Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние технологии и технических средств сортирования картофеля 9
1.1 Сортирование картофеля по размеру 9
1.2 Обзор технологических установок для сортирования картофеля по размерным признакам 12
1.3 Анализ приводов грохотных механизмов для картофелесортировальных установок 26
1.4 Выводы по главе 34
Глава 2 Разработка линейного асинхронного электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля 36
2.1 Общие сведения об уравновешенности механизмов 36
2.2 Технические решения уравновешения рабочих органов машин 38
2.3 Предпосылки использования линейного асинхронного электропривода в самоуравновешенных инерционных установках 44
2.4 Линейный асинхронный электропривод колебательного движения 49
2.5 Конструкция самоуравновешенной установки для сортирования картофеля с цилиндрическим ЛАД 51
2.6 Выводы по главе 58
Глава 3 Математическое моделирование линейного асинхронного электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля 60
3.1 Математическая модель линейного асинхронного электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля 60
3.2 Математическая модель линейного асинхронного электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля в среде Matlab (Simulink) и методика е исследования 66
3.3 Исследование электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля математическим моделированием 70
3.4 Выводы по главе 81
Глава 4 Экспериментальное исследование самоуравновешенной установки для сортирования картофеля с линейным асинхронным электроприводом 82
4.1 Программа исследований на экспериментальной СУСКЛЭП 82
4.2 Экспериментальная установка 82
4.3 Методика экспериментальных измерений и снятие зависимостей СУСКЛЭП 87
4.4 Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований 92
4.5 Определение точности сортирования 94
4.6 Испытания ЛАД сортировальной установки на нагрев 95
4.7 Математическая обработка результатов экспериментов 98
4.8 Выводы по главе 101
Глава 5 Технико-экономическая эффективность применения самоуравновешенной установки для сортирования картофеля с линейным асинхронным электроприводом 102
Заключение 109
Библиографический список 111
Приложения 126
- Обзор технологических установок для сортирования картофеля по размерным признакам
- Предпосылки использования линейного асинхронного электропривода в самоуравновешенных инерционных установках
- Исследование электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля математическим моделированием
- Методика экспериментальных измерений и снятие зависимостей СУСКЛЭП
Введение к работе
Актуальность исследований. Одной из наиболее значимых продовольственных культур России является картофель. В последние десятилетия в схеме его производства были осуществлены большие изменения. 92% валового сбора картофеля приходится на крестьянско-фермерские и личные хозяйства, где до сих пор преобладает ручной труд.
Производство установок для послеуборочной обработки картофеля в личных подсобных и крестьянско-фермерских хозяйствах практически отсутствует, а выпускаемые имеют низкую энергетическую эффективность и сложны в устройстве. Изношенное, устаревшее и энергоемкое оборудование не эффективно. В этом направлении перспективным является применение установок инерционного типа на базе линейного асинхронного электродвигателя (ЛАД). ЛАД обеспечивает прямое преобразование электрической энергии в поступательное движение вторичного элемента (рабочего органа), а совместно с упругими элементами реализуется энергетически эффективный электропривод колебательного движения. Также в установках с линейным асинхронным электроприводом (ЛЭП) имеется возможность осуществить уравновешивание больших инерционных масс, совершающих колебательное движение, с одновременным увеличением производительности без дополнительных затрат.
Поэтому актуальной задачей является создание на базе ЛЭП установок для сортирования картофеля производительностью не более 10 т/ч с высокими технико-экономическими показателями.
Реализация унифицированных и универсальных установок нового поколения, обладающих высокой производительностью и надежностью при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах, является генеральным вектором развития машиностроения для АПК. Направленность диссертационной работы соответствует госпрограмме развития сельскохозяйственного производства и регулирования сельскохозяйственных рынков до 2020 года, подпрограмме: «Развитие подотрасли растениеводства, переработки и реализации продукции растениеводства»; «Техническая и технологическая модернизация, инновационное развитие».
Степень разработанности темы.
Изучению механических свойств клубней картофеля и разработки установок для его разделения на фракции посвятили свои труды ведущие специалисты в этом направлении: Васильченко М.Ю., Волосевич П.Н., Гребенюк И.А., Горячкин В.П., Глухих Е.А., Дорохов А.П., Колчин Н.Н., Каламин А.И., Макаров В.А., Сорокин А.А., Шабуров Н.В. и другие.
Большой вклад в создание и развитие линейных электрических машин и электроприводов технологических установок на их основе внесли известные ученые Веселовский О.Н., Луковников В.И., Петленко Б.И., Сарапулов Ф.Н., Вольдек А.И., Сапсалев А.В., Коняев А.Ю., Аипов Р.С., Соколов М.М., Насар С.А., Винокуров А.И., Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Епифанов А.П., Болдеа И., Ямамура С., Скобелев В.Е. и др.
Несмотря на большое количество научных работ, посвященных повышению эффективности картофелесортировальных установок, внимание разработке и исследованию самоуравновешенных установок на базе линейного электропривода для сортирования не уделялось.
Цель диссертационной работы: повышение эффективности установки для сортирования картофеля путем применения линейного асинхронного электропривода самоуравновешенных рабочих органов.
Задачи исследования:
-
Разработать конструкцию линейного асинхронного электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля.
-
Разработать математическую модель линейного асинхронного электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля.
-
Создать экспериментальный стенд линейного асинхронного электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля и провести его исследование, проверить адекватность разработанной математической модели.
-
Изучить влияние параметров линейного асинхронного электропривода на эффективность работы самоуравновешенной установки для сортирования картофеля.
Объект исследования: электромеханические процессы в колебательном ЛЭП установки для сортирования картофеля.
Предмет исследования: закономерности изменения параметров колебаний рабочих ветвей установки от конструктивных элементов и режима работы ЛЭП.
Научная новизна:
– разработан линейный асинхронный электропривод самоуравновешенной установки для сортирования картофеля;
– предложена математическая модель линейного асинхронного электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля;
– получены результаты теоретических и экспериментальных исследований, обосновывающие конструктивные, энергетические и технологические параметры самоуравновешенной сортировальной установки с ЛЭП.
Теоретическая и практическая значимость результатов работы.
Разработана математическая модель самоуравновешенной сортировальной установки, позволяющая устанавливать взаимосвязи в приводе в зависимости от их конструктивных параметров и режима работы. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании установки, а также позволяют дать практические рекомендации по построению самоуравновешенного колебательного линейного электропривода.
В ходе диссертационного исследования была разработана и внедрена в производство эффективная самоуравновешенная установка для сортирования картофеля с линейным асинхронным электроприводом (СУСКЛЭП) в СПК «Урожай» Аургазинского района Республики Башкортостан, годовой экономический эффект 41000 рублей. Созданный стенд можно использовать для многостороннего физического исследования линейного электропривода.
Материалы исследований самоуравновешенной установки для сортирования картофеля с ЛЭП используются в учебном процессе Башкирского ГАУ по дисциплинам «Электропривод» и «Эксплуатация электрооборудования в АПК».
Методология и методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены на базе фундаментальных законов и уравнений механики и электромеханики и основных положений теории электропривода. Применен метод математического моделирования на ПК в среде объектно-визуального моделирования Matlab |Simulink|.
Положения, выносимые на защиту:
– колебательный линейный асинхронный электропривод самоуравновешенной установки для сортирования картофеля с высокими технико-экономическими показателями (патент РФ на изобретение № 2576458);
– математическая и компьютерная модель, позволяющая исследовать технологические и электромеханические процессы в СУСКЛЭП с учетом конструктивных и энергетических параметров привода установки;
– результаты теоретических и экспериментальных исследований, используемые для проектирования и разработки ЛЭП самоуравновешенных установок.
Степень достоверности и апробация результатов исследования подтверждаются корректностью поставленных задач и цели путем сравнения результатов, полученных в ходе математических расчетов и экспериментальных исследований.
Основные результаты исследований и положения работы широко представлены и одобрены на 9 научно-технических, научно-практических конференциях различного уровня. Результаты были представлены: на Международной научной конференции студентов и молодых ученых (на иностранных языках) (Уфа, 2012); на LII и LV международных научно-технических конферен-
циях Челябинской государственной агроинженерной академии (Челябинск, 2013, 2016); на Всероссийских научно-технических конференциях для молодых ученых (Уфа, 2014, 2015); на Международной научно-технической конференции, проводимой в рамках XV российского энергетического форума (Уфа, 2015); на I Международной научно-технической конференции «Автоматизация в электроэнергетике и электротехнике» (Пермь, 2015); на Международных научно-технических конференциях в рамках XXV, XXVI, XXVII Международных специализированных выставок «АгроКомплекс-2015, 2016, 2017» (Уфа, 2015, 2016; Санкт-Петербург, 2017).
Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 14 печатных работ (3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК), получено 3 патента РФ на изобретение.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературных источников из 153 наименований и 8 приложений. Основное содержание работы изложено на 125 страницах, содержит 79 рисунков и 9 таблиц.
Обзор технологических установок для сортирования картофеля по размерным признакам
Установки, выполненные по размерному принципу, имеют достаточно высокие технико-экономические показатели по сравнению с другими типами машин.
По типу исполнительного органа картофелесортировальные установки делятся на следующие типы, которые в дальнейшем будут подробно рассмотрены: роликово-валиковые; грохотные; транспортерные; барабанные.
Волосевич П.Н., Миркина Е.Н., Душаева С.В., Гильванов В.Ф. посвятили свои работы исследованию грохотных установок для сортирования картофеля [28, 35, 49, 103, 126, 138].
Данные установки применяются и с параллельным, и с последовательным расположением рабочих органов (решет). Рабочие органы с параллельным расположением решет получили широкое применение [101, 102].
Установка для сортирования картофеля Л-701 (рисунки 1.2, 1.3) предназначена для разделения картофеля на три фракции: крупная, семенная, мелкая. Исполнительными органами являются обрезиненные решета с квадратными отверстиями. Производительность – 5 т/час. Недостатком данной установки является наличие большого количества трущихся и изнашивающихся деталей, неуравновешенность рабочего органа, сложность конструкции, большая энергоемкость.
Установка для сортирования клубней картофеля и лука М-616 (рисунки 1.4, 1.5) применяется в хозяйствах для сортирования на 4 фракции: мелкая – отбросы; семенная – I и II сорта; крупная.
Устройство М-616 состоит из загрузочного транспортера, набора решет, переборочного стола, наполнителя мешков. Производительность до 6 т/ч.
Недостатки данной установки аналогичны недостаткам установки для сортирования картофеля Л-701.
На рисунке 1.6 представлен грохот с самосинхронизирующимся электроприводом.
За счет вибротранспортирования клубни разделяются на фракции при движении по эластичной решетке. Предусматриваются эластичные решетки 3 двух ступеней. Оригинальная конструкция шарнирного узла вибровозбудителя 1 с коробом 2 обеспечивает выполнение условия, необходимого для надежного синхронно-фазного режима работы электропривода.
Недостатки данных установок: зависимость степени очистки от сорняков; большая повреждаемость клубней по сравнению с другими типами сортировальных установок, работающих по размерному признаку.
Вопросы инерционного перемещения материала изучались многими учеными [39], [106], [87], [89], [86], [119], [18], [73, 74, 75, 76, 77, 78], [146]. Можно сделать вывод, что если прикладываемая вибрация совпадает с плоскостью поверхности рабочего органа (рисунок 1.7, а), то закон изменения вибрации должен быть несимметричным (рисунок 1.7, б). Наилучшее транспортирование картофеля будет тогда, когда график ускорения рабочего органа будет соответствовать рисунку 1.7 б. Он достигается при вибрации, совпадающей с плоскостью движения рабочего органа.
Установками для сортирования картофеля транспортерного типа являются: струнные, ременные [12, 13, 105, 134, 136, 147, 148, 149, 150].
На рисунке 1.8 представлена ременная установка для сортирования клубней картофеля. Сортировочная поверхность представляет собой резинотканевые ремни круглой формы, расположенные параллельно или с возрастанием по ходу движения картофеля [22].
На рисунке 1.9 представлена установка для сортирования картофеля с сетчатым рабочим органом. Установка включает в себя 4 вала. Внутри установки установлен транспортер 7 для отвода фракций.
Калибрующая сетка выполняется из пружинной проволоки (диаметр от 2 до 4 мм). Форма отверстий сетки различная.
Достоинство установок для сортирования картофеля транспортерного типа: небольшая повреждаемость клубней картофеля. Недостатки: невысокая точность сортирования (60-70%); малая производительность. Невысокая точность сортирования определяется тем, что картофельный ворох движется совместно с лентой, соответственно имеется слабое взаимодействие картофеля с сортирующими щелями.
Ленточное устройство (рисунок 1.10) для сортирования позволяет добиться высокого качества сортирования путем реализации параллельной схемы разделения фракции картофеля. Недостатки: низкая производительность, высокая энергоемкость, сложность конструкции.
Максимов Л.М., Максимов П.Л. и Игнатьев С.П. посвятили свои работы исследованию барабанных сепараторов [58, 96, 97, 98].
Конические, цилиндрические, призматические поверхности используются для сортировальных рабочих органов установок для сортирования картофеля барабанного варианта. Широко распространен рабочий орган в виде цилиндрической поверхности, представленный на рисунке 1.11.
Главным рабочим органом установки для сортирования картофеля является барабан 3 с рештчатою поверхностью, которая осуществляет деление картофеля по габаритным размерам (рисунок 1.12). Подъмным колесом 2 ворох подается на сортирующую поверхность 3, которая вращается и расположена под углом к горизонту. Деление картофеля осуществляется на 3 фракции. Мелкая через малые отверстия сходит и выводится из установки. Средняя выводится отверстиями большего объема, крупная выводится самим барабаном. Фракции поступают на переборочный стол-транспортр 4, который оснащен щитком, препятствующим смешиванию разных фракций [21, 114, 123].
Установки для сортирования картофеля барабанного варианта обеспечивают довольно хорошую точность сортировки, имеют несложную конструкцию, надежны в работе. По сравнению с плоскорешетными, барабанные установки обеспечивают более высокую степень очистки от различных примесей. В установках барабанного варианта наблюдается чуть повышенная повреждаемость картофеля [43].
Установки для сортирования картофеля ролико-валикового типа применяются с продольным и поперечными рабочими органами [60, 73, 74, 75, 76, 95].
Установки с поперечными вращающимися рабочими органами более распространены по сравнению с продольными. Данные установки используются в пунктах для сортирования картофеля типа КСП-15б [139].
На рисунке 1.13 приведена рабочая поверхность установки для сортирования картофеля КСП-15б. Картофель посредством транспортра загружается на батареи 1, там осуществляется предварительная очистка вороха картофеля от разных примесей. Далее очищенный картофель подается на рабочие органы, которые делят картофель на три фракции (мелкую, среднюю и крупную).
Предпосылки использования линейного асинхронного электропривода в самоуравновешенных инерционных установках
Повысить технические и экономические показатели сортировальных установок картофеля с плоско-решетными рабочими органами можно за счет применения инерционного способа перемещения картофеля, как это реализовано в инерционных конвейерах системы Маркуса [135]. В процессе инерционного перемещения по рабочим ветвям, представленным в виде прутков, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, картофель будет сортироваться на фракции.
Конвейеры Маркуса (рисунок 2.12) отличаются тем, что в процессе работы не происходит подбрасывание транспортируемого материала [82].
Желоб 1 (от двигателя через преобразователь вида движения) совершает прямолинейное колебательное движение. В начале движения (рисунок 2.13) транспортируемый материал движется совместно с желобом 1. В конце движения аж меняет знак и резко увеличивается. Инерционные силы во много раз превышают силу трения (аж g fг), и транспортируемый материал, получив импульс, начинает движение вперед по желобу (точка А на рисунке 2.13). Скорость транспортируемого материала при неизменяющемся сопротивлении падает и в какой-то момент времени будет равна скорости желоба. При этом транспортируемый материал снова будет двигаться вместе с желобом.
Требуемый закон движения транспортируемого желоба обеспечивается преобразовательным устройством 3.
На рисунках 2.14 (кинематическая схема двухкривошипно-шатунного механизма), 2.15 (схема с шарнирным механизмом с кривошипом и качате-лем), 2.16 (схема с кулисным механизмом), 2.17 (схема с кулисным механизмом с жестким треугольником) представлены разные кинематические устройства, позволяющие осуществить инерционное транспортирование в системе Маркуса [82].
В представленных схемах отсутствуют механизмы уравновешивания прямого и обратного ходов рабочих органов, что негативно влияет на надеж 47 ность инерционных конвейеров (к примеру, периодичность ремонта конвейера системы Маркуса составляет 92 часа).
На рисунке 2.18 представлен инерционный конвейер с частично уравновешенной подвижной системой. Устройство относится к вибротранспортной технике и позволяет увеличить надежность работы конвейера путем обеспечения транспортирования различных грузов в противоположных направлениях, однако отсутствие жесткой связи между рабочими органами нарушает закон их движения [1]. Вибрационный конвейер работает следующим образом. Переключатель 17 в исходном состоянии замкнут, при этом на обмотки индукторов 4 и 5 поступает переменный трехфазный ток. Индукторы 4 и 5, имеющие систему обмоток 8 и 9 возбуждения с числом обмоток кратным шести, уложенных с шагом, равным трем, и включенных парами последовательно-встречно, позволяют создать бегущее электромагнитное поле, при этом, так как начало обмоток второго двигателя является продолжением обмоток предыдущего двигателя, получается, что если индуктор 4 создает бегущее электромагнитное поле от нас, то индуктор 5 – к нам.
Бегущие магнитные поля индукторов 4 и 5 в якорях 2 наводят вихревые токи, которые в свою очередь создают магнитные поля, взаимодействуют с бегущими магнитными полями, тем самым создаются силы, приводящие рабочие ветви 6 и 7 в движение в направлении соответствующего бегущего электромагнитного поля на индукторах 4 и 5.
Пластины 3 замыкают магнитные силовые линии. С начала взаимодействия пружинных упоров 13 и 14 срабатывает контактный переключатель 17, тем самым к источнику постоянного тока подключается одна из фаз индукторов 4 и 5, вследствие чего возникают колебания грузонесущих ветвей 6 и 7. Колебания грузонесущего органа передаются к транспортируемому грузу, а направляющие 11, подвешенные на пружинных стойках 12, обеспечивают соответствующую амплитуду колебаний.
В результате взаимодействия пружинных упоров 13, 14 и осуществленного динамического торможения индукторами 4 и 5 грузонесущие ветви 6, 7 резко останавливаются, затем за счет накопленной потенциальной энергии в пружинных упорах 13, 14 грузонесущие ветви 6, 7 начинают движение в обратную сторону. В момент, когда подвижные платформы 15 и 16 пружинных упо-ров13, 14 разъединяются, контактный переключатель 17 переключает фазу С с постоянного тока на переменный, при этом возникают бегущие поля индукторов органа.
Исследование электропривода самоуравновешенной установки для сортирования картофеля математическим моделированием
На рисунках 3.4, 3.5, 3.6 представлены зависимости производительности Q, мощности ЛАД P от жесткости упругого элемента с1, обеспечивающего возврат рабочих лотков в исходное состояние из условия минимально необходимой для этого силы (приложение 3).
На рисунке 3.7 представлена обобщенная линейная зависимость мощности линейного двигателя от жесткости упругого элемента с1, обеспечивающего возврат рабочих лотков в исходное состояние из условия минимально необходимой для этого силы (потенциальной энергии с1 при отключении ЛАД). Жесткость упругого элемента с2 при этом не учитывается. При массе обрабатываемого картофеля на рабочих ветвях 20 кг требуется мощность ЛАД 1,2 кВт, жесткость упругого элемента с1 необходимо обеспечить не менее 1700 Н/м, что приведет к возврату рабочих ветвей в исходное состояние при отключении ЛАД от сети.
Все исследования проводились с параметрами Т-образной схемы замещения, указанными в 3.3 (рекомендуются для низкоскоростных ЛАД [2]). Коэффициенты трения картофеля по фторопласту fг = 0,32; fг0 = 1,2. Фазное напряжение U = 220 В. Положение датчиков включения и отключения ЛАД Sвкл = 0; Sвыкл = 0,2 м. Как видно, зависимость линейная.
На рисунке 3.8 представлена зависимость производительности картофе-лесортировальной установки от жесткости упругого элемента с2, обеспечивающего резкую остановку рабочих ветвей, а соответственно и инерционное перемещение картофеля в момент удара в упругий элемент.
Как видно, в указанном диапазоне производительности жесткость упругого элемента с2 оказывает существенное на нее влияние до 10000 Н/м, причем в худшую сторону. Соответственно жесткость пружины с2 необходимо выбирать не менее 10000 Н/м, что обеспечит максимальную производительность, а дальнейшее увеличение жесткости свыше 10000 Н/м не повлияет на производительность установки.
Анализ представленных на рисунке 3.9 зависимостей показывает существенное влияние напряжения питания на скорость транспортирования картофеля, что объясняется квадратичной зависимостью силы, развиваемой ЛАД от напряжения питания.
Максимальная скорость транспортирования картофеля достигает 0,1 м/с при фазном напряжении питания 220 В для мощности ЛАД 1,2 кВт, что соответствует максимальной производительности 7,5 т/ч. Изменение напряжения в пределах ± 10% не оказывает существенного влияния на параметры колебаний рабочих ветвей, соответственно и на производительность установки.
Смоделированные амплитудно-частотные характеристики СУСКЛЭП (рисунки 3.10-3.13) показали, что изменение амплитуды колебания рабочих ветвей влияет на частоту их колебаний, а соответственно на производительность установки (приложение 3). Широкий диапазон перемещения рабочих ветвей с различными упругими элементами, массами обрабатываемого картофеля, напряжением питания ЛАД, длиной приводного рычага можно осуществить на частотах 1-3 Гц. Датчики включения и отключения ЛАД от сети можно устанавливать как на рабочих ветвях, так и на вторичном элементе ЛАД. В работе исследования проводились при датчиках, установленных на рабочей ветви установки, при этом перемещение вторичного элемента ЛАД можно легко определить через тригонометрические функции при известной длине приводного рычага l.
На рисунке 3.14 приведена зависимость силы сопротивления на вторичном элементе ЛАД Fc и производительности установки Q от угла между приводным рычагом и вторичным элементом ЛАД. Угол между вторичным элементом ЛАД и приводным рычагом необходимо выбирать исходя из максимальной производительности и минимальной силы сопротивления на вторичном элементе ЛАД. Согласно полученным зависимостям наилучшие показатели работы установки достигаются при =60.
На рисунке 3.15 представлены зависимости, позволяющие выбрать ЛАД по мощности, исходя из требуемой производительности. Видно, что для производительности 7,5 т/ч требуется двигатель мощностью 1,2 кВт, при этом скорость бегущего электромагнитного поля составляет 3,6 м/с.
Максимальное значение к.п.д. инерционного транспортирования картофеля по рабочим ветвям установки может достигать 25% (рисунок 3.16), что практически в 4 раза больше к.п.д. транспортирования инерционных конвейеров с классическим приводом (5-7%) [18].
Установка является самоуравновешенной в статическом состоянии, но в процессе работы на противоположных рабочих органах трудно обеспечить одинаковую массу картофеля. В результате может возникнуть динамическая неуравновешенность. На рисунке 3.17 представлена зависимость максимальной неуравновешенности на вторичном элементе ЛАД, возникающая в момент отключения ЛАД от сети (момент взаимодействия вторичного элемента ЛАД с упругим элементом с2) при разных жесткостях упругого элемента с1. На рисунке 3.18 представлены динамические зависимости сил, характеризующие неуравновешенность на вторичном элементе ЛАД, от разницы масс картофеля на рабочих ветвях. Как видно, эти силы являются несущественными при разнице масс картофеля до 5 кг. На практике разница масс картофеля на рабочих органах не превышает 1 кг, и так как масса рабочих органов превышает массу сортируемого картофеля, то силой, возникающей в результате разницы картофеля на рабочих органах, можно пренебречь и считать установку полностью самоуравновешенной.
Методика экспериментальных измерений и снятие зависимостей СУСКЛЭП
Адекватность предложенной математической модели ЛЭП установки возможно подтвердить путем сравнения экспериментальных и теоретических зависимостей. Сравниваемые электромеханические параметры СУСКЛЭП: ток, потребляемый первичной частью ЛАД, движение вторичного элемента ЛАД (рабочей ветви) и скорость движения картофеля.
Для этого экспериментальную установку необходимо оснастить (рисунок 4.1) датчиком тока, основанным на эффекте Холла; датчиком линейных перемещений; секундомером. Для передачи показаний датчиков на ПК для последующей обработки использовался двухканальный АЦП Velleman PCS64L. На рисунке 4.8 представлен общий вид панели управления осциллографом в среде WINDOWS, а на рисунке 4.9 – АЦП на экспериментальной установке.
Для определения тока индуктора ЛАД применялись бесконтактные датчики тока CSLA1CF фирмы Honeywell. Вид датчика представлен на рисунке 4.10 и в приложении 5.
Полученные значения напряжения с датчиков тока, согласно установленной тарировке, переводятся в действительные значения фазного тока двигателя.
Сигнал напряжения, выводимый АЦП на ПК с датчика CSLA1CF, и действительный ток представлены на рисунках 4.11 и 4.12 соответственно.
Амплитуда движения вторичного элемента ЛАД измерялась линейным датчиком GEFRAN (LTS09). Датчик устанавливается на раму СУСКЛЭП, измерительный шток соединяется либо с вторичным элементом, либо с рабочей ветвью установки (рисунок 4.13).
Сигнал напряжения, выводимый АЦП на ПК с датчика GEFRAN, и действительное перемещение рабочей ветви представлены на рисунках 4.14 и 4.15 соответственно.