Обеспечение качества переходных процессов систем автоматического управления Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

2. Волокитина И.В., Протасьев В.Б., Нуждин Г.А. Экспертный метод с применением логического эксперимента для оценки качества // Контроль. Диагностика. 2007. №12. С.73-76.

3. Р. Леон [и др.]. Управление качеством. Робастное проектирование. Метод Тагути /пер. с англ. М.: Сейфи, 2002. 384 с.

V.B. Protasiev, E.S. Petrenko

QUALITY IMPROVEMENT ACCORDING METHOD G.TAGUCHI The advantages of using logical experiments for determine the tendency of improving the process of production are presented. The procedure for carrying out the logical experiment according to the method G. Taguchi is shown.

Key words: Logical experiment, the tendency, scoring expert assessment, the signal,

the noise.

Получено 09.11.11

УДК. 621.646

Е.В. Плахотникова, канд. техн. нпук, доц., (4872) 33-25-38, e plahotnikova@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ),

Т. А. Елисеева, магистрант, +7-915-690-49-88, eliseeva tatiana@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Рассмотрено влияние моментов инерции подвижных деталей электропривода на изменение нагрузочных характеристик.

Ключевые слова: задвижка, запорная арматура, деформации, клапан, электродвигатель.

Электроприводная запорная арматура применяется в трубопроводных системах автоматического управления. Это сочетание элементов исполнительного механизма (задвижка, клапан, кран и т.д.) и механизма привода (привод и электродвигатель) (рис. 1).

Вследствие широкой распространенности таких систем (нефтегазовая, химическая промышленности, аэрокосмические комплексы и коммунальные сферы) к ним предъявляется ряд важных требований, главными из которых являются безопасность жизнедеятельности человека, надежность, срок эксплуатации и т.д. Реализация указанных требований напрямую за-

436

висит от качества переходных процессов внутри системы «электродвигатель ® привод ® исполнительный орган».

Рис. 1. Кинематическая схема электропривода с клапаном: 1 - двигатель; 2- входной вал; 3 - подшипник; 4 - планетарная передача; 5 - червяк; 6 - выходной вал; 7 - червячное колесо;

8 - муфта; 9 - задвижка

В работе рассматриваемой системы реализуются следующие процессы:

пуск системы (разгон электродвигателя);

перемещение задвижки из положения «открыто» в положение «закрыто»);

отключение системы (торможение электродвигателя) (рис. 2). На всех перечисленных этапах возникают погрешности, для определения которых требуются разработка методик оценки и установление взаимосвязей между факторами, влияющими на изменение нагрузочных характеристик.

Анализ литературы [1,2,3] показал, что нагрузки в электроприводе зависят от следующих факторов:

момента инерции подвижных деталей; жесткости системы; времени запаздывания;

уровеня настроики предохранительного устройства; параметров электродвигателя; конструктивных особенностей электропривода.

Рис. 2. Зависимость момента от времени для электродвигателя: 1 - пуск; 2 - установившийся режим; 3 - отключение; 11 - время срабатывания выключателя двигателя; ^ - срабатывание

конечного выключателя

Рассмотрим более подробно этапы работы системы и процессы, происходящие в ней.

При анализе первого этапа работы (пуск) системы и расчете инерционных нагрузок подвижных деталей выявилось, что разгон двигателя не влияет на работоспособность исполнительного органа, так как время разгона двигателя лежит в пределах 0,01...0,2 с при общем времени работы системы 11 с. Следовательно, данный фактор можно исключить из рассмотрения.

Второй этап, представляющий собой установившийся режим работы электродвигателя, также не оказывает существенного влияния на работоспособность задвижки.

На третьем этапе работы (отключение) возникают большие перегрузки и деформации. Это связано с тем, что когда значение момента превышает 1,3 • Мном, то срабатывает датчик, возникает инерционность за счет электрической системы срабатывания (контакторы, рыле). Согласно справочным данным [2] это значение составляет 0,05...0,1 с. Однако в это время момент может возрасти, так как при закрытии задвижки клапана используются понижающие механизмы (резьбовые). Это может привести к большим начальным значениям момента в случае открытия задвижки и

возникновению погрешностей Dt1 и At2. Расчет деформаций системы «электродвигатель ® привод ® исполнительный орган» представляет собой сложную задачу, для решения которой необходимо использование универсальных программных систем, например, «ANSYS», позволяющих решать стационарные и нестационарные пространственные задачи механики деформируемого твёрдого тела и механики конструкций, а также электродинамики, акустики и др.

Определение численных значений деформаций и перегрузок позволит улучшить эксплуатационные показатели и обеспечить качество переходных процессов системы в целом.

Список литературы

1. Электропривод и электрооборудование / А.П. Коломиец [и др.]: учебник. М.: КолосС, 2008. 328 с.

2. Кулик Ю.А. Электрические машины: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1971. 455 с.

3. Дунаев П. Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1984. 336 с.

E.V. Plahotnikova, T.A. Eliseeva

QUALITY SUPPLYING OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS TRANSIENTS

The impact of moment of inertia of electric drive actuated parts on load characteristics changing has been considered.

Key words: a latch, blocking armature, deformations, the valve, the electric motor.

Получено 09.11.11