстрирует результаты, полученные для двигателя мощностью 5MВт, подключенного к электросети 11.5кВ с трансформатором 15MВA. Представленные ниже данные являются результатом реальных измерений:

  • EQUALIZER-ST не повышает уровень гармоник напряжения и тока (в большинстве случаев уровни гармоник понижаются).
  • С помощью EQUALIZER-ST можно полностью устранить перепад напряжения, вызванный потребностью в реактивной энергии, но из соображений рентабельности лучше выбрать компромисс.
  • EQUALIZER-ST минимизирует длительность запуска, что позволяет избежать чрезмерного износа двигателя и продлить срок его службы
  • При использовании EQUALIZER-ST наблюдается низкий уровень пускового тока.
  • При использовании EQUALIZER-ST во время запуска форма синусоиды напряжения электросети не искажается.
  • Для разных рабочих сценариев (особенно, когда используется несколько двигателей) полная стоимость
  • EQUALIZER-ST в высоковольтных приложениях, включая дополнительный трансформатор и защитные приспособления, меньше, чем у варианта с плавным пуском.
Читать еще:  График оборотов двигателя от тока

Прямой пуск без компенсации:

  • Запуск двигателя создает очень сильные реактивные токи.
  • Это вызывает сильный перепад напряжения в местной сети.

Плавный Пуск

  • Частично уменьшает перепад напряжения.
  • Существенно увеличивает длительность запуска.
  • Ухудшает качество электроэнергии, значительно повышает коэффициент нелинейных искажений THDv и THDi.

Полная компенсация 32 MВAр

  • Полностью устраняет перепад напряжения.
  • Существенно сокращает длительность запуска и пусковой ток.
  • Повышает качество электроэнергии сети, исключая дополнительные гармоники во время запуска.

Экономичное решение 12 MВAр

  • Частично устраняет перепад напряжения (рентабельный компромисс).
  • Частично уменьшает длительность запуска и пусковой ток.
  • Повышает качество электроэнергии сети, исключая дополнительные гармоники во время запуска.

Комбинированное решение

  • Сокращает перепад напряжения до низкого уровня.
  • Сокращает пусковой ток до минимального уровня.
  • Существенно увеличивает длительность запуска.
  • Ухудшает качество электроэнергии, значительно повышает коэффициент нелинейных искажений THD v и THDi.

Точная настройка.

PVS® (Эффективная система продувки). Эксклюзивное новшество Mercury для индивидуальной настройки и продувки вашего винта в целях согласования с вашим двигателем.

Просто изменяя размер выхлопного отверстия и контролируя обороты вашего двигателя, вы можете устранить ухудшение характеристик и компенсировать изменение нагрузки при изменении высоты. Эта технология доступна только с винтами Mercury .

Резкий скачок

Мы уже привыкли к тому, что энергия добывается из воды, из ветра, из солнечных лучей. Но они есть не везде.

Воздух же и углекислый газ в его составе есть всюду. И концентрация СО2 в земной атмосфере растет — люди дышат, печи горят, двигатели выбрасывают отработанный газ.

Диоксид углерода — один из парниковых газов. Сейчас содержание углекислого газа в атмосфере планеты равно 400 ppm (долей на миллион). Это значит, что в одном кубометре воздуха 400 мл CO2.

На протяжении сотен тысяч лет в атмосфере Земли не было такого объема CO2, какой мы наблюдаем в последние несколько десятков лет. Это заставляет ученых искать новые способы добычи чистой энергии.

Еще в одном модуле МКС обнаружены трещины

На самом первом модуле МКС «Заря» обнаружены трещины. Пока они несквозные, однако, по мнению руководителя полетов российского сегмента станции Владимира Соловьева, со временем начнут расползаться.

Функционально-грузовой блок МКС «Заря»

В ходе обследования российского сегмента Международной космической станции (МКС) в самом старом модуле станции «Заря» были обнаружены несколько новых несквозных трещин. Об этом в понедельник, 30 августа, передает РИА «Новости», цитируя интервью руководителя полетов российского сегмента МКС, генерального конструктора Ракетно-космической корпорации «Энергия», космонавта Владимира Соловьева.

В связи с тем, что ранее в другом модуле космической станции «Звезда» экипаж обнаружил сквозные трещины, Соловьев полагает, что со временем начнут расползаться трещины и в «Заре».

Читать еще:  274 двигатель мерседес характеристики

Утечки воздуха фиксировались на МКС начиная с сентября 2019 года. Они уменьшились, хотя и не прекратились полностью и после того, как космонавты обнаружили несколько трещин и заделали их. Чтобы компенсировать утечки, станцию необходимо регулярно «наддувать воздухом, азотом и кислородом».

Функционально-грузовой блок МКС «Заря» был запущен в космос в ноябре 1998 года. Кроме него впоследствии в состав российского сегмента станции вошли модули «Звезда», «Поиск», «Рассвет» и самый новый модуль «Наука», который вскоре после стыковки с МКС в конце июля 2021 года вызвал нарушения в работе станции: из-за непроизвольного включения двигателей модуля ее развернуло на 45 градусов.

Осенью 2020 года генконструктор РКК «Энергия» Владимир Соловьев выразил опасение, что после 2025 года на МКС может начаться «лавинообразный выход из строя многочисленных элементов».

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Немецкий астронавт Александер Герст вернулся на Землю после 197 суток полета. За эти дни он успел сделать множество необычных снимков из космоса. DW представляет снимки бывшего командира МКС.

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Грузовой корабль Dragon компании SpaceX Александер Герст сфотографировал при приближении к МКС.

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Африка: вид из космоса.

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Немецкому астронавту Александеру Герсту удалось сфотографировать ураган «Флоренс».

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Париж из космоса выглядит именно так.

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Потухший вулкан Килиманджаро.

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Курильские острова. Вид из космоса.

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Александер Герст признается, что до сих пор не может привыкнуть к нереальной красоте пейзажей.

Невероятные снимки из космоса от немецкого астронавта

Во время установки антенны для российско-германского эксперимета «Икарус» россияне Олег Артемьев и Сергей Прокопьев вышли в открытый космос.

Метод свободного выбега

Перечисленные выше методы определения инерции электрической машины больше подходят к электрическим машинам относительно малой мощности. При значительных габаритных и массовых показателей машин большой мощности определение инерции методами маятниковых колебаний и падающего груза становятся практически не пригодными, и тем более не пригодны в системе электродвигатель – рабочий орган. Поэтому зачастую применяют метод свободного выбега.

Когда двигатель отключают от сети, то за счет накопленной кинетической энергии, двигатель и соединенный с ним рабочий орган будет вращаться замедляясь постепенно. Чем больше тормозящее усилие сил трения и чем меньше запас кинетической энергии, тем быстрее будет замедлятся система. Имея кривую самоторможения, показанную ниже, которая представляет собой график зависимости скорости от времени.

По данной кривой можно сделать вывод о величине тормозных усилий. Мощность торможения в данном случае будет равна уменьшению кинетической энергии во времени:

Подставив в формулу значение кинетической энергии , которая представлена в джоулях, тогда получим:

Из данного выражения можно определить момент инерции:

Величину поднормали определяют из кривой торможения для точки, в которой известны потери энергии при торможении. Если масштабы выбраны, то для построения кривой самоторможения: µn = об/мин/см – скорость, µt = сек/см – времени. В таком случае масштаб поднормали будет равен: , то есть , где СВ выражена в см.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector