МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА НА ОСНОВЕ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.313.33

Юсупов А.Н.

магистрант кафедры электрических машин и электрооборудования Башкирский государственный аграрный университет

(Россия, Уфа)

Кафиев И.Р.

кандидат технических наук, доцент кафедры электрических машин и электрооборудования Башкирский государственный аграрный университет

(Россия, Уфа)

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА НА ОСНОВЕ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Аннотация: в статье предлагается математическая модель электропривода ленточного конвейера на базе линейного асинхронного двигателя с прямым пуском.

Ключевые слова: электропривод, математическая модель, линейный асинхронный двигатель, ленточный конвейер, сельское хозяйство.

В настоящее время ЛАД достаточно широко используется в промышленности и АПК. Из информационных источников известно об успешном использовании ЛАД (за рубежом) в приводах конвейеров, раздвижных дверей, робототехнических комплексов, задвижек для трубопроводов, плунжерных насосов, ткацких станков, в рудничном транспорте, металлургии и др. Особо следует отметить широкое использование ЛАД для привода тележек в опытовых бассейнах по испытанию моделей судов. По сравнению с вращающимся аналогом и передачей тягового усилия через пару

колесо-рельс, ЛАД позволяет значительно увеличить ускорение, диапазон скоростей протяжки, что, в конечном итоге, приводит к уменьшению длины, то есть материальных затрат. В литературе приводятся сведения о применении ЛАД в горнорудной, металлургической промышленности и др.

В данной статье предлагается математическая модель электропривода на базе ленточного конвейера, схема которой представлена на рисунке 1.

■и—--П--->, и ' 1 Н Н Н

! ! ! I !П ' 1 I г

Рисунок 1. Конструкция применения ЛАД в приводе ленточного конвейера: 1 - индуктор ЛАД; 2 - вторичный элемент ЛАД, выполненный в виде двухслойного диска; 3 - барабан; 4 - лента; 5 - верхняя роликовая опора; 6 - нижняя роликовая опора; 7 - натяжной механизм; 8 - механизм перемещения; 9 - опорные ножки; 10 - преобразователь частоты

В среде Ма1ЬаЬ (пакет Simulink) модель асинхронного двигателя можно получить двумя способами: используя готовый блок из библиотеки Ма1ЬаЬ или

составив его самостоятельно. Особенностью готового блока является то, что данный элемент построен на основе упрощенной схемы замещения с постоянными параметрами. При самостоятельном составлении блока асинхронной машины можно использовать уравнения обобщенной двухфазной машины, в которые можно заложить зависимость параметров (активных и индуктивных сопротивлений) от частоты протекающего по ним тока

Моделирование к системе будет разработано с использованием программного обеспечения Simulink.

Динамика системы представляется следующими уравнениями Электрическая динамика:

й11 сИ

у1 - 1г + я^М) - ьт*Ш) +121 (и21 *№) -ьт*Щ) +^ьт(1-КО)

= Ь21 + Ьт(1-Г(д)

М2 _ 11 {*21 * № - - 121 ^21 * № ЬтЩР) + Ьт(1 - Щ))

= 121+1т(1-гт

Механическая динамика:

тх + Ьх + кх = Шет - Wd(t)

Моделирование ЛАД с постоянной скоростью вращения ротора.

В таблице 1 показаны параметры, используемые для этого моделирования.

П Я1 Я2

а (О (О

р м) м)

а

м

ет

Ь2

(Гн

)

Ь1

(Гн

)

Ьш (Гн)

В

(м )

X

(м)

О

(О)

V*

(м/с )

(м/с )

V

(В )

Б

(Гц )

р ы

З 0,6 0,3 0,00 0,00 0,5 0,08 1,16 10,4 9,36 0,1 22 60

н 4 3 12 29 0,064 74 67 0,3 7 0

а

че

н

и

я

Рисунок 2. Модель Simulink для случая: постоянная скорость

На рисунке 3 показаны результаты реакции системы с учетом тяги:

HL

50 > А Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л А Л Л А Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л / 0 ....... ■*>и У V v II V v v И II V и v V н и V П v н 11 v н tili! ■

l I i i 1 1

I2L

■UAAAA'AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAf 1 vVVlVVvvVvvyvVvVvVVvvV ШШШШШ1ШШШШШ (ШШШшпшШШ

■»и

i i i 1 i 1

Ol 02 03 04 05 06 О7 08 0Э

Рисунок 3. Сверху вниз: первичный ток (II), вторичный ток (12) и тяга (Т^.

Модель Simulink для случая моделирования 1: постоянная скорость ротора, показывает реакцию системы на постоянную скорость ротора, которая подразумевает постонную значение проскальзывания во времени и, следовательно, общий ответ в установившемся состоянии.

Первый график (сверху вниз) соответствует отклику тока статора (I1) с пиковым значением 60 А.

Второй график - отклик тока ротора (I2) с пиковым значением значение 43 A, а третий график относится к отклику от общей тяги ротора с пиковым значением в установившемся режиме 1800 H

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Линенко, А.В. Зерноочистительная установка с линейным электродвигателем [Текст] / А.В. Линенко, М.Ф. Туктаров, С.В.Акчурин // Сельский механизатор. - 2014. - № 8 (66). - с. 24-25. Насосная установка [Текст]: патент № 2370671, Российская Федерация, МПК F04В 47/06/ / Р.С. Аипов, В.Ф. Гильванов, Д.С. Леонтьев, А.В. Линенко (RU). - №2008130485/06; заявл. 22.07.2008; опубл. 20.10.2009. - Бюл. № 29. - 4 с.

Устройство для измельчения [Текст]: патент № 2546860 Российская Федерация, МПК В 02 С7/08, В 02 С7/16. / Р.С. Аипов, Р.Р. Нугуманов, А.В. Линенко.- №2013153279/13; заявл. 29.11.2013; опубл. 10.04.2015 г. - Бюл. № 10. - 7 с.

Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов [Текст]: Учебник для вузов / М.П. Белов, В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. - М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 576 с.

Аипов Р.С. Линейные электрические машины и приводы на их основе [Текст]: учебное пособие / Р.С. Аипов - Уфа: БГАУ, 2003. - 201 с.

Yusupov A.N.

Bashkir State Agrarian University (Russia, Ufa)

Kafiev I.R.

Bashkir State Agrarian University (Russia, Ufa)

MATHEMATICAL MODEL BELT CONVEYOR BASED ON LINEAR ASYNCHRONOUS MOTOR

Abstract: the article proposes a mathematical model of an electric drive of a conveyor belt based on a linear asynchronous motor with direct start.

Keywords: electric drive, mathematical model, linear asynchronous motor, conveyor belt, agriculture.