Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния вопроса 8
1.1 Классификация электроприводов швейных машин 8
1.2 Основные положения работы комплекса «электропривод - швейная машина» 14
1.2.1 Анализ рабочего цикла универсальной швейной машины 14
1.2.2 Обоснование выбора критериев работоспособности привода швейной машины 19
1.3 Анализ работы электродвигателя швейной машины при повторно-кратковременном режиме 37
Выводы 44
2 Теоретическое обоснование, моделирование и расчёты частотно-регулируемого электропривода универсальной швейной машины 47
2.1 Разработка структурной схемы универсальной швейной машины с частотно-регулируемым электроприводом 47
2.2 Расчёт рабочего цикла универсальной швейной машины с частотно регулируемым электроприводом 53
2.3 Математическое моделирование переходных процессов частотно-регулируемого электропривода универсальной швейной машины 57
Выводы 63
3 Эксперементальные исследования универсальной швейной машины с частотно-регулируемым электроприводом 64
3.1 Конструкция экспериментального стенда 64
3.2 Методика экспериментальных исследований режимов работы универсальной швейной машины с частотно-регулируемым электроприводом 76
3.3 Экспериментальные исследования взаимосвязи режимов работы универсальной швейной машины с параметрами преобразователя частоты 77
3.4 Экспериментальные исследования теплового режима электродвигателя в условиях повторно-кратковременной работы... 81
Выводы 83
4 Технико-экономическая эффективность применения частотно-регулируемого электропривода в универсальных швейных машинах 85
4.1 Рекомендации для работы с системой управления частотно-регулируемым электроприводом универсальной швейной машины 85
4.2 Рекомендации по внедрению частотно-регулируемого привода в универсальные швейные машины 105
4.3 Экономическая эффективность от внедрения частотно-регулируемого электропривода на универсальные швейные машины 112
4.4 Анализ энергопотребления фрикционного и частотно-регулируемого электроприводов универсальной швейной машины 120
Выводы 124
Основные результаты и выводы 125
Библиографический список 127
Приложения
- Анализ работы электродвигателя швейной машины при повторно-кратковременном режиме
- Расчёт рабочего цикла универсальной швейной машины с частотно регулируемым электроприводом
- Экспериментальные исследования взаимосвязи режимов работы универсальной швейной машины с параметрами преобразователя частоты
- Рекомендации по внедрению частотно-регулируемого привода в универсальные швейные машины
Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Наибольшую долю оборудования швейных предприятий, в том числе и сферы услуг, составляют универсальные швейные машины, которые в то же время являются наиболее энергозатратными в расчёте на единицу продукции. Так, по данным ранее проведенных исследований, до 70 % рабочего времени двигатель работает на холостом ходу при выполнении операций, в которых время вспомогательных приёмов значительно превышает машинное время.
В Федеральном законе № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» от 23.11.2009 г. в ст. 10 указано: «производимые на территории Российской Федерации и ввозимые товары должны содержать информацию о классе их энергетической эффективности». В принятом в соответствии с этим законом Постановлении от 31 декабря 2009 г. № 1221 «Об утверждении правил установления требований энергетической эффективности товаров, работ и услуг» в перечне товаров, в отношении которых устанавливаются требования энергетической эффективности, указаны и приводы к швейным машинам.
Существенная экономия электроэнергии может быть достигнута при применении регулируемых электроприводов для управления технологическими процессами при шитье.
Исследования особенностей применения некоторых типов электроприводов, проведённые фирмами «Джуки» (Япония), «Римольди» (Италия), касались, в основном, расширения функциональных возможностей машин и их скоростного режима. При этом не учитывались потери энергии при разгоне и выбеге электродвигателей универсальных швейных машин при их остановке и пуске в процессе обработки изделий по различным технологиям и физико-механическим свойствам текстильных материалов. А потому исследования, ведущие к экономии электроэнергии на заготовительных и монтажных участках швейного производства, представляются своевременными и актуальными.
Целью диссертационной работы является снижение энергопотребления универсальных швейных машин при использовании частотно-регулируемого электропривода.
Объектом исследования является универсальная швейная машина 131 класса АО «Орша», оборудованная частотно-регулируемым электроприводом.
Предметом исследования является процесс выполнения технологических операций на универсальной швейной машине с частотно-регули-руемым электроприводом и его энергетические характеристики.
Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач:
проанализировать основные конструктивные параметры электроприводов универсальных швейных машин, определяющих характер и условия процесса шитья, и выбрать наиболее эффективные пути их совершенствования;
провести математическое моделирование переходных процессов во время разгона и выбега электродвигателя привода и обосновать целесообразное схемное решение энергосберегающего электропривода переменного тока с частотным регулированием для универсальной швейной машины;
разработать лабораторный стенд для экспериментального исследо-вания процессов шитья на машине, оборудованной частотно-регу-лируемым электроприводом с электронной системой управления;
провести экспериментальное исследование швейной машины с частотно-регулируемым электроприводом для уточнения математической модели, описывающей переходные процессы в зависимости от технологических особенностей шитья;
разработать рекомендации по использованию частотно-регулируе-мого электропривода в универсальных швейных машинах и режимов его работы, обеспечивающих снижение энергопотребления при выполнении технологических операций.
Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы, входящие в базу теоретических основ электротехники, математического анализа, теории планирования эксперимента, математической статистики, тензометрии.
Научная новизна работы:
- Проведено математическое моделирование переходных процессов универсальной швейной машины с частотно-регулируемым электроприводом с учетом зависимости приведенного к главному валу машины момента сопротивления движению от физико-механических свойств материалов;
- Установлена и теоретически обоснована взаимосвязь момента на главном валу машины, электромагнитного момента ротора и регулируемого напряжения питания электродвигателя и ее использование для управления параметрами технологических процессов в универсальных швейных машинах с частотно-регулируемым электроприводом.
Практическая значимость работы заключается в разработке:
схемного решения частотно-регулируемого электропривода для универсальной швейной машины;
способа управления универсальной швейной машиной при использовании частотно-регулируемого электропривода;
алгоритма и программного обеспечения для управления режимами шитья.
Достоверность полученных результатов исследований обеспечивается:
использованием в качестве теоретической базы фундаментальных исследований отечественных и зарубежных авторов в области швейного машиностроения и автоматизированного электропривода;
применением современных методов исследований, оборудования и приборов для подготовки и проведения экспериментов, использованием ПК и пакета прикладных программ для обработки полученных результатов;
апробацией теоретических выводов на научных конференциях и опубликованием работ.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на межвузовских научно-практических конференциях Ставропольского технологического института сервиса (г. Ставрополь – 2003, 2004, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса (г. Шахты – 2008), на XI Международной научно-практической конференции «Наука и современность» (г. Новосибирск – 2011г.), на Всероссийской научно-практической конференции Ростовской инженерной академии (г. Ростов-на-Дону – 2011 г.).
Результаты работы использованы предприятиями ЗАО Швейная фабрика «Весна», ООО «Бытсервис», ООО НПП «Ставропольские инновации в промышленности» г.Ставрополя и др.
Материалы диссертации использованы в учебном процессе СТИС (филиал) ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС» при изучении дисциплин «Электротехника и электроника» и «Электропривод и системы управления бытовых машин и приборов», а также в курсовом и дипломном проектировании.
Публикации. По результатам проведённых исследований опубликовано 16 работ, в том числе две в изданиях из перечня ВАК РФ, а также получено два патента РФ на изобретение.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, приложений и содержит 135 страниц машинописного текста, 43 рисунка, 15 таблиц и список литературных источников из 95 наименований.
Диссертация выполнена на кафедрах «Информационные технологии и электроника» и «Технический сервис» Ставропольского технологического института сервиса (филиал) ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС».
Анализ работы электродвигателя швейной машины при повторно-кратковременном режиме
Если двигатель включается в сеть, когда его температура равна температуре окружающей среды 0,, то зависимость температуры перегрева этого двигателя т от времени t выражается равенством: где Тн - постоянная времени нагревания, показывающая время (с), необходимое для нагревания двигателя до установившейся температуры, если бы не было теплового рассеяния с его поверхности. График нагревания т= f(t), построенный по (1.36), представляет собой экспоненциальную кривую, которая показывает, что двигатель нагревается до установившейся температуры перегрева тчст лишь спустя продолжительное время (рис. 1.4а). Процесс нагревания сначала идёт интенсивно, а затем, по мере приближения к установившейся температуре перегрева, замедляется. Теоретически двигатель достигает установившейся температуры перегрева тЧС1 за время t - со. Проведя касательную к графику нагревания в его начальной части, получим отрезок, который в масштабе времени определяет постоянную времени нагревания Тн. Таким образом, величину Тн можно рассматривать как время, в течение которого превышение температуры достигло бы установившегося значения тчи , если бы график нагревания представлял собой прямую линию, т.е. если бы отсутствовало рассеяние теплоты с поверхности двигателя в окружающую среду. Если двигатель отключить от сети, прекратив этим его дальнейшее нагревание, то тепловое рассеяние с его поверхности будет происходить за счёт накопленной в нём теплоты. При этом температура перегрева двигателя будет понижаться до т=0. т.е. пока температура двигателя не станет равной температуре окружающей среды. Этот процесс остывания протекает по графику охлаждения (рис. 1.46), построенному по уравнению: постоянная времени охлаждения, с. Таким образом, постоянные времени нагревания и охлаждения характеризуют скорость процессов. Например, двигатель нагревается тем быстрее, чем меньше постоянная времени нагревания.
Итак, в процессе работы электродвигатель нагревается, при этом для разных частей двигателя установлены предельно допустимые температуры перегрева. Наиболее чувствительна к перегреву электрическая изоляция обмоток. Под действием температур, превышающих допустимые значения, ускоряется процесс теплового старения изоляции, ухудшающий её изоляционные и механические свойства.
Электроизоляционные материалы, применяемые в электротехнических изделиях, разделяются на пять классов нагревостойкости, обозначаемых буквами А, Е, В. F и Н, из которых в современных электродвигателях применяют изоляцию трёх наиболее нагревостойких классов: В, F и Н. В процессе работы двигателя изоляция обмоток нагревается неравномерно, при этом измерение температуры нагрева в наиболее нагреваемых точках соприкасания электрической изоляции с токопроводящими проводами технически невозможно. Поэтому, согласно действующему стандарту, предельные температуры нагревания обмоток принимают ниже предельно допустимых значений изоляции соответствующего класса нагревостойкости (табл. 1.6). Температура нагрева какой-либо части двигателя при известной температуре её перегрева Г и температуре окружающей среды 0( =40 С
Технологический процесс работы швейной машины предусматривает повторно-кратковременный режим, особенность которого состоит в необходимости частых пусков и остановов электродвигателя. Поскольку рассматривается использование частотно-регулируемого электропривода, который включает в себя асинхронный электродвигатель и преобразователь частоты, появляется необходимость анализа работы электродвигателя для исключения перегрева обмоток. Перегрев двигателя колеблется от времени тчш„ до времени тмакс, как это видно из графика, изображенного на рисунке 1.5.
Для правильного использования электродвигателя по нагреву требуется, чтобы тмакс = тдоп для класса изоляции обмоток электродвигателя. Обозначим через туст перегрев, соответствующий длительной работе с потерями ДРМ к повторно-кратковременного режима, а через тЧ]акс - перегрев, соответствующий эквивалентному длительному режиму [52].
Для анализа связей и компонентов швейной машины рассмотрим технологический процесс швейной машины, представленный на рисунке 2.1. Общими предпосылками и особенностями работы швейной машины, реализующей преобладающую в швейном производстве механическую технологию обработки и сборки изделия, основанную на взаимодействии рабочих инструментов машины с нитками и обрабатываемыми материалами, являются: - дискретность выполняемых операций и взаимодействий во времени и, следовательно, необходимость использования программируемых устройств; - наличие в механизмах входных и выходных механических параметров (угловых и линейных перемещений, скоростей и ускорений) режимных входных параметров другой физической природы (температура материала и рабочих сред, их влагосодержание) требуют использования различных элементов и систем автоматизации; - участие человека в управлении технологической машиной и процессом и участие человека в операциях контроля качества. В связи с этим возникает необходимость в разработке структурно-функциональной схемы, определяющей основные функциональные части универсальной швейной машины с частотно-регулируемым электроприводом, их назначение и взаимосвязи.
Расчёт рабочего цикла универсальной швейной машины с частотно регулируемым электроприводом
Микросхема PS21343-G представляет собой инвертор напряжения и включает в себя шесть силовых ключей на основе IGBT - транзисторов и драйвера управления [84]. Микросхема имеет три входа для управления нижними ключами моста и три входа для ключей с плавающим потенциалом управления. В ней предусмотрена защита по току, которая выключает все ключи и выдаёт сигнал ошибки с вывода F0, когда сигнал на выводе CIN превышает 0,5 В. Входы микросхемы согласуются с ТТЛ логикой, что позволяет управлять им с помощью микроконтроллеров с 5-В питанием без дополнительных преобразователей уровня. Кроме этого, у PS21343-G есть отдельный вход выключения всех ключей и вход сброса сигнала ошибки. Допустимое напряжение на инверторе составляет 600 В. Ток коллектора транзисторов инвертора составляет 10 А.
Через разъём XI подаётся переменное напряжение на устройство. Диодный мост VD6 выпрямляет напряжение, конденсатор С28 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Термистор R20 необходим для ограничения зарядного тока С28 при включении устройства. Сглаженное напряжение поступает на инверторную часть микросхемы DD2.
Силовые ключи на IGBT относятся к приборам, управляемым напряжением, следовательно, цепи управления потребляют незначительные токи и для организации питания цепей управления достаточно применить параметрический стабилизатор напряжения. Он выполнен на стабилитроне VD2, резистор R18 служит для ограничения тока стабилитрона. Конденсатор С7 дополнительно сглаживает напряжение +15 В. С7, С18, С20, С22 необходимы для шунтирования высокочастотных помех, которые возникают при работе инвертора.
Цепь RIO, VD3, С23, С17 и аналогичные ей служат для организации питания цепей драйверов верхних ключей инвертора. Питание микроконтроллера осуществляется напряжением +5 В, получаемым с помощью параметрического стабилизатора R5, VD1, С4, С5. Цепь R4, С1 вырабатывает импульс напряжения при включении питания и обнуляет микроконтроллер. Стабилизация тактовой частоты контроллера происходит с помощью узла СЗ, С2, ZQ1. Кварцевый резонатор необходимо выбирать с параллельным резонансом, в технической документации на микроконтроллеры PICmicro рекомендуется резонатор Murata Erie CSA4.00MG с частотой резонанса 4 МГц. Величина резистивного датчика тока R19 выбирается в зависимости от номинальной мощности электропривода и допустимой перегрузки по току (R19 = 0,5 В / /доп). Интегрирующее звено R17, С26 предотвращает ложное срабатывание токовой защиты в моменты коммутаций, достаточная величина постоянной времени - 0,5 мкс. Обработкой сигнала ошибки и общим управлением занимается микроконтроллер DD1 (PIC16F628). Для этой цели подходят РІС микроконтроллеры фирмы Microchip. Это RISC - контроллеры с гарвардской архитектурой, они имеют значительные преимущества перед другими контроллерами в подобных схемах. Диапазон рабочих напряжений питания РІС процессоров - 4-6 В, максимальный потребляемый ток при тактировании от RC генератора - 5 мА, ток в режиме пониженного энергопотребления - 20 мкА. Большое удобство создаёт повышенная нагрузочная способность портов - 25 мА, что позволяет напрямую управлять светодиодами (включая светодиоды оптронов). Наличие разнообразной периферии (АЦП, компараторы, последовательные порты, таймеры, модуль ШИМ и пр.) предоставляет разработчику широкие возможности для построения гибких и дешёвых систем управления. Все микроконтроллеры РІС 16/17 имеют встроенную схему сброса, сторожевой таймер и защиту кода от считывания. Поскольку почти все команды выполняются процессором за один такт (в данном случае за 1 мкс), то этого оказывается достаточно даже для выдачи на двигатель синусоидально центрированной ШИМ с частотой несущей 3 кГц. С помощью переключателей SB1, SB2, осуществляются следующие функции управления: 1) пуск - остановка двигателя; 2) выбор скорости вращения двигателя. Кроме того, легко осуществить пуск двигателя с требуемой кратностью пускового момента по срабатыванию токовой защиты, вырабатывая перед сигналом сброса ошибки нулевую паузу. Большинство выпускаемых преобразователей частоты для регулирования скорости вращения трёхфазных двигателей обеспечивают управление инвертором напряжения в режиме синусоидальной центрированной (симметричной) широтно-импульсной модуляции [80]. Суть метода состоит в одновременном управлении на заданной несущей частоте (10-20 кГц) сразу всеми шестью ключами инвертора (рис. 3.6) таким образом, что в средних точках каждой стойки инвертора формируются волны синусоидального выходного напряжения Ul, U2, U3 (рис. 3.7), сдвинутые друг относительно друга на 120 электрических градусов. При этом верхний и нижний ключи всегда коммутируются в противофазе, и максимальная амплитуда выходного напряжения равна половине напряжения на звене постоянного тока /пит/2. Если для формирования напряжения /цит использовать стандартный неуправляемый выпрямитель, то двигатель окажется недоиспользованным по напряжению примерно на 15 %. Для исключения этого недостатка необходимо применять широтно-импульсную модуляцию базовых векторов (векторной ШИМ-модуляции). Метод заключается в отказе от одновременной коммутации всех ключей инвертора и в переходе к коммутации между несколькими, заранее выбранными состояниями инвертора, каждое из которых соответствует определённому пространственному положению вектора результирующего напряжения, приложенного к двигателю.
Экспериментальные исследования взаимосвязи режимов работы универсальной швейной машины с параметрами преобразователя частоты
Приведённые выше характеристики дают качественный анализ разработанного частотно-регулируемого электропривода. Для выбора лучшего варианта необходимо провести сравнительный анализ разработанного преобразователей с существующими на рынке.
В условиях конкуренции у покупателей появляется возможность выбора необходимого товара. В таких условиях товаропроизводители вынуждены вести борьбу за потребителя, за его предпочтения. Они одновременно предлагают товары, которые удовлетворяют одни и те же потребности. Естественно, что покупатели отдадут предпочтение наиболее конкурентоспособному товару, т.е. такому, который на единицу своей стоимости (цены) удовлетворяет потребности лучше других конкурирующих товаров. В этих условиях торговля просто неконкурентоспособными товарами лишена какого-либо смысла, поскольку принесёт только финансовые и моральные убытки. Однако нет и не может быть раз и навсегда данной, «абсолютной» конкурентоспособности: это связано с рынком, с его постоянно меняющейся конъюнктурой. Очевидно, что покупатель выбирает из двух однородных товаров тот, что дешевле, а из двух однородных товаров с одинаковой ценой тот, у которого потребительские свойства лучше. Следовательно, борясь за покупателя, товаропроизводитель должен либо снижать цены, либо повышать качество товаров и услуг. Каким образом можно снизить цену товара, услуги? Объективную основу для этого составляет снижение совокупных затрат, которое является результатом использования достижений научно-технического прогресса (НТП). Но те же самые достижения НТП позволяют существенно повышать качество товаров и услуг, их потребительные свойства [21]. Исследуя рынок и мотивы поведения покупателей, специалисты маркетинга определили такое положение: на тех сегментах рынка, где преобладают покупатели с высокими доходами, выгоднее повышать, используя достижения НТП, потребительские свойства товаров, услуг, чем снижать цены. В процессе исследования поведения покупателей было также выявлено, что при сравнении и отборе покупателями выигрывает тот товар, услуга, имеющие наиболее высокий показатель: отношение полезного эффекта к стоимости (цене), по сравнению с аналогичными товарами, услугами. Как известно, под полезным эффектом товара понимают степень его нужности, полезности, т.е. потребительную стоимость. В странах с рыночной экономикой предприятия, применяющие маркетинговые исследования [21], для каждого производимого вида товара, услуги, проводят оценку его конкурентоспособности, используя показатель: полезный эффект товара максимум. (4.1) стоимость (цена) Чем больше числитель в формуле (4.1) - полезный эффект товара, услуги, тем больше дробь (4.1), и, напротив, чем больше знаменатель -стоимость (цена) товара, услуги, тем меньше дробь (4.1). В выражении (4.1) содержится суть условия конкурентоспособности товара, услуги. Данное условие конкурентоспособности повторяет вышеприведённые «способы» борьбы товаропроизводителя за покупателя: либо повышение качества, либо снижение цен, а в идеале - и то и другое вместе. Для оценки конкурентоспособности необходимо пройти три этапа [21]. Этап 1. Анализируют рынок с целью выбора образца или эталона (наиболее конкурентоспособного товара). Именно с этим образцом и проводят сравнение своего товара. Следовательно, образец должен быть лучшим из существующих на рынке однородных товаров или только ещё разрабатываемых товаров (если, например, удалось проникнуть в коммерческую тайну другого предприятия-конкурента). Выбрать товар-образец для сравнения - один из самых ответственных моментов. Стоит ошибиться, и будут искажены результаты всей работы. В самом деле, если неверно определить ориентир, то можно далеко отклониться от верного пути. Ориентирами для выбора образца можно назвать следующие: — эталон должен принадлежать к той же группе товаров, что и сравниваемый с ним; — на исследуемом рынке образец должен быть наиболее распространённым, поскольку именно ему и отдаётся предпочтение покупателей. Этап 2. На этом этапе определяют, какие параметры сравниваемого товара и товара-образца целесообразно сопоставлять. Определяя набор параметров сравниваемых товаров для оценки их конкурентоспособности, необходимо обратить внимание на следующее. Одна часть параметров характеризует потребительские свойства товаров, а другая - экономические свойства (цену, стоимость). Ключевое значение имеет здесь первая часть - потребительские параметры, т.к. именно она особенно важна для анализа конкурентоспособности. Затем устанавливают порядок потребительсих параметров по их значимости, т.е. иерархию параметров. Эта значимость для потребителей оценивается глазами потребителя. Определяет значимость, «вес» каждого параметра особая группа экспертов, располагающая надежной и достоверной рыночной информацией. В первую очередь тщательно исследуют параметры с наибольшим «весом», т.е. приоритетные. Понятно, что, улучшив именно эти параметры своего (сравнительного) товара, гарантировано получаешь хороший шанс завоевать предпочтение потребителей, а, значит, и сам рынок. Применительно к преобразовательным устройствам для швейной машины можно выделить следующие потребительские параметры (табл. 4.8): энергетические показатели, общие массогабаритные показатели, качество выходного напряжения, перегрузочная способность, стабилизация выходных параметров, надёжность, степень унификации, технологичность изготовления, ремонтопригодность, долговечность, негативное влияние на питающую сеть.
Примерно так же определяют и набор экономических (стоимостных) параметров товара. При этом принцип определения остаётся неизменным с точки зрения, прежде всего, потребителя. Величины параметров этой группы определяются ценой товара, но и не только ею. В расчёт должны приниматься и расходы потребителей на внедрение и обслуживание устройства, эксплуатационные расходы и др. В совокупности такие расходы составляют цену потребления.
Рекомендации по внедрению частотно-регулируемого привода в универсальные швейные машины
Следует отметить, что магнитные потери ЛРМ при изменении нагрузки двигателя от холостого хода до номинальной являются постоянной величиной, т.е. не зависят от нагрузки. Механические потери АРМЕХ в электродвигателе мало зависят от нагрузки. Для фрикционного электропривода следует учитывать потери мощности АРФ? от фрикционной муфты, маховика и контрпривода. Поскольку асинхронный электродвигатель во фрикционном электроприводе остаётся включённым и работает на холостом ходу постоянно в период между проведением технологических операций на швейной машине, то следует учитывать, что воздушный зазор между ротором и статором увеличивает магнитное сопротивление магнитопровода и в статоре трёхфазного асинхронного двигателя 1Х составляет 20-45% номинального тока статора. По данным таблицы 4.16 построены диаграммы потребления электроэнергии ФЭП и ЧРЭП (рис. 4.18): для одной технологической операции (рис. 4.18а), в расчёте на один рабочий день (рис. 4.186) и среднегодовая (рис. 4.18в). Для швейной машины, снабженной ФЭП, потребление электроэнергии в среднем на 40 % больше, чем у швейной машины, работающей от ЧРЭП, в зависимости от типа операции. Выводы: 1) Разработаны рекомендации для работы с системой управления частотно-регулируемым электроприводом универсальных швейных машин. 2) Рекомендовано для оценки энергоэффективности универсальных швейных машин с частотно-регулируемым электроприводом использовать критерии, устанавливающие связь между эксплуатационными характеристиками машины и конструктивными параметрами привода. 3) Доказана конкурентоспособность разработанного преобразователя частоты по сравнению с аналогичным импортным образцом Е1-8004. 4) Использование преобразователя частоты в электроприводе универсальных швейных машин обеспечивает снижение энергопотребления до 40 %. 1. На основе анализа существующих электроприводов универсальных швейных машин и технологических процессов, выполняемых ими, определены направления по сокращению длительности рабочих циклов машин и снижению энергопотребления. 2. Проведено математическое моделирование переходных процессов универсальной швейной машины с частотно-регулируемым электроприводом с учётом зависимости приведённого к главному валу машины момента сопротивления движению от физико-механических свойств материалов. 3. Управление параметрами технологических процессов в универсальных швейных машинах с частотно-регулируемым электроприводом осуществляется на основе взаимосвязи момента на главном валу машины, электромагнитного момента ротора и регулируемого напряжения питания электродвигателя. 4. Разработан частотно-регулируемый электропривод для универсальной швейной машины (патент № 2358378), система управления (патент № 2391677), позволяющие снизить энергопотребление при выполнении различных технологических операций. 5. Экспериментально подтверждена адекватность полученной математической модели переходных процессов универсальной швейной машины с частотно-регулируемым электроприводом в течение рабочего цикла. Отклонения экспериментальных данных от теоретических не превышают 16%. 6. Теоретически обосновано и экспериментально установлено, что время разбега электродвигателя в частотно-регулируемом электроприводе сокращено в 2,2 раза по сравнению с фрикционным. 7. Доказана эффективность использования частотного преобразователя в электроприводе универсальных швейных машин, обеспечивающего снижение энергопотребления до 40 % за счёт отключения двигателя при выполнении вспомогательных приёмов, время которых более чем в 2,5 раза превышает машинное время всей технологической операции. 8. Разработаны рекомендации по использованию частотно-регулируемого электропривода в универсальных швейных машинах при их проектировании и эксплуатации.
