CC BY
2
8. Шевкунова А.В. Определение оптимальных размеров зубцовой зоны тягового вентильно-индукторного электродвигателя / А. В. Шевкунова, М. В. Чавычалов, Н. М. Яицкова // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 2. С. 568-573. DOI 10.24412/2071-6168-2022-2-568-574.
9. Петрушин А.Д. Оптимизация активной части вентильно-индукторного электродвигателя / А. Д. Петру-шин, А. В. Кашуба // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2016. № 1(61). С. 61-65.
10. Шутемов С.В. Применение корреляционного анализа для исследования взаимосвязи геометрических размеров магнитной системы вентильно-индукторного двигателя и электромагнитного момента / С. В. Шутемов, А. В. Шевкунова // Chronos. 2020. № 10(49). С. 60-64.
11. Torrent M., Andrada P., Blanque B., Martinez E., Perat J.I., Sanchez J.A. Method for estimating core losses in switched reluctance motors / M. Torrent, P. Andrada, B. Blanque [et al.] // European transactions on electrical power, vol. 21, 2011. P. 757-771.
12. Lamerraner J., Stafl M. Eddy currents, ILIFE Books, London published in 1966.
13. Копылов И.П., Горяинов Ф.А., Клоков Б.К. и др. Проектирование электрических машин: учеб. пособие для вузов; под ред. И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980. 496 с.
Гребенников Николай Вячеславович, д-р техн. наук, доцент, grebennikovnv@mail. ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Шевкунова Анастасия Владимировна, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Ольховатов Дмитрий Викторович, канд. техн. наук, доцент, olkhovatovdmitry@gmail. com, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения
DETERMINATION OF MAGNETIC LOSSES IN MUTUALLY COUPLED SWITCHED RELUCTANCE MACHINES
N.V. Grebennikov, A. V. Shevkunova, D.V. Olkhovatov
The article discusses the determination of magnetic losses for the class of mutually coupled switched reluctance machines (MCSRM). The MCSRM magnetic system was calculated using the finite element method and the dependence of magnetic induction as a function of the angular position of the rotor was determined. A mathematical model for calculating magnetic losses is proposed, based on a new approach that takes into account the frequency of magnetization reversal of the main sections of the magnetic circuit.
Key words: magnetic losses, reluctance inductor machine, electric machine, mutual influence of phases.
Grebennikov Nikolay Vyachaslavovich, doctor of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Shevkunova Anastasia Vladimirovna, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Olkhovatov Dmitry Viktorovich, candidate of technical sciences, docent, olkhovatovdmitry@gmail. com, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University
УДК 621.313
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-4-367-368 АНАЛИЗ ТИПОВ ПРИВОДОВ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
Ю.А. Макаричев, Я.А. Ратцев, О.В. Пантюхин
В статье проведен анализ достоинств и недостатков различных типов приводов линейного перемещения для системы позиционирования и стабилизации оптико-механической платформы авиационного применения. Показано, что для этой цели наиболее эффективным является применение линейных электроприводов прямого действия. Для обозначенной задачи оптимальной конструкцией двигателя выбран линейный двигатель постоянного тока с полым беспазовым якорем и возбуждением от высокоэнергетических постоянных магнитов.
Ключевые слова: электротехнические комплексы, линейные двигатели, электромагнитное возбуждение, беспазовый якорь.
В ряде электротехнических комплексов и систем рабочий орган совершает линейное перемещение или возвратно-поступательное движение. Позиционирования и удержания рабочего элемента при определенных внешних воздействиях, можно различными техническими решениями [1-5]. Это могут быть гидравлические или пневматические приводы. Такие комплексы могут обеспечить очень высокие значения развиваемых усилий. Гидропривод может обеспечить точность до десятых долей миллиметра, имеет возможность фиксации в любом промежуточном положении рабочего органа. Пневматический привод обладает низкой точностью, а в промежуточных положениях точность фиксации рабочего органа осуществляется достаточно сложно [6]. Широко известно применение гидро- и пневмосистем в качестве амортизаторов транспортных средств. Однако, подобные технические решения уже не всегда удовлетворяют возрастающим требованиям к современным автомобилям. Поэтому многие ведущие автопроизводители включают в систему подвески кроме традиционных амортизаторов еще и блоки активных электромагнитных демпферов, обладающих возможностью настройки жесткости и позиционирования «подрессоренных» масс [7].
367
Другим способом получения линейного перемещения рабочего органа является использование электро-
двигателя вращательного движения с кинематическими схемами преобразования вращательного движения в поступательное, или возвратно-поступательное, например, кривошипно-шатунного механизма, червячной пары, план-шайбовой передачи, или кулачкового механизма. Подобные решения могут применяться для многих механизмов, обеспечивающих линейное движение, но неприменимы для демпфирования возмущающих механических воздействий.
Широкое распространение в приводах линейного перемещения робототехнических систем, в том числе
авиационного применения, получили передачи типа «винт-гайка» [8]. Передачи «винт-гайка» различаются на передачи скольжения и передачи качения. У передач скольжения низкий КПД, на уровне 0,1-0,4 по сравнению с 0,8-0,95 у передач качения. Основным недостатком таких передач является недостаточная механическая жесткость системы и невозможность эффективной работы в режиме демпфирования возмущающих воздействий.
Очевидно, что для задачи точного позиционирования рабочего органа и последующей его стабилизации
от внешних механических воздействий, наиболее перспективным видится использование электромеханических систем с непосредственным преобразованием электрической энергии в линейное перемещение. К таким электромеханическим преобразователям относятся длинноходовые электромагниты и линейные электродвигатели различных типов. У каждого из этих преобразователей есть свои достоинства и недостатки, определяющие области их оптимального применения. Рассмотрим какие из этих приводов наиболее применимы для системы позиционирования и стабилизации платформы оптико-механического комплекса авиационного назначения.
Одной из возможных систем ориентации прецизионных объектов является гексапод - устройство, обес-
печивающее перемещение прибора, расположенного на его подвижной платформе относительно основания по шести степеням свободы (Рис.1). Перемещение осуществляется путем изменения линейных размеров приводов [9]. Для функционирования гексапода необходимы шесть линейных двигателей.
Рис. 1. Схема гексапода: 1 - основание; 2- подвижная платформа; 3 - линейный двигатель; 4 - шарнир
Для схемы гексапода и других конструкционных решений, основные требования к линейным приводам идентичны:
- обеспечение номинального усилия при всех рабочих положениях якоря;
- перемещение штока в заданном интервале рабочего хода;
- гашение вибраций в широком диапазоне частот;
- минимальное потребление мощности;
- минимальные массогабаритные показатели;
- максимальное быстродействие системы;
- отсутствие люфтов и явления механического гистерезиса.
Применение для рассматриваемой задачи системы, использующей традиционные вращающиеся электри-
ческие машины, проигрывает системе прямого привода по нескольким причинам. Для преобразования вращательного движения в поступательное требуется дополнительная система передачи, например «винт-гайка». Несмотря на высокую нагрузочную способность она проигрывает прямому приводу по потерям на трение и по быстродействию. Кроме того, существенно усложняется кинематическая схема. Поэтому для данной задачи будем рассматривать варианты систем прямого преобразования электроэнергии в линейное перемещения.
Прямой привод линейного движения - это электрическая машина или аппарат с непосредственным пре-
образованием электромагнитной энергии в линейное перемещение. Область применения прямого привода очень разнообразна - системы перемещения предметов, медицинская техника, оборудование для робототехники и др. В приложении к поставленной задаче целесообразно рассмотреть варианты силового органа на основе линейных двигателей переменного и постоянного тока, а также электромагнитов и магнитов с комплексным возбуждением поля постоянными магнитами и управляющими электромагнитами.
/7
х
В [10] автором был проведен анализ характеристик длинноходовых электромагнитов методом моделирования электромагнитных процессов, происходящих в устройствах с различной конструкцией якоря. В качестве объектов исследования были выбраны электромагниты с прямой и конической формой якоря. Сравнение проводилось при равенстве намагничивающей силы катушки, одинаковых материалах и геометрии магнитной системы. Результаты моделирования представлены на рис.2.
zoo
о - —---
1 3 5 7 & 11 13 15
Ход якоря, им
Рис. 2. Зависимость пондермоторной силы от величины хода якоря длинноходового магнита: 1 - прямой якорь;
2 - конический якорь
Из графиков на рис.2 видно, что при использовании прямого якоря, пондеромоторная сила больше при больших значениях хода якоря, при зазоре 2 мм значения примерно равны, а во всех остальных случаях значение силы больше при коническом якоре. Из графиков также следует, что при перемещении якоря на 15 мм, значение пондермоторной силы уменьшается более чем на порядок от 180 до 5 Н. Такая неравномерность тягового усилия в зависимости от положения якоря является существенной проблемой для построения линейной системы стабилизации.
Работа линейных двигателей переменного тока основана на использовании переменного тока для создания бегущего магнитного поля, взаимодействующего с полем постоянных магнитов (синхронные машины) или с индуцированным полем обмотки ротора (вторичного элемента или бегунка) в асинхронных двигателях. Это позволяет двигателю производить линейное движение или создавать усилие вдоль определенной оси в режиме упора.
Линейный асинхронный двигатель (ЛАД) состоит из магнитопровода статора, статорной обмотки и подвижного вторичного элемента. Подвижным вторичным элементом двигателя может выступать по аналогии с вращающимся двигателем сердечник с короткозамкнутой обмоткой или любое ферромагнитное тело, например стальной лист. Когда на обмотку статора подается трехфазный переменный ток, вторичный элемент под действием электромагнитной силы перемещается в сторону движения магнитного поля с некоторым скольжением. Изменение порядка чередования фаз тока, поступающего на обмотку, приведет к перемещению сердечника в противоположном направлении. ЛАД обычно применяются в высоконагруженных механизмах, таких как конвейеры, траволаторы, транспортеры. В приложении к поставленной задаче ЛАД имеет существенный недостаток: на низких частотах управление им становится малоэффективным, а чаще, вообще невозможным.
Линейные синхронные двигатели как правило имеют возбуждение от постоянных магнитов. Это могут быть двигатели классической конструкции или построенные по принципу шаговых двигателей с постоянными магнитами (ПМ).
Одной из ключевых характеристик линейных синхронных двигателей является их высокая скорость и точность перемещения. Это делает их незаменимыми в условиях, требующих исключительной производительности и точности управления. Еще одним преимуществом линейных синхронных двигателей является их способность работать в условиях высоких нагрузок. Благодаря своей конструкции они способны развивать большие удельные усилия, что позволяет использовать их в автомобилестроении, высокоточных станковых комплексах, робототехнике. К таким машинам относится синхронный двигатель с постоянными магнитами (СДПМ), имеющий синусоидальное распределение магнитодвижущей силы в воздушном зазоре, а, следовательно, и ЭДС обмотки. На базе СДПМ можно построить вентильный привод, у которого коммутация токов фазных обмоток осуществляется в зависимости от текущего углового положения его ротора. Механические характеристики привода в этом случае линейны и идентичны характеристикам двигателя постоянного тока [11].
Одной из разновидностей линейного синхронного двигателя является шаговый двигатель (ЛТТТД) — машина с дискретным перемещением ротора, осуществляемым за счет попеременной подачи импульсов на фазные обмотки. Шаговый двигатель является более предпочтительным для устройств позиционирования в случае движения с небольшой скоростью.
В быстродействующих комплексах в шаговых двигателях начинает проявляться их практически неустранимый недостаток - пропуск шага. Вторичный элемент «не успевает» за сигналом на обмотке управления из-за механической инерционности. Существуют попытки программно компенсировать эту ошибку, но кардинально решить проблему пока не удается [12].
В электроприводах с ограниченным перемещением рабочего органа не требуется использования скользящего контакта для подвода тока к якорю - главного недостатка машин постоянного тока. С этой целью в линейных двигателях постоянного тока (ЛДПТ) используют гибкий токоподвод к подвижному элементу. Как и во вращаю-
щихся машинах постоянного тока малой мощности, основной магнитный поток в ЛДПТ рационально создавать постоянными магнитами (ПМ). Магнитоэлектрические двигатели выигрывают у двигателей с электромагнитным возбуждением как по массогабаритным, так и по энергетическим показателям.
На рис.3 схематично показана конструкция двухполюсного двигателя с зубцово-пазовой конструкцией якоря. Такие двигатели могут быть как прямого (а), так и обращенного исполнения (б). ЛДПТ могут быть с плоским или цилиндрическим воздушным зазором. Последние, как правило выигрывают у плоских машин по степени использования активных материалов и, в первую очередь по объёму ПМ.
а! ф / д]
Рис. 3. Цилиндрический линейный двигатель постоянного тока: а - традиционного исполнения;
б - обращенной конструкции
Главным достоинством представленных двигателей является возможность создания высокого значения удельного тягового усилия при относительно малых габаритах активной части. Это объясняется значениями магнитной индукции в воздушном зазоре, достигающими 1,0 Тл и высокой величиной линейной токовой нагрузки (до 20000-30000 А/м). Зубцовая конструкция якоря позволяет эффективно отводить тепло электрических потерь.
Недостатками перечисленных конструкций являются две проблемы, которые невозможно решить в рамках применимости их к электроприводу ориентации и стабилизации объекта, исследуемого в данной работе. Во-первых, зубцовая структура магнитопровода якоря создает неравномерность (пульсации) электромагнитной силы при линейном перемещении якоря. В ЛДПТ невозможно по аналогии с вращающимися машинами, выполнить для снижения зубцовых гармоник скос пазов, или сделать профилирование ПМ. Во-вторых, ферромагнитный сердечник якоря обладает большой массой, что не позволяет достичь предельного электромеханического быстродействия, а значит и точности позиционирования в динамике.
Лишенным перечисленных недостатков является линейный двигатель постоянного тока (ЛДПТ) с беспазовым (полым) якорем и возбуждением от постоянных магнитов (Рис.4). Этот тип машины отличает высокое электромагнитное быстродействие, обусловленное тем, что обмотка якоря находится не в пазах ферромагнитного сердечника, а непосредственно в воздушном зазоре. Поэтому собственная индуктивность якоря минимальна. Она почти на порядок меньше, чем в аналогичных двигателях с зубчатым якорем [13].
Еще одна выгодная характеристика этого двигателя заключается в малом весе и инерции полого якоря. Подвижный компонент двигателя не содержит стальной магнитопровод, а состоит исключительно из самой катушки и легких конструктивных элементов. Это значительно повышает электромеханическое быстродействие двигателя. Беспазовая конструкция якоря исключает зубцовые пульсации электромагнитного усилия, так как обмотка якоря многослойная, состоящая из нескольких сотен относительно тонких витков. Однако недостатком этого двигателя является наличие значительного немагнитного зазора между внешним и внутренним статорами. Этот зазор включает в себя не только два воздушных зазора, но и толщину слоя обмотки якоря. Следовательно, для достижения приемлемого уровня индукции в зазоре требуется мощная система возбуждения. Очевидным решением проблемы является применение высокоэнергетических постоянных магнитов для индуктора. Таким требованиям отвечают магниты на основе Sm-Co или Ш-Ре-Б. Причем самарий-кобальтовые магниты хотя и имеют меньшую магнитную энергию, но отличаются лучшей температурной стабильностью.
Рис. 4. Конструкция линейного двигателя постоянного тока с полым якорем. 1- катушка якоря; 2- основание якоря; 3- магнит; 4- линейный подшипник; 5- наружный магнитопровод; 6-внутренний магнитопровод; 7- шток; 8- крепление исполнительного механизма; 9- основание платформы
За счет использования прямого привода на основе ЛДПТ достигается устранение люфта, отрицательно влияющего на точность позиционирования в схемах с приводами, содержащими промежуточную механическую передачу. Тяговые характеристики двигателя имеет линейный вид и сохраняют свою стабильность во всем диапа-
зоне рабочего хода якоря. Линейный двигатель обладает собственным электромагнитными и электромеханическим быстродействием, близким к предельно возможному для выбранных материалов магнитов и допустимых по тепловым ограничениям значений линейной токовой нагрузки. Это дает ему преимущество по сравнению с другими типами приводов при синтезе систем управления комплексами, требующими повышенной точности позиционирования в динамических режимах.
Выводы:
1. К силовым элементам системы позиционирования и стабилизации авиационного оптико-механического комплекса предъявляется ряд специфических требований по обеспечению заданного усилия и его постоянства в пределах рабочего хода, высокого уровня механического и электромагнитного быстродействия, минимальных энергетических затрат и массогабаритных параметров.
2. Электроприводы на основе вращающихся двигателей с механизмами преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, например, с передачей «винт-гайка» с телами качения, имеют отличные силовые энергетические показатели. Основным недостатком таких передач является их недостаточная механическая жесткость и невозможность эффективной работы в режиме демпфирования возмущающих воздействий.
3. Электроприводы прямого действия строятся на основе использования электромагнитов или линейных двигателей. Длинноходовые электромагниты были исключены из дальнейшего анализа по причине значительной зависимости тягового усилия от положения якоря, а также невозможности реверсирования пондеромоторной силы. Линейные асинхронные двигатели нестабильно работают при низких частотах. Основным недостатком одной из разновидностей синхронного двигателя - шагового линейного двигателя, является его склонность к «пропуску шага» в режимах, когда от него требуется высокое быстродействие.
4. По результатам анализа в качестве оптимального типа электропривода был выбран линейный двигатель постоянного тока с полым якорем и магнитоэлектрическим возбуждением. Этот тип двигателя отвечает в полной мере основным требованиям к силовому элементу электротехнической системы позиционирования и стабилизации бортового оптико-механического комплекса летательного аппарата.
Список литературы
1. Seung-Jin Kim Jae-Ho Hur, Young-Il Kim, Chi-Myeong Yun, Hosung Jung One-Coil Long-Stroke Permanent Magnetic Actuator Design Applied to Load Breaker Switch for Railway [Журнал] // Applied Sciences. 2022.
2. Абдуллаев Мухаммадсайфулло, Маткасимов Мухаммадсодик, Каримжонов Дилёрбек. Применение линейных двигателей в электроприводах // Universum: технические науки. 2020. №11 -5 (80).
3. Баль В.Б., Геча В.Я., Гончаров В.И. и др. Линейные электрические машины возвратно-поступательного действия - области применения // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. М.: Научно производственная корпорация «Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы» имени А.Г. Иосифьяна, 2015. 149. C. 3-17.
4. Соколов М.М., Сорокин Л.К. Электропривод с линейными асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1979. 152 с.
5. Wisuwat Plodpradistha, Study of Tubular Linear Induction Motor for Pneumatic Capsule Pipeline system. Ph.D. Dissertation, Department of electrical Engineering, University of Missouri-Columbia, May 2002.
6. Шароватов В.Т., Чернусь П.П. Позиционирование пневмопривода по положению // Вестник СевНТУ. 2014. № 153. С. 30-35.
7. Lee Seungho and Kim Won-Jong. Active Suspension Control with Direct-Drive Tubular Linear Brushless Permanent-Magnet Motor - 2009 // American Control Conference, Hyatt Regency Riverfront, St. Louis, MO, USA, 2009, June 10 - 12.
8. Янгулов В.С., Эдличко А.А. Прецизионные винтовые механизмы и передачи для использования в редукторах приводов систем космического применения // Известия ТПУ. 2010. Т. 317. № 2. С. 40-45.
9. Жуков Ю.А., Коротков Е.Б., Слободзян Н.С., Яковенко Н.Г. Оценка решения задач кинематики в системе управления механизмом с параллельной кинематикой космического применения на базе гексапода // Оборонная техника. 2017. № 9. С. 29-37.
10. Ратцев Я.А. Электромагнитный клапан для газотурбинного двигателя: магистерская диссертация: 13.04.02. СамГТУ, Самара, 2021. 70 с.
11. Балковой А.П., Цаценкин В.К. Прецизионный электропривод с вентильными двигателями. М.: МЭИ, 2010. 328 с.
12. Карпович С.Е., Межинский Ю.С., Жарский В.В. Программная компенсация погрешности позиционирования линейного шагового привода // Доклады БГУИР. 2003. №2 (2). С. 89-98.
13. Макаричев Ю.А., Ратцев Я.А. Линейный двигатель постоянного тока системы стабилизации прецизионных объектов. // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2022. Т. 30. № 2 (74). С. 73-84.
Макаричев Юрий Александрович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Ратцев Ярослав Алексеевич, аспирант, vpirate 1@yandex. ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Пантюхин Олег Викторович, д-р техн. наук, доцент, olegpantyukhin@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF LINEAR MOTION DRIVE TYPES FOR POSITIONING SYSTEMS
Yu.A. Makarichev, Ya.A. Rattsev, O.V. Pantyukhin 371
The article analyzes the advantages and disadvantages of various types of linear displacement devices for positioning and stabilization of an optical-mechanical platform for aviation applications. It is shown that the use of linear electric drives of direct action is the most effective for this purpose. For the indicated task, a linear DC motor with a hollow phase-free armature and excitation from high-energy permanent magnets was chosen as the optimal motor design.
Key words: electrical engineering complexes, linear motors, electromagnetic excitation, phase-free armature.
Yuri Aleksandrovich Makarichev, doctor of technical sciences, professor, head of the department, makarichev2801@mail. ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Rattsev Yaroslav Alekseevich, postgraduate, vpirate1@yandex. ru, Russia, Samara, Samara State Technical
University,
Pantyukhin Oleg Viktorovich, doctor of technical sciences, docent, olegpan-tyukhin@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.3.079
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-4-372-373
МЕТОДИКА ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА И ЭЛЕМЕНТА АДАПТАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АППАРАТОМ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАСЛА
В.В. Звонарев, А.В. Стариков, В.Н. Козловский
В статье рассмотрена система управления аппаратом воздушного охлаждения масла, применяемая в маслосистемах нагнетателей газоперекачивающих агрегатов и мощных электродвигателях и способная адаптироваться к температурным условиям окружающей среды. Приведены функциональная и структурная схема рассматриваемой системы управления, а также передаточные функции ее элементов. Разработана методика параметрического синтеза регулятора и устройства адаптации к изменению температуры окружающего воздуха. Приведены результаты компьютерного моделирования, подтверждающие эффективность предложенной методики параметрического синтеза и высокую точность стабилизации температуры масла на выходе аппарата воздушного охлаждения.
Ключевые слова: аппарат воздушного охлаждения масла, система управления, структурная схема, регулятор, элемент адаптации.
Гидростатические подшипники скольжения находят применение в нагнетателях газоперекачивающих агрегатов и мощных электродвигателях. Для работы таких подшипников необходима маслосистема, поддерживающая температуру масла на входе на определенном уровне. Поскольку масло в процессе работы газоперекачивающего агрегата или двигателя нагревается, то его необходимо охлаждать. Для этого используют аппараты воздушного охлаждения (АВО) масла.
Система управления аппаратом АВО масла представляет собой сложный электротехнический комплекс, включающий в себя частотно-регулируемый электропривод комплекта вентиляторов, электромагнитные клапаны, позволяющие поток масла направлять в обход аппарата, и обогреватель. Основной режим работы АВО заключается в охлаждении масла с помощью вентиляторов посредством окружающего воздуха, температура которого в течение суток и в течение года изменяется в широких пределах.
Для адаптации к условиям окружающей среды систему управления вентиляторами АВО делают следующим образом (рис. 1) [1, 2]. Система замкнута по датчику температуры масла Tu на выходе теплообменника рассматриваемого аппарата. Кроме того, она снабжена датчиком температуры окружающего воздуха. Поскольку датчики температуры являются инерционными объектами с достаточно большой постоянной времени, величина которой сравнима с постоянными времени теплообменника, то на выходе датчика температуры применено форсирующее звено, предназначенное для компенсации этой инерционности. Для обеспечения требуемых статических и динамических свойств системы управления температурой масла на выходе АВО используется пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор. Этот регулятор через блок умножения воздействует на преобразователь частоты, который регулирует скорость асинхронных двигателей привода вентиляторов, обеспечивающих обдув и охлаждение теплообменника аппарата.
Блок умножения введен в систему управления АВО масла для автоматического изменения постоянной времени ПИ-регулятора в функции температуры окружающего воздуха, измеряемой соответствующим датчиком, причем количественный показатель изменения определяется коэффициентом передачи пропорционального звена.
Целью настоящего исследования является разработка методики параметрического синтез регулятора и дополнительных элементов системы управления АВО масла, обеспечивающей работоспособность во всем возможном диапазоне изменения температур окружающего воздуха.
Решение задачи. Для достижения поставленной цели рассмотрим структурную схему рассматриваемой системы управления АВО масла (рис. 2). На ней апериодическими звеньями
WдТв (p)-
^Тв
ТдТб p +1
WдТM (p) = ^^ ТдТм p +1
