Математична модель та система керування гібридного асинхронного тягового електропривода дизель-потяга Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.313

I. А. Орловський, Ю. О. Крисан

Математична модель та система керування пбридного асинхронного тягового електропривода дизель-потяга

Розроблена математична модель та система керування г1бридного асинхронного тягового привода дизель-потяга з використанням потужно! акумуляторно! батаре!. Виконано досл1джен-ня розроблено! модел1 в систем! МаИаЬ.

Вступ

В умовах pi3Koro подорожчання нафтопродуклв, вичерпаносл природних ресурав та загрози еколопч-но'Т кризи у всьому свт постае питання про зменшен-ня енергоспоживання. Одночасно в останш роки знач-но зросла iнтенсивнiсть пасажирських перевезень на залiзницях УкраТни, зокрема, дизель-потягами (ДП). Мотор-рухомий склад ДП, що налiчуе понад 200 оди-ниць, потребуе ремонту, переобладнання, та вироб-ництва нових сучасних потяпв [1]. Одним з рiшень зни-ження споживання дизельного пального е створення пбридного привода, джерелом енергп у якому разом з дизелем е потужш акумуляторш батареТ (АБ). У пб-ридному приводi разом з зменшенням витрат пального, зменшуються динамiчнi навантаження на дизель i викиди шкiдливих речовин в атмосферу.

Бтьш розвинутi дослiдження та виробництво пбридного привода вщбуваються у автомобтебуду-ваннi [2], де компашя «Toyota», зберiгае свое лщер-ство. Використання гiбридного привода у автомобтях в залежностi вiд режиму роботи дозволяе економити до 50 % палива [3].

1снують рiзнi пщходи до створення гiбридного привода та його алгоритму керування у залiзничному транспорт. При створеннi у США маневрового локомотива пщ назвою «Green Goat» («Зелена Коза») [4] зроблено замшу пгантських дизельних двигушв потуж-нiстю до 1,5 тисяч ктоват на невеликi дизельш елек-трогенератори i величезнi АБ з великою енергоемш-стю. Використання дизельного двигуна меншоТ потуж-носл дозволяе економити вiд 40 до 60 % палива та значно зменшити забруднення довктля [4]. Якщо по-тужностi дизеля не вистачае, наприклад зрушити потяг з мюця, тодi необхiдна потужнiсть споживаеться вщ АБ. Коли розгiн заганчено, рух потягу пiдтримуеться дизелем. Пюля зупинки потягу дизель деякий час пра-цюе на обертаннях вище холостих, заряджаючи АБ. У розробц нiмецького концерну «Alstom» [5] також пб-ридний локомотив приводиться в рух електродвигуном, що живиться вщ АБ. Коли напруга на клемах АБ опус-каеться нижче певного рiвня, включаеться дизельний генератор i заряджае ТТ. В умовах пкових навантажень обидва джерела енергГТ можуть працювати одночасно.

В РосП' у 2007 роцГ компанiя «ТрансМашХолдинг» (основний виробник локомотивГв в СНД) прийняла ршення про створення 4-х вюного маневрового тепловоза з дизелем потужнютю 315 кВТ та накопичува-

© I. А. Орловський, Ю. О. Крисан 2009 р.

чем енергп [6]. В УкраТш у млжнародному консорцiумi енергозбереження м. Харюв плануються експеримен-тальнi випробування пбридного привода маневрових тепловозiв [6]. Розрахунки та дослiдження дозволили зробити висновок, що найбтьш оптимальним е використання у такому приводi накопичувачiв енергГТ на основi АБ на 150-200 МДж та дизелю потужнютю 315— 400 кВт, що в 2—3 рази менше, шж встановлений. Еко-номiя дизельного палива за розрахунками складае не менш шж 40 %, термiн окупностi 1—2 року

Для дослщження роботи ДП з асинхронним тяго-вим приводом (АТП) та удосконаленою системою керування (СК) у [7, 8] розроблена математична модель АТП ДП та його мехашчноТ частини, однак привод роз-глядаеться без накопичувачiв енергГТ, до того ж ди-намiчнi навантаження дизеля не е задовтьними, ос-кiльки виникають частi стрибки швидкостi дизеля.

Аналiз наведених джерел свiдчить, що використання пбридного привода у автомобтях та маневрових тепловозах дозволяе економити до 60 % палива [2— 6]. Однак в тепловозах та ДП, що експлуатуються та виготовляються в УкраТш, не використовуються у тя-говш передачi накопичувачi енергп. Не мае дослщ-жень, що до економiчностi використання накопичу-вачiв енергГТ у ДП. Попереднi дослщження нових систем тягового привода ДП доцтьно проводити на ма-тематичних моделях [8], на жаль математичноТ мо-делi гiбридного АТП ДП у науково-техшчних джерелах не наведено.

Цть статт1. Розробка та дослiдження математичноТ моделi та СК пбридного АТП ДП.

Структурна схема пбридного АТП ДП

Силова частина тягового привода моторного вагона ДП (рис. 1) складаеться з дизеля, синхронного генератора (СГ) випрямляча В, двох автономних швер-торiв А1Н, конвертора, АБ, двох тягових асинхронних електродвигушв (ТАД), перетворювача частоти влас-них потреб ПЧВП. Розглядаеться послщовний пбрид [3], у якому немае шякого механiчного зв'язку мiж дизелем i колесами, ттьки ТАД, що споживають енергiю СГ або АБ, приводять до руху колеса. Заряд АБ може вщновлюватися вщ СГ та ТАД.

Принцип роботи даноТ системи наступний: спочат-ку запускаеться дизель до швидкосл неробочого ходу i на виходi СГ виникае напруга. Сигнал завдання швид-

костi поТзда V * вщ пульта керування машинiста ПКМ

Рис. 1. Структурна схема Мбридного АТП ДП

поступае до векторних системи керування ВСАК1, ВСАК2 кожного ТАД, як в1дпрацьовують сигнал зав-дання. Давач потужност1 ДПГ генератора визначае р1вень потужност1, що споживаеться вс1ею силовою

електропередачею, який у вигляд1 сигналу Рд посту-пае до нелУйноТ ланки НЛ. Вихщний сигнал нел1н1йноТ ланки Ашд корегуе завдання швидкост1 обертання дизеля вщповщно до його економ1чноТ характеристики [7]. Таким чином, зворотнй зв'язок за потужн1стю генератора автоматично визначае необхщну поточну потужнсть дизеля I не потребуе постйного втручання машин1ста.

Тягов1 перетворювач1 I ПЧВП отримують живлення напругою постйного струму в1д СГ та АБ. При гальму-ванн1 ДП енерпя в1д двигуна через автономний швер-тор, що працюе в даному режим! як випрямляч, посту-пае в ланку постшного струму, де через конвертор вщновлюе заряд АБ. При зростанн навантаження СГ (наприклад, при включенн1 опалювання, при зрушенн поТзда з м1сця або рус на гору) та заряджен1й АБ енерпя споживаеться вщ АБ.

Конвертор може виконуватися у вигляд1 1мпульс-ного перетворювача, що пщвищуе напругу з можливь стю рекуперацп енергИ' у джерело [9]. Наприклад, при

< 0,007 (де - сума опор1в джерела, дросе-ля та транзистора, Ян - оп1р навантаження) макси-мальний коефщ1ент п1дсилювання дор1внюе 6, що вщповщае потребам.

Розрахунок та виб1р АБ виконуеться за емн1стю, напругою, максимальним струмом заряду та розряду. Вибрана напруга батареТ ЦБ =400 В. Бажано мати АБ великоТ емност, але кошти на таку АБ та ТТ велика маса можуть значно знизити ефективнсть ТТ використання.

Для досл1дження переваг гбридного АТП емн1сть АБ вибрано такою, щоб запасу ТТ енергп було достатньо для зд1йснення набору швидкост ДП до ном1нальноТ. Вибрано АБ на 72 МДж, емнстю 50 Агод, що значно менше н1ж емн1сть у АК маневрового тепловоза [6]. Струми заряду та розряду АБ вибираються бтьшими двох струм1в ТАД.

Для г1бридних привод1в можливо застосовувати АБ р1зноТ х1м1чноТ природи. Найб1льш розповсюджен1 це шкель-метал-гщридш АБ у яких анодом е водневий металогщридний електрод (зазвичай гщрид нкель-лантан або н1кель-л1т1й), електрол1т - г1дроксид ка-л1ю, катод - оксид нкелю. Також в гбридних приводах використовуються л1т1й-1онн1 АБ. Як негативн пласти-ни у них застосовуеться граф1т, як позитивы пластини - сплави лтю з кобальтом або марганцем. Лтй-ко-бальтов1 пластини служать довше, а лтй-марганцев1 значно безпечн1ш1 I зазвичай мають вбудований тер-мозапоб1жник I термодатчик. Хоча у обох цих типв АБ юнують своТ недол1ки, вони з успхом використовуються у гбридних приводах [10].

Математична модель пбридного АТП ДП

Для створення математичноТ модел1 г1бридного АТП використовувалась модель енергозбер1гаючоТ СК ДП [7]. У модел1 зроблен1 наступн1 допущення: розгля-даеться рух одного моторного вагона ДП, який представлено у вигляд1 однеТ зосередженоТ маси, пружност в вагон1 I дороз1 не враховуються, зв'язок кол1с з рейками розглядаеться без прослизання, характеристики обох ТАД та Тх векторн СК прийнят в1дпов1дно одна-ковими; механ1чн1 витрати в СГ та дизеля РХХ прий-маються вщомими I незм1нними; трифазн1 струми СГ приводяться до щеального випрямленого струму вип-рямляча, пульсац1Т струму та напруги, що виникають

при робот випрямляча, конвертора та нвертора, не враховуються, приймаеться в усталеному режим! про-порц1 йна залежн1 сть ЕРС СГ ЕГ в ¡д частоти обертан-ня та магн1тного потоку; передатн1 функц1Т дизеля и СГ за збуренням та керуванням представляються у вигляд1 шерцмних ланок; динам1 кою конвертора та АБ нехтуеться; АБ мае можливост заряджатися та роз-ряджатися струмами, що дор1 внюють подв I йним струмам ТАД; не розглядаеться режим сум1 сноТ одночас-ноТ роботи випрямляча, I нвертора та конвертора.

Керуючим впливом на дизель е положення Ир рейки паливного насоса дизеля, збурюючим впливом е момент опору М Сд , вихщним сигналом е швидк сть дизеля ш д . Керуючими сигналами СГ е швидю сть дизеля шд \ напруга збудження ив, збурюючим впливом е статорний струм СГ IГ, вихщний сигнал - напруга иГ. Загальна математична модель сум1 сноТ роботи дизеля, СГ та АБ моторного вагона ДП представлена у наступному вигляд1:

Ii =VI1x + I1y ■ signifiy ), I r = ( +1Bn + IjKcom )Zar, ш „ • - U„

Ег =

'Д В B

Tb p +1

Ud = (fг -1гR)Zar + EAKconVZar,

Р = F • I + Р

Г Д £^г 1Г хх>

Дш д =

кил ( Рд )

ТнзР + ^

ШЗД =шхх +Дш Д > ШЗД = hP • К , МСД = РД / ш Д,

ш д = hP

К

T p+1

- M,

СД

T p+1

I = sat(uГZar)- Ea Zar -

А RA _

-(2Il + IВП )ZconVZ0~r , dV 2Mikp

mM ~¡~ =--Fo ,

dt r

Fo = ао + aiV,

Mi = ^ zk¥rIiy ,

Q = Qhv +J IAdt.

(1)

де V - швидк сть ДП; Fr - ЕРС генератора, kB, TB -коефi ц i ент та nocTi йна часу обмотки збудження СГ; T^ и Тх- пост йнi часу дизеля по керуючому та збуд-

жуючому впливами в щпов щно; к^ и кх - коеф i ц енти передачi дизеля по керуванню та збудженню в щпов i-дно; ш

ЗД

завдання швидкocтi дизеля; ш

XX

швидк сть холостих оберт в дизеля; ТНЗ - пост йна часу НЗ; R, Ra - активы опори обмотки статора СГ та силового кола АБ в щповщно; I1 - струм першого ТАД, приведений до струму СГ; IBn - струм обладнання власних потреб, Рхх - механчна потужнсть втрат в ди-зелi та СГ; а0, а1 - константи основного опору ДП, IA -струм АБ; Kcorv - коеф i ц i ент передачi конвертора пост йного струму (при моделюванн дор iвнював 4); Q -поточне значення заряду АБ; QHy - початкове зна-чення заряду АБ; Zar - б i нарний сигнал заряду/роз-ряду АБ, що формуеться СК; FA - ЕРС АБ; Ud - напруга на вхoдi i нвертора; к Р - передатне число редуктора; r - радiуcи кoлi с 1-оТ моторноТ пари; I1x, I1 y - на-магнiчуюча та активна cкладoвi статорного струму в щпов щно; - модуль узагальненого вектора пото-козчеплення ротора; к - конструктивна пост йна ТАД; mM - маса моторного вагону; М1 - електромагнтний

момент першого ТАД. Характеристика НЛ (кНЛ (Рд )), що розрахована з характеристики дизеля [1], приведена в [7].

Алгоритм керування пбридним АТП ДП

Для забезпечення пoтрiбних режимi в cумi сноТ роботи дизеля, АБ та ТАД використовуються регульоваш випрямляч, i нвертор та конвертор пост йного струму, загальне керування якими здi йснюеться СК (блок «СК заряду-розряду АБ», рис. 1). Можлив i вар i анти пере-дачi енергп при cумi cнi й робот обладнання приведен у табл. 1.

Система р i внянь (1) описуе роботу обладнання для ус iх режимi в (табл. 1), окр i м останнього, для якого по-тр i бне плавне регулювання напруги конвертора з вра-хуванням роботи шшого обладнання.

У [2] керування вкпючення/вщключення СГ, дизеля та АБ в щбуваеться з врахуванням потужност систе-ми, заданоТ швидкост автомоб тя, i снуючоТ швидкост, заряду АБ, режиму роботи. Однак у цьому алгoритмi не враховуються особливост руху транспортного за-собу, що задаються, наприклад, режимними картка-ми руху потягу, та не змi нюеться при рус i бажаний заряд АБ.

У запропонован й мoделi СК визначае, який по-тр i бен режим конвертора, випрямляча та iнвертора та формуе сигнал Zar коеф ц ент передач конвертора Kconv. Сигналом Zar задаеться, який буде режим - заряду чи розряду АБ, вщпов щно наступним вира-зам:

к

Таблиця 1

№ Пазва режиму Стан kju04Íb / напрямок енергй

В и» рямпяч 1квср тор Кошер тор

1 СГ. ТАД i АЕ ВЩКЛЮЧСН1 -

2 Робота АБ на ПЧВП - - +/прямии

3 Робота ТАД па ПЧВП - +/ирямий -

4 Робота СГ на ПЧВП + - -

5 Заряц АБ вщ ТАД - +/-JEOpOT НШ +/зворот HÍÜ

6 Робота ТАД нш конвертора - +/1фЯМИЙ 4/ирЯМИЙ

7 Зарчд АЕ н1д СГ привщкл. ТАД + - +/зворОТ ШЙ

8 Робота ТАД шд СГ + 4/прями й

9 Робота ГАД Bis СГ i конвертора + -f/прямий 4/ПрЯМИЙ

Zar(n) =

1, зарядження АБ, коли

(Q < Qmin )[Zar (n - 1) л(2 < Qmax )],

0 розрядження АБ, коли (2)

(Q > Qmax ) V [Zar (n - 1) a(Q > Qmn )].

де Zar(n) - значення сигналу Zar в дискретний момент часу n.

З виразу (2) вилкае, що заряд АБ починаеться, коли Q < Q min, та продовжуеться вщ Q min до Q max; вщповщно, розряд починаеться коли Q > Q max, та продовжуеться вщ Q max до Q min. Значення мУ-мального Q та максимального Qmax залежать вщ бажаного значення заряду QZ, Тх розрахунок у вщсот-ках здiйснюеться за наступними рiвняннями:

Qmin = Qz - 10, Qmax = Qz + 10.

(3)

Значення QZ змшюеться у процесi руху ДП в за-лежностi вiд режимiв та умов руху на данш дтянцк Наприклад, перед спуском з гори або гальмуванням АБ розряджаеться, а при рекуперативному гальму-ваннi енерпя поступае до АБ i вщновлюе ТТ заряд.

При зарядженнi АБ за допомогою СК змiнюеться коефiцiент передачi конвертора Коот для забезпе-чення максимально можливого струму заряду. При розрядi АБ коефiцiент К забезпечуе максималь-

Рис. 2. 1м1тац1йна модель г1бридного АТП ДП

но-дозволену випрямлену напругу, що подаеться на i нвертори. При сумюш й робот випрямляча, i нвертора та конвертора (цей режим не моделювався) коеф i ц i ент Kconv потрi бно формувати з врахуванням зна-чення напруги у випрямленому ланцю^, наприклад, забезпечення р вних напруг конвертора та випрямля-ча. Цей режим може бути корисним, коли потужност дизеля не достатньо.

Результати моделювання

Для дослщження динамi чних процес i в руху ДП створено iмiтацiйну модель в системi Matlab (рис. 2), в щпо-в щно математичн й моделi, наведено! у р i вняннях (1)-(3). Модель складаеться з наступних блокв: блок «AD» е модель ТАД з векторною СК та навантаженням; блок «Dizel_Generat» - модель дизеля з СК та СГ, в щпов i-дно третього - десятого р i внянь системи (1); блок «NiMH battery» - модель АБ; блок «Drive_no_battery» мо-делюе роботу АТП без накопичувачi в енергп, що вико-ристовуеться для порi вняння з роботою гбридного АТП; блок «refer_charge» формуе бажаний заряд в щповщно до маршрутних карток; блок «I_BP» моделюе змi ну навантаження ПЧВП; блоки «Switch» переклю-чають режими заряду або розряду АБ; блоки «Relay» та «Not» формують сигнал Zar; блок «refer_velocity» задае завдання швидкост ДП. У силовому кол i АБ вста-новлен модел i давач i в струму та напруги, а також у спро-щеному виглядi модель конвертора.

На рис. 3 штриховою лi нiею зображено завдання

швидкост V* руху ДП. Спочатку ДП розганяеться та рухаеться зi сталою швидкi стю 70 км/год. У момент часу 80 сек. швидк сть ДП знижуеться до 30 км/год i тривае до 190-й секунди, пот м швидк сть зростае до 100 км/год i тривае до 250 секунди, m сля чого в щбуваеться плавне гальмування й зупинка ДП.

При моделюванн використовувалися наступн зна-чення внутрi шнх параметрi в дизеля 12У183ДЕ и СГ

ГС 530У2, встановлених на ДП: Т = 3 с; Тх = 3 с; к^ =1;

к = 0,1 Н-1м-1с-1; ТНЗ = 0,01 с; R = 0,216 Ом; TB = 0,5 с.

Маса моторного вагона тм = 64000 кг; рад1ус колеса г = 0,475 м; передатне число редуктора Кр = 2,37. ТАД - типу АД906У1, мають наступн параметр!: ном ь нальна потужн1 сть 240 кВт, ном1 нальна фазна напруга 665 В, ном1 нальний фазний струм 155 А, ном1 наль-ний момент 2366 Нм, число полюс в - 6. Зусилля опору ДП ¥а, вщповщно р I внянню тринадцять системи (1), де а0 = 2380 Н, а = 50,4 Нс/м, зображен на рис. 4.

Рис. 4. Зусилля опору ДП

Для дослщження процес в у г бридному АТП зада-валися два режими завдання заряду АБ. У першому режим! бажаний заряд АБ Q не зм1 нюеться при рус1 ДП, а у другому Q2Z - зм1 нюеться в щпов щно маршрут-ним карткам. В обох режимах, якщо АБ розряджена менше Qmin, ДП буде рухатися лише за рахунок дизеля. Зарядження АБ автоматично ф I ксуеться, якщо рьвень заряду перевищить Qmax. Значення бажаного заряду АБ у першому та другому режимах наведено на рис. 5.

Рис. 3. Задана та дi йсна швидксть руху ДП

Рис. 5. Значення бажаного заряду АБ у першому та другому режимах

Граф ки швидкост дизеля (рис. 6, а та рис. 6, б, де шв - швидк сть дизеля у АТП без накопичувач1 в енергп), заряду АБ (рис. 6, в), струму АБ (рис. 6, г) для обох режим! в показують, що у другому режим! у 2-3 рази

а)

менша кiлькiсть циклiв заряду розряду АБ та знижено динамiчнi навантаження на дизель, що зменшуе зно-шення АБ та дизеля. 1ндекси «1» та «2» у позначеннях вщповщають змiнним для першого та другого режимiв вiдповiдно.

З рис. 4—6 видно, що ДП рушае з мюця й розга-няеться тiльки за рахунок заряду батареТ, а в промiжок часу вщ 80 до 190 сек. при зниженн швидкостi ДП заряд АБ вщновлюеться. Пiсля зупинки ДП заряд АБ становить 100 (а не 60 %, як було на початку) за рахунок якого вщбудеться наступний розгiн ДП.

Приблизно можна вважати, що споживання пали-ва у дизелi пропорцшно швидкостi дизеля. Тодi для порiвняння споживання палива зроблено штегруван-ня швидкосл дизеля на розглянутiй дтянц (рис. 7). Результати споживання палива у АТП без (штрихова лУя) та з накопичувачем енергп (цiльна лiнiя) наве-денi на рис. 7. Порiвняння графiкiв показуе, що еконо-мiя палива становить приблизно 20 %, крiм того, заряд АБ вирс з 60 до 100 %.

г)

Рис. 6. Графки швидкостi дизеля, заряду та струму АБ

Рис. 7. Кути повернення дизеля (пропорцшно, витрати палива) у ДП з АБ та без неТ

Висновки

1. Дослщження розроблених математичноТ та 1м1та-ЦйноТ моделей г1бридного АТП ДП показало доц тьш сть Тх використання для досл1дження СК та процес в у силових агрегатах.

2. Результати моделювання показали можливють економп пального на розглянут1 й дтянц приблизно на 20 %, та за рахунок завдання бажаного заряду АБ (вщповщно маршрутним карткам) знизити динам1чне навантаження у 2-3 рази на дизель та АБ.

Перелт посилань

1. Басов Г. Г. Прогнозування розвитку дизель-поТзд1 в для зал1зниць УкраТни: Монограф1я. / Басов Г. Г. Ч. 1. - Харк i в : «Апекс+», 2004. - 240 с.

2. Hybrid Electric Vehicle Power Train using Battery Model / www.mahworks.com/trademarks.

3. Esposito F. A Sub-optimal Energy Management Strategy for Hybrid Electric Vehicles. / Esposito F., Tutor Meo S. // Universita degli Studi di Napoli Federico II. 1нтернет. - 2007. - 151 p.

4. http://www.railpower.com.

5. http://www.transport.alstom.com.

6. Барский В. А. Анализ эффективности применения гибридных тяговых передач на маневровых тепловозах / В. А. Барский, В. А. 1ванов, А. Е. Фриш-ман, Г. И Яровой // Сборник научных трудов Днепродзержинска государственного технического университета. Тематический выпуск: «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика». - Днепродзержинск : ДГТУ, 2007. -С. 328-329.

7. Орловський И. А. Математическая модель частотно-регулируемого асинхронного тягового электропривода дизель-поезда с усовершенствованной системой управления / И. А. Орловський, Е. В. Стра-колист // Сборник научных трудов Днепродзержинска государственного технического университе-

та. Тематический выпуск «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика».-Днепродзержинск : ДгТУ, 2007. - С. 261-264.

8. Волков А. В. Математическая модель многодвигательного частотно-регулируемого асинхронного электропривода дизель-поезда с векторной системой управления / А. В. Волков, И. А. Орловский // Технчна електродинам1 ка - Тематичний випуск «Проблеми сучасноТ електротехн ки», Ч. 6. - 2008. - С. 31-36.

9. Шавьолк н О. О. Перетворювальна техн ка: на-вчальний пос бник / О. О. Шавьолк н, О. М. Нали-вайко. Пщ загальною редакцею канд. техн. наук доц. О. О. Шавьолк на. - Донецьк-Крамоторськ : ДДМА, 2008. - 329 с.

10. http://hybrids.ru.

Поступила в редакцию 07.05.09 г.

Разработана математическая модель и система управления гибридного асинхронного тягового привода дизель-поезда с применением мощной аккумуляторной батареи. Выполнено исследование разработанной модели в системе Matlab.

Mathematical model and control system of hybrid asynchronous traction drive of diesel engine-multiple unit train with the powerful storage battery use are designed. The developed model research in system MatLab is executed.

УДК 621.313

В. В. Зиновкин, Э. М Кулинич

Моделирование автоматизированного электропривода дозатора технологической линии приготовления газобетона

Предложены математическая модель и структурно-логическая схема автоматизированного электропривода дозатора технологической линии приготовления газобетона с учетом параметров управляющих устройств, преобразователя частоты и исполнительных механизмов.

Введение

В настоящее время газобетоны получают все большее распространение в промышленном и гражданском строительстве ввиду ряда физико-технологических преимуществ по сравнению с другими строительными материалами. Их технологические процессы характеризуются большими темпами совершенствования и разнообразием используемого технологического оборудования [1-6]. Управление системами автоматизированного электропривода технологического процесса осуществляются по совокупности сигналов с линейными и нелинейными электромеханическими параметрами [7]. Для повышения эффективности технологических процессов приготовления газобетонов и согласования режимов исполнительных механизмов и параметров используются современные цифровые и микропроцессорные устройства и привода [2-6]. Однако такие технические решения не удов© В. В. Зиновкин, Э. М Кулинич 2009 р.

летворяют технико-экономическим требованиям в условиях неопределенностей и несогласованностей отдельных электромеханических параметров управления при колебаниях напряжения, набросах и сбросах мощности, изменениях внешних факторов (температуры, влажности, вибрации и т. д.) [1, 3, 5, 6]. Для повышения эффективности управления техпроцессом в таких условиях, системы управления электропривода приготовления газобетона целесообразно исследовать как многопараметрические, а сигналы управления, в зависимости от электромеханических параметров, классифицировать по характерным признакам [7, 8]. Это позволяет отыскивать критерии оптимальности для линейных и нелинейных параметров независимо [9]. Анализ литературных источников свидетельствует о необходимости дальнейшего развития и конкретизации данного вопроса в сочетании с современными исполнительными механизмами и уп-