Трехкратно-интегрирующая система автоматического регулирования положения электропривода с типовыми регуляторами и идеальным валопроводом Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

средством форсунок. Это обеспечивает двухсторонний подвод теплоносителя (пара и кальцинирующего раствора) к нагреваемой свекловичной стружке от центра аппарата к внутренней поверхности корпуса и в противоположном направлении. Такой двухсторонний подвод теплоносителя в поперечном направлении от перемещения свекловичной стружки способствует более равномерному нагреву всей толщины слоя. Подача пара через полый вал во внутренний слой свекловичной стружки производится форсунками, установленными по длине полого вала по винтовой линии с некоторым шагом друг от друга. Использование паровых форсунок позволяет интенсивно диспергировать острый пар под значительным углом распыла (> 120°). Установка форсунок по винтовой линии по длине полого вала дает возможность создать постоянную зону орошения всего объема перемещаемой в корпусе ошпари-вателя стружки и тем самым обеспечить равномерный нагрев до оптимальной температуры (68-72° С), при которой происходит термоплазмолиз свекловичных клеток, минуя их недогрев или локальный перегрев. Транспортирование свекловичной стружки внутри ошпаривателя производится двухвитковым шнеком, лопасти которого приварены к полому валу с некоторым разрывом, образуя сектора для обеспечения объемного перемешивания и увеличения проницаемости слоя стружки при перемещении ее из верхней секции в нижнюю, что создает дополнительные условия для равномерности нагрева стружки. Полый вал установлен с возможностью эллиптических колебаний для эффективного перемешивания стружки в вертикальной плоскости. Вибротранспортирование стружки в «мягком» режиме позволяет создать благоприятные усло-

вия для подвода теплоносителя в толщу слоя, существенно интенсифицировать конвективный теплообмен и значительно выровнять градиент температур в средних слоях и на поверхности стружки. Это обстоятельство дает возможность исключить мезгообразование, обеспечить равномерное перемешивание и нагревание стружки до заданной температуры. Ротор выполнен в виде коллекторов, внутренняя полость которых образует камеру с внутренней полостью полого вала и производит подачу острого пара в форсунки, включающие корпус с вкладышем с многозаходной винтовой канавкой прямоугольного профиля для мелкодисперсного распыления раствора.

Использование предлагаемой конструкции ошпаривателя в производственных условиях позволит эффективно реализовать возможности применения электротехнологии [4] на стадии предварительной обработки стружки перед экстрагированием.

ЛИТЕРАТУРА

1. Карпович Н.С. Основные направления научно-технического прогресса в сахарной промышленности. - М.: Агропромиздат, 1985. - С. 20.

2. Даценко И.М., Пушанко Н.Н., Коваленко Б.Д., Скобе -

лев О.И. Внутрибарабанное ошпаривание стружки в ротационных диффузионных установках // Сахарная пром-сть. - 1973. - № 6. -С. 46-49.

3. Работа диффузионного аппарата А1-ПДС-20 с предвари -тельным нагревом стружки / И. А. Олейник, В.В. Манк, А.В. Садыч и др. // Там же. - 1987. - № 1. - С. 30-32.

4. Решетова Р.С., Баринов М.Г. Применение электромагнитного поля в свеклосахарном производстве. - Краснодар: Куб-ГТУ, 2002. - 147 с.

Кафедра машин и аппаратов пищевых производств

Поступила 06.04.07 г.

621.31.004.18

ТРЕХКРА ТНО-ИНТЕГРИР УЮЩАЯ СИСТЕМА АВТОМА ТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ТИПОВЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ И ИДЕАЛЬНЫМ ВАЛОПРОВОДОМ

Ю.П. ДОБРОБАБА, Б.С. ЛИТАШ, А.А. ОЛЕЙНИКОВ

Кубанский государственный технологический университет

В настоящее время программно-управляемые позиционные электроприводы, исполнительные органы которых для отработки перемещений в соответствии с технологическими процессами должны в каждый момент времени занимать в пространстве строго определенные положения, находят все большее применение в пищевой промышленности. Непрерывное автоматическое регулирование положения по заданной программе требует постоянного контроля фактических значений регулируемых координат. При участии авторов определены квазиоптимальные по быстродействию диаграммы перемещения электроприводов с идеаль-

ными валопроводами [1-4] и оптимальные по минимуму потерь электроэнергии диаграммы перемещения электроприводов с идеальными валопроводами [5, 6]. Одной из наиболее сложных задач автоматизированного электропривода является воспроизведение с высокой точностью законов движения, так как необходим особо тщательный синтез динамических качеств электромеханической системы.

Серийно выпускаемая система автоматического ре -гулирования (САР) положения электропривода [7] имеет следующие недостатки, обусловленные нерациональным выбором ее структуры и параметров: статическая ошибка контура скорости; статическая ошибка контура положения.

и,п(р)

-►о-к

ис(р)

рп

^фкс(^)

РП

ФКС

^огр/----

и(р)

^рс(^)

РС

ФКТ

Ки

РТ

ИП

кпт-*

к

КопЧ-

<в(р)

1

Ья Р

1я(Р)

я

£^>ГІ2Р

\Мс(р)

1 1

3Р Р

ф(р)

Таким образом, задача разработки САР положения электропривода с идеальным валопроводом, позволяющей повысить точность отработки требуемых технологическими процессами диаграмм перемещения исполнительных органов установок пищевой промышленности, является весьма актуальной.

Синтезированная трехкратно-интегрирующая САР положения электропривода с типовыми регуляторами и упругим валопроводом представлена на рисунке. Приняты следующие обозначения:

РП, РС, РТ - регуляторы положения, скорости и тока соответственно; ФКС, ФКТ - фильтры контуров скорости и тока; ИП - импульсный преобразователь; Цзп, Цзс, и3т - задающие напряжения контуров положения, скорости и тока, В; иогр - напряжение ограничения, В; и - напряжение, приложенное к якорной цепи электродвигателя, В; 1я - ток якорной цепи электродвигателя, А; Мс - момент сопротивления электропривода, н ■ м; ю - угловая скорость электропривода, рад/с; ф -угол поворота электропривода, рад; Се - коэффициент электродвигателя, е ■ - /р€д; См - коэффициент электродвигателя, е ■ -; Кя, Ь я - сопротивление, Ом, и индуктивность, Гн, якорной цепи электродвигателя; 3 - момент инерции электропривода, кг ■ м2; Кот, Кос, Коп - коэффициенты обратной связи по току, Ом, по скорости, е ■ - /р€д, и по положению, В/рад; Крп, Кип - коэффициенты усиления РП и ИП; р - комплексный параметр преобразования Лапласа, 1/с.

Передаточные функции ФКС №ф*с(р), РС ^рс(р), ФКТ Гфкт(р) и РТ ^"^(р) имеют вид

При

^фЛ Р)=

^р-( Р)=Рр

^ ( Р ) =

1

V Р"1 у Р + 1.

" V р ’ 1

ww ( р)=Ррт рт

Трт Р + Х рт Р + 1 Тр2 Р 2 + Х рт Р + 1

Ррт — 4

1-

4 Ьтт

Т 2 ____1

рт _ 2

1 1 яш Тт

'ЛІГ' 'ЛІГ' 1 ■жи^^от т

Т ■

и- ’

передаточная функция контура тока по каналам «задающее напряжение контура тока-ток якорной цепи электродвигателя» и «момент сопротивления электро-привода-ток якорной цепи электродвигателя» имеет вид

1

1

1Ш ( Р ) =__________________________________________

^3зт ( Р ) жот 1 ГТ! 3 3 | 1 ГТ! 2 2 | ГТ! | 1

зт^' от - Тт Р + -Тт Р + Тт Р + 1

1 ш (Р) _ 1 СеТ

М- (р ) '

Тт Р

где Тт - некомпенсированная постоянная времени, с.

Передаточная функция по каналу управления «задающее напряжение контура тока-ток якорной цепи электродвигателя» соответствует эталонной передаточной функции 3-го порядка с постоянной времени

Т = Т 11 V •

При

ж 3

Рр- _---------21-----

Нр 2 ж „- См Т,

х — 4 Т

р-

передаточные функции контура скорости по каналам «задающее напряжение контура скорости-угловая скорость электропривода» и «момент сопротивления электропривода-угловая скорость электропривода» имеют вид

лу-г2 2

Т р

рт

х —

рт

2

где х рс - постоянная времени РС, с; ррс, ррт - динамические коэффициенты РС и РТ; Трт, Хрт - постоянные времени РТ, с.

1

Ю ( Р ) __

из- ( Р ) жо-

1

Т,Р + 4 Т;р* + 8Т,3р3 + + 8 Тт2 р2 + 4 Т, р + 1

Ю( р ) —-2Тт

1 ГГ! 4 4 | --ч /уі3 3

-Т,Р + 2 Т,Р ■

1 С С Т2

- 1 е м ,

1-------

4Т,р2 + 47, р

М -(Р)

Т,5 Р5 + 4 Т4 Р4 + 8Т,3 р3 + + 8Т,2 р2 + 4 Тр+ 1

Передаточная функция по каналу управления «задающее напряжение контура скорости-угловая скорость электропривода» соответствует эталонной передаточной функции 5-го порядка с постоянной времени

Т2 = 4Тт.

При

жо

передаточные функции контура положения по каналам «задающее напряжение контура положения-угол поворота электропривода» и «момент сопротивления электропривода-угол поворота электропривода» имеют вид

1

ф( р) ______________

из.( р ) жо.

1

8Т, р6 + 32Т,5 р5 + 64 Т,4 рА +

+ 64 Тт3р3 + 32Т,р2 + 8Т, р+ 1

ф( Р) —-8 Т

Т, Р4 + 4 Т3 р3 +

1 С С Т2

1 1 ^ е^м

3Ш 3

8Тт2 Р 2 + 8ТтР

М -(Р)

3

8Т,6 р6 + 32Т,5 р5 + 64 Т,4 р4 +

+ 64 Т, р3 + 32 Т,2 р2 + 8 Т,р + 1

Передаточная функция по каналу управления «задающее напряжение контура положения-угол поворо-

та электропривода» соответствует эталонной передаточной функции 6-го порядка с постоянной времени

Тз = Т

В предлагаемой САР положения электропривода по сравнению с серийно выпускаемой отсутствуют статические ошибки контура скорости и контура положения, что является ее бесспорным преимуществом.

Внедрение разработанной САР положения электропривода позволит повысить точность перемещения электроприводов установок пищевой промышленности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Добробаба Ю.П., Литаш Б.С. Разработка квазиопти-мальной по быстродействию диаграммы перемещения электропри -вода с идеальным валопроводом // Электроэнергетич. комплексы и системы: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Кубан. гос. тех-нол. ун-т. - Краснодар, 2007. - С. 41-45.

2. Добробаба Ю.П., Литаш Б.С. Разработка квазиопти-мальной по быстродействию диаграммы перемещения электропри -вода с идеальным валопроводом при ограничении по максимально -му значению тока // Там же. - С. 46-50.

3. Добробаба Ю.П., Литаш Б.С. Разработка квазиопти-мальной по быстродействию диаграммы перемещения электропри -вода с идеальным валопроводом при ограничениях по максимально -му и минимальному значениям тока // Там же. - С. 51-56.

4. Добробаба Ю.П., Литаш Б.С. Разработка квазиопти-мальной по быстродействию диаграммы перемещения электропри -вода с идеальным валопроводом при ограничениях по максимально -му и минимальному значениям тока и при ограничении по скорости // Там же. - С. 57-61.

5. Добробаба Ю.П., Олейников А.А. Разработка опти-

мальной по минимуму потерь электроэнергии диаграммы переме -щения электропривода с идеальным валопроводом без ограничения скорости и учетом влияния индуктивности якорной цепи электро -двигателя // Там же. - С. 77-81.

6. Добробаба Ю.П., Олейников А.А. Разработка опти-

мальной по минимуму потерь электроэнергии диаграммы переме -щения электропривода с идеальным валопроводом при ограничении скорости и учетом влияния индуктивности якорной цепи электро -двигателя // Там же. - С. 82-85.

7. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - 416 с.

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

Поступила 14.11.07 г.

621.316.5

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВВОД РЕЗЕРВА В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ

Б.А. КОРОБЕИНИКОВ, А.И. ИЩЕНКО

Кубанский государственный технологический университет

Сахарные заводы являются крупными потребителями электрической энергии и как правило содержат высоковольтные асинхронные и синхронные электро-

двигатели, которые участвуют в непрерывном технологическом процессе производства сахара. Так, Тима-шевский сахарный завод содержит свыше 10 асинхронных двигателей мощностью от 380 до 450 кВт, имеет собственную ТЭЦ. Перерыв в электроснабжении на сахарных заводах недопустим, так как это мо-