Ограничение раскачивания груза крановых электроприводов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.3

И. Ю. МУЛЛИН, А. О. холявко

ОГРАНИЧЕНИЕ РАСКАЧИВАНИЯ ГРУЗА КРАНОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Исследуется крановый электропривод, перемещение его тележки. На основе уравнений динамики составлена структурная схема с вычислением угла смещения.

Ключевые слова: вычисление координат, угол смещения, чувствительность, подчинённое регулирование. регулятор угла смещения, электропривод перемещения тележки.

Грузоподъёмные машины широко используются в строительстве, на транспорте и в других отраслях. Специфика работы таких механизмов предъявляет особые требования к электроприводу. Например, в процессе перемещения крановой тележки с подвешенным на тросе грузом необходимо ограничить его к изменению параметров объекта (длины подвеса и массы груза). Для этого случая механическая система представляет собой физический маятник (рис. 1).

Рис. 1. Схема перемещения тележки с грузом

На рис. 1 приняты следующие обозначения: М - масса тележки, т - масса груза, Ь - длина подвеса, V - сила, приложенная к тележке, (р - угол смещения груза от вертикали.

Уравнения, описывающие такую систему, следующие [1]:

(М + т)У - тЬф = ^ ,

(1)

3Г?ф + т%Ь ср = тЬ V , (2)

где V - скорость тележки, 3 гр - момент инерции груза, g - ускорение силы тяжести.

В выражениях (1), (2) не учтены сила трения при движении тележки и сила сопротивления груза. В первом приближении будем считать их пропорциональными скоростям соответствующих масс. Допустим, что момент инерции груза относительно точки подвеса определяется выражением

Згр =тЬ~.

(3)

С учётом выражения (3) и сил сопротивления уравнения (1,2) после упрощения принимают вид

МУр = ^ - т(Ур -Ьсрр1)- УКТ}>2, (4) (р(Ьр2 + Ктр + ¿) = Ур,

(5)

гле р — опепатоп Лапласа.

1 1 л г " г '

К_ТР], Ктр1 - коэффициенты трения для т и

М соответственно.

На основе уравнений (4), (5) можно составить структурную схему электропривода перемещения тележки (рис. 2) при условии, что М - сумма всех приведённых масс привода тележки, где

К ПР, ТПР - параметры преобразователя; К,

Тэ - параметры двигателя; КРИД - коэффициент редуктора.

Для упрощения структуры- определим переда-

точную функцию 1¥х(р) цепи от I7 до V

г.ЛР) =

1 g + Kmp + Lp2

М + аКТР] р + Ьр

(6)

Э Муллин И. К)., Холявко А. О., 2012

где а - 1 + /7? / М .

50

Вестник УлГТУ 4/2012

Рис. 2. Структурная схема разохмкнутого электропривода: КПР, ТПР - параметры преобразователя; Кд, Тэ - параметры двигателя; Кред - коэффициент редуктора

Из выражения (6) видно, что при условии т « М (перемещение без груза) передаточная функция обращается в единицу, а наличие груза (т) приводит к появлению колебательного переходного процесса (раскачиванию). В целях создания замкнутой системы управления используют датчики ускорения, установленные на грузе и тележке.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Черноусько, Ф. Л. Управление колебаниями / Ф. Л. Черноусько, Л. Д. Акуленко, Б. Н. Соколов. - М. : Наука, 1980. - 384 с.

2. Герасимяк, Р. П. Динамика асинхронных электроприводов крановых механизмов / Р. П. Герасимяк. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 168 с.

3. Справочник по автоматизированному электроприводу / под ред. В. А. Елисеева, А. В. Ши-нянского. - М.: Энергоатом из дат, 1983.-616 с.

Муллин Игорь Юрьевич, ассистент кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» энергетического факультета УлГТУ. Имеет 9 научных трудов, автор 2 изобретении.

Холявко Артур Олеговичу студент 3 курса энергетического факультета УлГТУ.

Кпр

ТПРр +1

Тэр +1

Вестник УлГТУ 4/2012

51