Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Богатый Василий Васильевич

Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов
<
Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Богатый Василий Васильевич. Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06, 05.13.05.- Саратов, 2005.- 223 с.: ил. РГБ ОД, 61 05-5/4238

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор современных методов расчета и, конструкций.электромагнитных управляющих устройств;-гидрофицированного: технологического. оборудования 8

1.1. Анализ систем;автоматического; управления сиспользованием: гидроприводов, 8::

1.2.Обзор:Электромагыитиыхщриводов::И;методов расчета:электромакнитных устройств управления и методов, расчета электромагнитных: приводов;: гидрофицированного технологического-оборудования 18

1.3. Обзор со временных метод ов расчета: и синтеза'ЭМИь:(по; литературным источникам): 31

1.4. Классификация: способов и устройств синтезатора1 ЭМЖ гго патентным источникам 42

1:.5.: Постановка1 задачи совершенствования методов: расчета и конструкций электромагнитных приводов гидро фицированного технологического оборудования. 57

2. Усовершенствованный метод расчета электромагнитных приводов гидрофицированного технологического оборудования 58

2.1. Обоснование расчетной модели усовершенствованного метода расчета электромагнитного привода для гидрофицированного оборудования: 58

2.2. Усовершенствованный метод расчета синтезатора магнитного поля бб

2.3. Применение усовершенствованного метода расчета для КВМ-45 80

2.4. Управление электромагнитным приводом с двумя обмотками 88

2.5. Управление электромагнитным приводом с тремя обмотками 96

2.6: Усовершенствованный метод расчета электрогидравлического преобразователя с магнитожидкостным сенсором 106

2.7. Усовершенствованный метод расчета электрогидравлического вихревого усилителя с МЖС 110

2.8. Усовершенствованный метод расчета для электрогидравлического усилителя типа «сопло - МЖ заслонка» 11:3

2.9. Тепловые расчеты обмоток управления 116

2.10. Выводы 120

3-. Экспериментальные исследования 121

3.1.Программа эксперимента 121

3-.2. Экспериментальный стенд 122

33. Результаты экспериментов 130

3.4; Статистическая о бработка результатов экспериментов 135

3.5. Статическая характерне тикасинтезатора магнитного поля 146

3.6. Динамическая характеристика синтезатора.магнитного поля 149

3:7. Статические и динамические характеристики электрогидравлических преобразователей с МЖ сенсорами 153

3-^8. Выводы 155

4. САУ трех секционного электромагнитного привода гидрофицированного оборудования 156

4.1. Описание контура САУ 156

4.2.Передаточные функции звеньев контура, 158

4.3. Корректировка САУ программным путем 174

4.4. Расчет САУ гидропривода подачи инструмента токарного патронно-центрового полуавтомата с ЧПУ 174

4.4.1. Упрощенная САУ гидропривода станка с классическим электрогидравлическим регулятором 174

4.4.2. Упрощенная САУ гидропривода станка с трехсекционным ЭГРУ 176

4.4.3. Полная: САУ гидропривода станка с классическим ЭГРУ 179

4.4.4. Полная САУ гидроприводом станка с трехсекционным ЭГРУ 182

4.5.Расчет САУ частоты тока, вырабатываемой турбиной ГЭС 184

4.5.1. САУ с классическим электромагнитным преобразователем энергии 184

4.5.2. САУ с трехсекционным электромагнитным преобразователем энергии 188 4.6. Инженерный расчет САУ трехсекционного ЭУЭ гидрофицированного оборудования 192

Заключение 193

Литература 195

Приложения 205

Введение к работе

Актуальность темы. Дия> современного1 машиностроения характерны таг киенаправления-развития^. как-увеличение: степени; автоматизации^ повышение: рабочих: параметров: (нагрузки; скорости, температуры) машин, ..точности;: их:, функционирования: и эффективности работы- (производительности, мощности; коэффи-циента: полезного^действия);:

Во? многих;: случаях качеств:; системы, автоматического' управления- (ЄАУ); обуеловлено*быстродейетвием;составляющих::ее;элементОБ^ а также:характеристиками- системы, зависящих от точности: отработки: заданного; закона, управления; Анализ современного; состояния:: вопроса; показывает, что- в:: существующих- элек-трогидравлических системах управления:: оборудованием характерно* использование, гидравлических: регулирующих, устройств- (клапаны, .распределители, задвижки),, енабженньгхэлектромагнитньтги управляющими; элементами .(ЭУ;Э:)^ .от каче--ства,работБГКОТорьтх"ВО>многом^.зависит и;качество всей'системы.управления; Иа-линие'внешних:воздействий а:также перем енная<ВБіх одная, нагрузка:не позволяют однозначно построить зависимость между управляющим электромагнитным сигналом и выходным механическим перемещением, что снижает качество-управления САУ в,целом. Одним из эффективных методов повышения точности-управления является совершенствование основных характеристик ЭУЭ на основе адекватной математической модели электромагнитной системы.

Патентный и литературный анализ существующих технических, решений по ЭУЭ показал, что классические электромагнитные исполнительные элементы гндрофицированного технологического оборудования обладают значительной энергетической избыточностью, что связано, в первую очередь, с. тем, что управляющее магнитное поле, создаваемое катушками управления, имеет большой коэффициент рассеивания, который и приводит в конечном итоге: к ухудшению качества управления. Существующие математические модели ЭУЭ не позволяют производить полный пространственный анализ системы, что приводит к дополнительным энергетическим потерям при физической реализации ЭУЭ.

5 Развитию различных направлений автоматизации САУ гидрофицирован-ньм. технологическим оборудованием: посвященьї работы; отечественных и зару-бежнБіх; ученых Д.Н- Попова;, Т.М. Башты, ^Трифонова: ВЖ'... Свешникова ш др.угих...уществующие: ЭУЭ^ анализ которых проведен, учеными; А.В ...Ал невским, ЖЄ. Демирнащ JX-Бі- Луганским, 1?.Бухгоиьщ Т.А. Латур-и другими, не удовлетво:-ряют полностью, современным:-требованиям, предъявляемым к: этим1 уетройствам: как^ элементам:,сиетемьі>управлеі-іия::по быстродействию:'и точности отработки:* заданной' закона у правлен еле

Разработка-. ЄАУприводами; гидрофицированнош; технологического:: оборудования, использующей:' электромагнитные управляющие элементы, разработанных, на -основе адекватных математических методов; анализа и/ синтеза;, позволяющих: производить, полнбіш пространственный:: анализе конструкций? ЭУЭ;: является-актуальной-: научной и-практической? задачей^

Цель, работы. Повышение качества, система автоматического, управления, приводами! гидрофицированного- технологического:- оборудования;: путем совершенствования- электромагнитных управляющих-, элементов:: на: основе адекватных., математических моделей; позволяющих производить пространственный анализ электромагнитной системы и синтез САУ с микропроцессорным управлением.

Методы и средства исследования. Теоретические исследования ввшолне-ны на: базе теории автоматического управления для. непрерывных и дискретных систем- дифференциальных уравнений в; частных производных для описания магнитных полей, уравнений теплопроводности для описания тепловых процессов в электромагнитных приводах. Экспериментальные исследования проведены для синтезатора магнитного поля, являющегося управляющим для ЭУЭ, на специально: разработанном стенде с использованием микропроцессорного управления, общепринятых и оригинальных методик с применением средств электротехнических измерений и видеосъемки. Обработка осуществлялась методами математической статистики с использованием программьгх продуктов MathCad 11а и Matlab 6,0.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Обоснована методика построения САУ приводами гидрофицироваиного технологического оборудования; с микропроцессорным: управлением: на основе адекватных мделей>ЭУЭ:

  2. Предложен1 математический;: метод анализа w синтеза- заданного; закона, управления.Э:Э), учитывающий:.наведенные:магнитные;полнот ферромагнитных тел Bf системе, на-основе ^которой разр або тан способ:- измерение гулравляющих магнитных; полей; с:: пространств енной; оценкой;направления;градиента: магнитного" поля:

3: Построена;модель двух- -И' трехсекционного< ЭЭ> для-: применениям: -САУ гидрофицироваиного технологического1 оборудов ания-э позволяющая: повысить- бы-т стродействие; Э^Э'-И' обеспечивающая заданный законітяговой- характеристики';

4: Разработана; методика.автоматизированного- расчетамэлектромагнитньш ж силовых характеристик приводов; гидрофицированного:. технологического; оборудования^ позволяющая производить анализіисинтез ;-ЭУЭ^

Практическая ценность и;реализация результатов: Разработанная! методика; расчета': системы, автоматического: управлениям на? основе1 усовершенствованных электромагнитных: управляющих элементов- рекомендована к внедрениюгна предприятиях; «Хвалынский завод гидроаппаратуры», электроцех 000: «Балаков-ские минеральные удобрения», ЗАО «Балакововолгоэнергомонтаж».

Работа выполнена в соответствии с грантом ЖНШ-2064.2003.8 Минпромнауки России, ее практические и научные результаты использованы в плановых госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работах за 2001-2005гг., выполняемых на кафедре «Управление и информатика в технических системах» Балаковского института техники, технологии и управления (БИТТУ) СГТУ по-направлению «Векторно-энергетичеекий анализ и синтез элементов автоматики и систем управления»:

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 7-й Международной, научной конференции «Современные проблемы электрогидродинамики и электрофизики жидких диэлектриков» (Санкт-Петербург, 2003); Первой Всероссийской научно-методической конференции с международным участием «Региональные особенно-

7 сти развития машино- и приборостроения, проблемы и опыт подготовки кадров» (Балаково,: 2000); 2-6-й Российских научных: конференциях «Векторная энергетика в технических, биологических и социальных системах» (Балаково, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003), на^ научныхсеминарах кафедр УИТ БИТТУ СГТУ и «Автоматизация и: управление технологическими процессами» GFTY в 2002-2005тт..

Публикации; По .результатам проведенных исследований опубликовано: 22 работы, в т.ч. 1 патент РФ на изобретение и 1 положительное решение о выдаче патента РФ на;способ и устройство, его реализующее.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

Г. ЄАУ приводами гидрофицированного технологического' оборудования с микропроцессорным управлением с электромагнитными управляющими элементами.

  1. Метод анализа и синтеза заданного, закона управления ЭУЭ, учитывающий наведенные магнитные поля от ферромагнитных тел в системе.

  2. Идентификация статических и динамических характеристик, конструктивных параметров на основе теоретических и экспериментальных исследований ЭУЭ.

  3. Модель двух- и трехсекционного ЭУЭ для применения в САУ гидрофицированного технологического оборудования;

  4. Методика автоматизированного расчета электромагнитных и силовых характеристик приводов гидрофицированного технологического оборудования.

  5. Методика инженерного расчета и результаты практического использования САУ с усовершенствованной конструкцией электромагнитного привода на производственных предприятиях и в учебном процессе.

Анализ систем;автоматического; управления сиспользованием: гидроприводов,

Гидропривод, представляет: собой устройство, предназначенное , для- приведения ВІ движение: механизмов и. машин посредством рабочей/жидкости: под давлением,

Гидропрйводы;; т гидропередачи находят широкое применение: в различных-: областях, техники. Это объясняетсяряд ом достоинств ,, которыми: обладают гидроприводы. Наиболее- важными из, них являются: - бесступенчатое регулирование скоростей в широком диапазоне; - получение больших сил, и мощностей при: малыХ:-размерах и:весе механизма; . - получение различных видов движения, возможность частых и быстрых переключении;. - возможность больших перегрузок по мощности и моменту без вредных последствий этих перегрузок; - возможность автоматизации и дистанционного управления; - простота кинетической схемы по сравнению с механическим приводом; - самосмазываемость элементов, что исключает операцию смазывания.

Возможность автоматизации позволяет использовать гидроприводы в различных видах систем автоматического управления. Широкое применение гидроприводы нашли в машиностроении при управлении станками..

В станках фрезерной группы применяются гидроприводы подач, гидравлические и электрогидравлические копировальные устройства, а также гидроприводы различных вспомогательных механизмов.

Гидропривод вертикально-фрезерного полуавтомата с ЧПУ модели ЛФ260МФЗ показан нарис. 1-1. Основные узлы: насосная установка на базе F48-8 (содержит бак,, двухпоточный пластинчатый наеос HI + Н2типа 12F12-32Щ шдропанель И типа. 1ШГ5в -2% маслоохладитель M0L, .фильтр Ф типа 20-25-К рГ(Е1 16026-8&); реле давления 1?Д типа,ГЖ62-II,.золотник включения: манометра ЗШ.с. манометром;, подпорные клапаны; КЇЖ и ШШ типа F52-3-3; распределители Щ$2 типа ЯИШГ73-Ї1Г и, Ш типа 54ІШГ73-Г1);-: цилиндры:: ЩШ -подачі стола,.ЩІК- подача салазок .ЩЕЖ- вертикальной.подачи: шпиняелвной: бабки;.. 1ЦРЙ— разжима инструмента ЩРБї— разжима, шпиндельной бабки, ЦЮЕЄ — переключения- ск0роетей,..ЦВ;М"— вертикального1 перемещения магазина-, ЩОМ\ - поворота магазина1, ЩЗі - захватов; ДОТ- ДІГЕЗ:- дросселирующие:; гидрорас пределители; управляемые: от шаговых, двигателей ШЩ, через; редукторы. Жг за дающие: ВИНТБРЗШ ж щупы Щ; :В4ЯШ5 - распределители: 54БМЮ73Ч1;::К! - кла пан: о бр атный..

Особенностью электромагнитных элементов управления является возможность обеспечения: высокого уровня І нагрузки при небольших перемещениях.

Современная тенденция развития. машиностроительной и: энергетической отраслей.выдвигают требования: автоматизации управления, что выражается- в широком; применении компьютерной:.техники,.выходным?сигналом: в;которой является-электрический: сигнал: В::!результате чего: требуются электромеханические: преобразователи, позволяющие.управлять потоком- жидкости являющейся. основой:, в; гидроприводах, с помощью электрического сигнала:. Классификация устройств, использующихся в гидроприводах, включающих электромеханические преобразователи,, пред ставлена на рис. 1-2..

Дросселирующиегидрораспределители..— это: регулирующие? гидравлические аппараты, меняющие, расход и направление .потока масла/в нескольких линиях одновременно: в зависимости от внешнего управляющего воздействия:

Дросселирующие гидрораспределители типа Г68-1 с электрическим управлением изменяют величину и направление потока масла на выходе, обла дающего большой гидравлической мощностью, в соответствии с поступающими на. вход электрическими сигналами малой мощности: в: электрогидравлиэе-еких следящих системах: с обратной связью по: перемещению, скорости или; другим- параметрам; Аппараты данного типа1: (рис. 1 -3)v состоят из электромеханического:преобразователя игольчатогаклапанажраспределителя;

Масло-из напорной::линии подводится; В отверстие 14 корпуса и зависимости: от иояоженияізолотника 13 проходит в-одну из: проточек: 12 ГИЛЬЗЫ 1,. СОг единенных, с гидродвигателем. Другая .проточка: 16 одноовременно. сообщается.: с одной из сливных-.проточек. 2, связанных- каналом в: корпусе 15; золотник нагружен, снизу усилием:пружиныЛЩ а сверху — усилием: от давления управления в: полостш 4; при- возрастании этого : давления золотник смезаетсяд вниз, при уменьшении — вверх, изменяя направление:и скорость движения гидродвигате-ля. Масло в полость 4-подводится либо от специального; отверстия 22,, либо из отверстия 14: через сетчатый и магнитный- фильтр 21 и пакет дросселирующих шайб 24. из; пол ости :4!:; масло вытекает в; сливную линию через: отверстие в диафрагме: 1 Уу частично перекрытое-торцом:; иглы 1Q-;. которая: жестко-связана с: катушкой 5, помещенной в кольцевой зазор постоянного магнита 6.

Обоснование расчетной модели усовершенствованного метода расчета электромагнитного привода для гидрофицированного оборудования:

В ешение-задачи, синтеза магнитного- поля-? является : основным: при/ проектировании5 электромагнитных: управляющих устройств гидрофииированного оборудования.. Качество, решения1: данной; задачи главным образом, зависит от правильного выборам математической модели системы-.. Основной?; проблемой прН: составлении:: математической-: модели: магнитной:- системы, является-! нахождение велининБі: магнитного поля;., а: также; усилия; с:которым магнитное ноле действует: на помещенные; BSHeno.: тела. Существующие, аналитические методы: расчета; позволяют вычислить усилие только на оси конструкции, что, является; недостаточным при.: полном;,анализе: СИСТЄМБЕ. БОЛЬШИНСТВО современных расчетных моделей основываются на численных методах, которые затрудняют подбор оптимальных параметров системы /17/.

В работе /18/ описан метод замены реальной электромагнитной системы набором эквивалентных витков. Недостатком предложенного метода является расчет усилия электромагнитного поля только по одной оси системы; невозможность расчета сложных форм сердечников электромагнита и, кроме того, автор работы не учитывает влияние экрана электромагнитного поля.

Анализ литературы: и патентный поиск позволил предложить модель генератора пространственного магнитного поля. (рис. 2-1) /19/.

Синтезатор представляет собой систему электрических катушек, состоящую из шести пластин 1, из электроизоляционного материала, образующих куб. На пластинах выполнены электрические катушки 2, 2 , 3, 3 , 4, 4 . Витки катушек уложены в соответствующие пазы или могут быть изготовлены другими способами. Каждая пара катушек 2-2 , 3-3 , 4-4 , подключается к выходам инди видуальных источников регулировки питания, в которых вырабатывается ток необходимой для создания заданного магнитного-поля амплитуды и фазы.

В зависимости от направления намотки катушек синтезатор способен генерировать однородные (при однонаправленной обмотке) и градиентные магнитные поля (при встречной обмотке).

При выборе метода расчета синтезатора предложены следующие критерии: - возможность перехода к эквивалентным виткам для упрощения расчетов; - наличие учета влияния наведенного магнитного поля от присутствующих в системе ферромагнитных тел; - возможность расчета сложных форм сердечников.

В зависимости от условий задачи предлагаемый усовершенствованный метод расчета может применяться как для анализа конструкции электромагнитного привода гидрофицироваш-юго оборудования, так и для синтеза заданного максимального усилия или тяговой характеристики.

Анализ конструкции включает в себя ряд последовательных этапов, которые составляют: 1. Расчет магнитного поля источников. 2. Расчет наведенного магнитного поля от ферромагнетиков в системе. 3. Расчет магнитного поля экранов. 4. Расчет объемной силы. 5. Расчет силы в;, зависимости от рабочей области электромагнитного привода.

Анализ методов расчета магнитного поля-показал- что наиболее точным и эффективным является метод расчета магнитного: поляна основе уравнений Максвелла -./20/. Недоступность данного, метода ранее заключалась в больших аналитических вычислениях. Однако,, развитие информационных технологий:и увеличение быстродействия:вычислительной техники:на: данном этапе позволяет учитывать сложные интегральные выражения и создавать специальные программы, имеющие достаточное быстродействие для-расчета магнитного поля системы.

В общем виде потенциал магнитного поля А рассчитывается по формуле /б/: где ца — абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м; 5 - плотность тока, А/м ; К - расстояние от точки источника до расчетной точки, м. Расчет наведенного магнитного поля от ферромагнетиков в системе позволяет учитывать дополнительные усилия, создаваемые элементами, не связанными с источниками тока.

Статическая характерне тикасинтезатора магнитного поля

По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработанИ:изготовлен макетный: образеи, с оптимальными; геометрическими:параг-метрами,

Для; исследования статической хар актеристики макетного: образца сиыте- затора магнитного поля использовался стенд, устройство.которого показано на рис. 3.2. Результаты экспериментов представлены на рис. 3-7.

Определялась тарировояная- зависимость,,показаний, синтезатора магнитного поля-при: различных массах:чувствительного элемента. Єила,тяжести измерялась пра помощи весов; классом точности- О ,05.. Толщина: установочных прокладок из мерялась: штангенциркулем-с точностью 0,25,

С учетом того, что: весы, измерение толщины: прокладок, а также вычисление тягового усилия дают определенную погрешность, общая систематическая: ошибка измерения, определенная по закону сложения погрешностей сог-ставила 0 6% /72/,

Так как каждое измерение тягового усилия, дает несколько отличные от других измерений результаты то: случайная ошибка играет существенную; роль и необходимо определить и оценить ее величину /72/. Случайные ошибки имеют нормальный закон распределения; В:: этом случае за наиболее вероятное,значение измеряемой величины следует принять ее среднее арифметическое значение. где Х[, х2, ... хп - результаты отдельных измерений.

Для оценки ошибки случайной величины измерения существует несколько способов. Наиболее распространена оценка с помощью стандартной или средней квадрашческой ошибки ст /72/, которая характеризует условия измерений.

Коэффициент вариации, который характеризует отношение средней квад-ратической ошибки к средней арифметической величине вычисляется по формуле:

Для характеристики величины случайной ошибки необходимо задать две величины: величину самой ошибки (или доверительный интервал) и величину доверительной вероятности. При проведении экспериментальных исследований можно ограничиться доверительной вероятностью 0,95.

Исследование динамических характеристик синтезатором магнитного поля проводилось экспериментальным путем. Экспериментальные методы требуют минимальных сведений о сущности процессов, протекающих в исследуемых объектах, однако позволяют с достаточной для практики точностью определить коэффициенты дифференциальных уравнений динамики /73/. Перемещение чувствительного элемента происходит за короткий промежуток времени, что не позволяет точного определения времени срабатывания электромагнита без специального оборудования. Для определения переходных функций был проведен видеоэксперимент.

Определение передаточной функции и постоянной времени осуществляется любым из способов исследования динамических характеристик устройств автоматики.

Перед этим необходимо убедиться, что кривая после установления входной величины является экспонентой /74/.

По результатам видеоэксперимента был сделан покадровый анализ изображения. Частота кадров - 15 кад/с, что позволяет фиксировать положение чувствительного элемента каждые 0,04с. Таким образом, экспериментальное время срабатывания синтезатора магнитного поля tcp = 0,12с. Для определения передаточной функции синтезатора магнитного поля используем преобразования Фурье:

Расчет САУ гидропривода подачи инструмента токарного патронно-центрового полуавтомата с ЧПУ

Методика расчета трехсекционного. ЭУЭ гидрофицированного оборудования основана на теоретических (глава 2}-исследованиях и исследований системы автоматического управления с использованием ЭУЭ (глава 4). С учетом-этого методику инженерного расчета можно, предложить в виде: следующих по-следовательных этапов., 1. Задается система автоматического управления трехсекционного ЭУЭ (рис. 4-1) 2.. Задается форма тягового: усилия, требуемая для;: эф ф ективною работы- ЭУЭ: (составляется по анализу технического задания). 3: Составление-1 системы .уравнений, описывающих трехсещионный синтезатор магнитного поля (параграф 2-1) 4. По: методике параграфа 2-2 производится переход к эквивалентной схеме замещения электромагнитиого управляющего элемента системой эквивалентных витков. 5 По методике параграфа 2-5 .рассчитываются требуемые источники тока и оптимальные геометрические размеры секций ЭУЭ. б. Рассчитывается суммарная магнитная индукция от эквивалентных витков

Широкое: распространение электромагнитных управляющих элементов в;, гидрофицированном технологическом: о борудовании; выдвигает требование наличия: эффективного: метода расчета; параметров; электромагнитной системы: призаданыых статических: характеристиках.

УеовершенетвованнБПг метод; расчета ЭЭ гидрофицированнок» оборудования : позволяет, производить синтез: магнитного; поля для электр омагнитных: систем., содержащих ферромагнитные:элементы- а также использующие:магни-тожидкостные сенсоры;

Расчету электромагнитных:систем: с учетом влияния-экранов-.наводимых; токов усовершенствованным; методом; расчета; ЭУЭ тидрофицированного; оборудования, синтезу заданного-магнитного поля ;в: пространстве с использованием ; синтезатора магнитного. поля, разработке системы управления для получения зад анн ой; тяговой, характеристики электромагнита; посвящено выполненное; исследование..

В процессе проведенной работы получены следующие результаты:

]. Существующие электромагнитные управляющие элементы не полностью удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым как к элементам системы- автоматического управления; быстродействие, возможность, произвольного изменения закона тяговой характеристики. Перспективным является разработка усовершенствованной конструкции ЭУЭ, основанной на современных адекватных методах расчета электр омагнитных систем.

2; Разработанная методика построения САУ приводами гидрофициро-ванного технологического оборудования1 на основе усовершенствованных ЭУЭ, обеспечивает заданный закон управления исполнительными элементами, с возможностью полного микропроцессорного управления.

3. Предложенный способ синтеза управляющего магнитного поля реализован в виде управляющей магнитной системы (патент РФ), и способ измерения управляющих магнитных полей (положительное решение на способ), позволяющий анализировать пространственную картину поля:

4. Разработанная математическая модель двух и трехсекционного: ЭУЭ для применения в САУ гидрофицированного технологического оборудования позволяет рассчитать: требуемые источники тока для .обеспечения заданного закона изменения тяговой характеристики :

5 . Проведенные экспериментальные исследования: показали что разработанный синтезатор; магнитного поля может быть использован в качестве управляющего: устройства Постоянная времени синтезатора составляет 0,12: с, а относительная погрешность +7% 6. Разработанный усовершенствованный метод расчета электромагнитного привода гидрофицированного технологического оборудования позволяет определить тяговую характеристику с точностью не ниже 10%. Система автоматического управления трехсекционного электромагнитного привода обладает заданным запасом; устойчивости..

7. Разработанное специализированное программное обеспечение позволяет в интерактивной форме анализировать конструкции ЭУЭ с возможностью расчета траектории движения исполнительного элемента.

8. Разработанный усовершенствованный метод расчета электромагнитных приводов рекомендована к внедрению в электроцехе ООО «Балаковские минеральные удобрения», в производстве ОАО «Мрамор», а также в производстве ЗАО «Балакововолгоэнергомонтаж».

Похожие диссертации на Повышение качества систем автоматического управления приводами гидрофицированного технологического оборудования на основе совершенствования электромагнитных управляющих элементов