CC BY
14
Автоматическое управляющее устройство : Объект управления
Рисунок 2. Функциональная схема САУ электропривода
Список литературы 5.
1. Виноградов А. Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. Иваново: учеб. пособие М: ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В. И. Ленина», 6. 2008. 298 с.
2. Карагодин М. С., Федоренко А. А. Уравнения динамики частотно управляемых электроприводов. Красноярск: учеб. пособие М.: изд. КрПИ, 1985. 92
с. 7.
3. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин: учеб. для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 2001. 327 с.
4. Усольцев А. А. Частотное управление асинхронными двигателями: учеб. пособие для вузов. СПб: 8. СПбГУ ИТМО, 2006. 94 с.
Шрейнер Р. Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 654 с.
Федоренко А.А., Лазовский Э.Н. Обобщенный (результирующий) пространственный вектор трехфазной линейно независимой системы сигналов: Вестник СибГАУ им. академика М. Ф. Решетнева, Красноярск. 2011. № 2(35). С. 76 - 79. Федоренко А.А., Лазовский Э.Н., Печатнов М. А. Уравнения динамики асинхронной машины инвариантные к скорости вращения системы координат: Известия Томского политехнического университета. - 2012. - Т.320. - № 4. - С. 142-146. Федоренко А.А., Лазовский Э.Н., Печатнов М. А. Уравнения динамики асинхронной машины инвариантные к скорости вращения системы координат.- Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011.-С. 100-106.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫХ ЧАСТОТНО -УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ПРИМЕНЕНИЕМ НАУЧНО
- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ СТЕНДОВ
Гурушкин Артем Владимирович
К.т.н., доцент кафедры «Электропривода и автоматизации технических систем» Карагандинского
государственного индустриального университета, г. Темиртау.
АННОТАЦИЯ
Представлена информация о применении исследовательских стендов в процессе проектирования и наладки электромеханических систем с многодвигательным частотно - управляемым электроприводом.
ABSTRACT
Information on use of research stands in the course of design is provided and adjustments of electromechanical systems with multi-engine is frequency - the operated electric drive.
Ключевые слова: электромеханические многодвигательные системы, частотный привод, исследовательский стенд, схема замещения, параметры двигателя, имитационная модель, механическая характеристика.
Key words: Electromechanical multi-engine systems, frequency drive, research stand, equivalent circuit, engine parameters, imitating model, mechanical characteristic.
Большая часть механизмов и агрегатов современного производства это многодвигательные электрически или механически взаимосвязанные системы электропривода. В сравнении с однодвигательными аналогами многодвигательное решение имеет ряд значительных преимуществ. Например, увеличение производительности, точность и быстродействие выполняемых операций за счет снижения массогабаритных и инерционных показателей, повышение надежности путем резервирования вышедших из строя отдельных элементов электромеханической системы.
К сожалению, данное техническое решение также имеет существенный недостаток, а именно - неидентичность механических характеристик электродвигателей одного типа и серии. Как следствие, при работе на общую нагрузку формируется дисбаланс моментов и токов, т.е. неравномерное распределения общей нагрузки между двигателями в статических и динамических режимах работы.
Несогласованная работа приводов в электромеханической системе механизма становится причиной перегрузки электродвигателей с более жесткой механической характеристикой, а значит и к нагреву электрических машин и механических компонентов, дополнительным нагрузкам вибрационного и колебательного характера, увеличению износа механической составляющей и в дальнейшем аварийному выходу из технологического цикла промышленного оборудования.
Нужно отметить, что в теории электропривода рассмотренные особенности хорошо изучены, соответственно были разработаны и внедрены методы выравнивания дисбаланса нагрузок между приводами многодвигательных механизмов. Например, введение специальных схем подключения и дополнительных сопротивлений в электрические схемы электродвигателей постоянного и переменного тока [1].
С появлением и широким внедрением в производство частотно - регулируемого электропривода картина теоретического обоснования процессов формирования дисбаланса моментов между приводами механически взаимосвязанного многодвигательного электропривода, работающего на общую нагрузку, кардинально поменялась. В работе системы механически взаимосвязанного многодвигательного электропривода, оснащенного микропроцессорной поддержкой, векторными системой управления, обратными связями по скорости, току, моменту и т.д. уже не соблюдаются известные принципы в распределении нагрузки между приводами в зависимости от коэффициентов жесткости электрических машин, как это принято в классическом электроприводе.
М = Мх + Мг =#(>01 -> + А2Н2 (1)
где - ю - результирующая скорость вращения, рад/с; ю1, ю2 - угловая скорость вращения, рад/с; М, М1, М2 - общий момент и моменты электродвигателей, Н*м;
Р1, Р2 - жесткости механических характеристик, Н*м*с;
Результаты исследований данной проблемы показали, что процесс формирование дисбаланса моментов и рассогласования в работе частотно регулируемого многодвигательного электропривода зависит не только от электромагнитных параметров электрических машин, но и от целого комплекса других причин. Например, настройки параметров контроллера скорости (рампы разгона), наличие зазорообразования, ударных и вибрационных нагрузок в момент старта и во время переходного процесса и
т.д. [2]. Таким образом, внедрение в производство современных систем автоматизированного частотно - регулируемого электропривода не гарантирует заявленных производителем данного оборудования высоких показателей быстродействия и качества работы для технологического оборудования, т.к. характеристики механизмов будут в этом случае определяться не техническими возможностями электропривода, а степенью взаимного влияния электрической и механической частей друг на друга.
Исходя из сказанного выше, можно сделать вывод, что работоспособность машин и механизмов, спроектированных без учета особенностей применения частотно - регулируемых систем в многодвигательном механически взаимосвязанном электроприводе, в реальных условиях эксплуатации оказывается ограниченной. В процессе проектирования или в ходе пусконаладочных работ может возникнуть необходимость определения ряда электромеханических параметров, но в большинстве случае проведение тестов и экспериментов на реальном объекте в процесс наладки опасно, а порой и невозможно, исходя из требований производства и техники безопасности. Особенно это касается крупных многодвигательных механизмов, производство которых является индивидуальным или мелкосерийным.
Учитывая вышеизложенное, проектирование и наладку электромеханических многодвигательных систем целесообразно производить комбинированными способами, сущность которых заключается в сочетании современных методов имитационного моделирования и результатов экспериментов, полученных на исследовательских стендах [3]. При этом, в процессе исследований на стендах в типовых режимах могут быть определены параметры электромеханических систем, которые получить расчетным путем практически невозможно: упругости механических связей, фактические жесткости механических характеристик и т.д.
Озвученный комбинированный способ был испытан на практике при разработке индивидуальных систем выравнивания нагрузок для литейных кранов грузоподъёмностью 420 тонн в конверторном цехе АО «Арселор-Миттал Темиртау». Экспериментальные исследования выполнялась на испытательном стенде, собранном на базе отделения непрерывной разливки стали (ОНРС) конверторного цеха «АрселорМиттал Темиртау» [4].
Развитием данного направления экспериментальных исследований стала разработка научно - исследовательского комплекса (НИК) на базе Карагандинского государственного индустриального университета [5]. Особенностью данного стенда является наличие в его структуре практически всех уровней автоматизации, взаимная интеграция этих уровней, как на аппаратном, так и программном уровне. В качестве программно аппаратной основы стенда была выбрана продукция фирмы SIEMENS. В соответствии с рисунками 1 и 2 основой системы управления НИК является программируемый логический контроллер серии SIMATIC S7 - 300. Электромеханическая часть состоит из преобразователей MICROMASTER, SINAMICS, SIMOVERT MASTER DRIVES VC, SIMOREG DC, асинхронных электродвигателей и двигателей постоянного тока. Для визуализации и управления широко были использованы возможности интернет технологий и SCADA систем WinCC и WinCCflexible, что позволило организовать дистанционное и локальное управление (панель оператора ОР177) лабораторным оборудованием комплекса. Обмен данными между уровнями организован с помощью шины данных PROFIBUS.
Технические возможности исследовательского комплекса позволяют проведение работ по определению статических, динамических, энергетических характеристик частотного электропривода с различными структурами и параметрами систем управления, а также решать вопросы наладки приводов, имеющих упругие связи и зазоры. В случаях, при отсутствии адекватной модели,
Рисунок 1. Электроприводная часть комплекса
Комплекс также может быть использован в качестве контрольно-испытательной станции для дефектовки и проверки частотных преобразователей и асинхронных электродвигателей. Кроме этого на стендах НИК проводится комплексное обучение, и выполняются лабораторные работы студентов по специальностям «Автоматизация и управление» и «Электроэнергетика».
Список литературы
1. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энерго-атомиздат, 2001г.- 704с.
2. Брейдо И.В. Гурушкин А.В. Исследование принципов распределения нагрузок в электромеханических системах с многодвигательным частотно управляемым электроприводом. М.: Приводная техника №3, 2009.
например, таких сложных систем, как многодвигательный частотный привод грузоподъемных механизмов, НИК позволяет обеспечить в полном объеме моделирование этого объекта и рабочего процесса, в котором он задействован.
Рисунок 2. Электромеханическая часть комплекса
3. Брейдо И.В. Гурушкин А.В. Комбинированные методы проектирования и наладки двухдвигательного частотно - управляемого асинхронного электропривода. М.: Приводная техника №2, 2009.
4. Брейдо И.В. Гурушкин А.В. Разработка систем выравнивания нагрузок для многодвигательного частотно - управляемого электропривода механизма главного подъема литейных кранов металлургического производства. М.: Приводная техника №6, 2009.
5. Гурушкин А.В., Доля А.В. Разработка лабораторно - исследовательского стенда на базе многодвигательного частотно - управляемого асинхронного электропривода, Темиртау.: Вестник Карагандинского государственного индустриального университета №3(6), 2014.
СПОСОБ БЕЗЫГОЛЬНОЙ ДОСТАВКИ ИНСУЛИНА ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ
Сахарный диабет является одной из основных причин инвалидности и смерти большой части населения. Общеизвестно, что основной целью при лечении сахарного диабета является снижение содержания сахара в крови, желательно до соответствия уровню сахара здоровых людей. В качестве методов достижения этой цели используются интенсивные инсулиновые режимы. У здорового человека секреция инсулина на протяжении суток имеет дискретный характер [1]. Причем, такая дискретная секреция в ответ на повышение гликемии крови осуществляется на фоне базального высвобождения инсулина из поджелудочной железы. Введенный препарат инсулина создает "имитацию" базальной секреции инсулина, а введение инсулина короткого действия за 30 минут до еды
Гюнтер Сергей Викторович
Канд.тех. наук, ст.н.с. ТГУ, г. Томск Дамбаев Георгий Цыренович
Доктор мед. Наук, профессор, СибГМУ, г. Томск
создает дополнительный пик повышения содержания инсулина в крови, совпадающий по времени с гипергликемией. Некоторые исследователи отмечают, что хорошие результаты могут быть получены при введении препарата инсулина в определённое время суток, например, утром или вечером [2,3], хотя надежных научных данных по дискретному введению инсулина нет. В настоящее время распространенным способом лечения является метод чрез-кожного введения инсулина посредством инъекций. Способ связан с наличием механической травмы, болевого синдрома, асептических проблем и, связанного с этими факторами, психологического дискомфорта. Кроме
