Алгоритм комбинированного управления и метод математического моделирования асинхронного электропривода

4. Volgin, A. V. Electrical converter to control two-winding linear pulse electric motor in milk churn / V.A. Volgin, S.V. Goncharov // Vestnik of Saratov state agrarian university in the name of N. I. Vavilov. - 2013. No. 4. - P. 57-59.

5. Merkulov, V. I. Hydrodynamics : familiar and unfamiliar / V. I. Merkulov. - 2nd edition, revised and added. - M.: Nauka. Chief edition of physics-math. literature, 1989. - P. 104-107.

6. Dobrolyubov, A. I. Running waves of deformation / A. I. Dobrolyubov. - 2nd ed., corrected. -M.: Editorial URSS, 2003. -144 p.

7. Production of butter / Yu. P. Andriyanov. - M.: Agropromizdat, 1988. - 302 p.

8. Andriyanov, Yu. P. Production of butter: a handbook / Yu. P. Andriyanov, F. A. Vyshemirsky, D.V. Kacherauskis et.al.; Edited by F. A. Vyshemirsky. - M.: Agropromizdat, 1988. - 303 p.

9. Belousov, A. P. Physico-chemical processes in the production of butter by churning cream / A. P. Belousov. - M: Light and food industries, 1984. - 192 p.

10. Braginsky, L. N. Mixing in liquid media / L.N. Braginsky. - Leningrad: Khimiya, 1984. - 336 p.

11. Strenk, F. Mixing and equipment with mixers / F. Strenk; translated from Polish.; edited by I. A. Suplacu. - L.: Khimiya, 1975. - 384 p.

12. Vygodsky, M. Ya. Handbook of higher mathematics / M. Ya. Vygodsky. - M., 1955. - 872 p.

13. Popov, D. N. Hydromechanics / D. N. Popov, S. S., Panayoti, M.V. Ryabinin; Edited by D.N. Popov. - 2nd ed., the stereotype. - M.: Publishing house MSTU in the name of N. E. Bauman, 2002. -384 p.

14. Letoshnev, M. N. Agricultural machinery. Theory, calculation, design and testing / M. N. Le-toshnev. - 3rd ed., rev. and added. - M.; L. Selkhozgiz, 1955. - P. 201-212.

15. Bulgariyev, G.G. Reasoning and determining the main parameters of the spiral vane of the working body / G.G. Bulgariyev, R.G. Yunusov // Vestnik of Kazano SAU. - 2013. No. 3 (29). -P. 57-62.

УДК 004.942

АЛГОРИТМ КОМБИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ И МЕТОД МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

И. А. Прошин, доктор техн. наук, профессор

Пензенский государственный технологический университет, Россия, т. 49-61-59, e-mail: proshin.Ivan@inbox.ru

М. И. Вольников, канд. техн. наук, доцент

Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, Россия, т. +7-927-365-17-72, e-mail: vmi1972@yandex. ru

Е. Н. Салмов, аспирант

Пензенский государственный технологический университет, Россия, т. 49-61-59, e-mail: salmov.e.n@gmail.com

Описаны результаты разработки простых и надёжных управляемых вентильно-электромеханических систем асинхронного электропривода, обеспечивающих повышение эффективности динамики управления пусковыми и тормозными режимами сельскохозяйственных машин, а также методов их математического моделирования и проектирования.

Проанализированы вопросы автоматизации сельскохозяйственных производственных процессов, большинство которых связано с применением управляемых вентильно-электромеханических систем (ВЭМС). Среди основных требований, предъявляемых к ВЭМС сельскохозяйственных механизмов выделены требования высокой надёжности, простоты в эксплуатации и ремонте, энергетической и технико-экономической эффективности.

Рассмотрен алгоритм комбинированного управления, метод и комплекс программ математического моделирования асинхронного электропривода с непосредственными преобразователями электроэнергии. Представлен алгоритм синтеза переключающих функций при квазичастотном и комбинированном способах управления динамическими режимами простейших асинхронных электроприводов.

Приведены результаты моделирования и исследования всевозможных режимов управления асинхронного электропривода, на основе которых разработаны и внедрены системы управления центрифугами, вентиляторами, насосами. Выполненные экспериментальные исследования, промышленные испытания, внедрение и эксплуатация созданных технических и программных средств подтверждают высокую эффективность разработанных математических моделей, алгоритмов и способов моделирования систем «Вентильный преобразователь - асинхронный двигатель».

Ключевые слова: алгоритм, асинхронный электропривод, комплекс программ, математическое моделирование, управление.

Введение. Автоматизация многообразных сельскохозяйственных производственных процессов - водоснабжения, вентиляции, транспорта на животноводческих фермах, приготовления и раздачи кормов, доения коров и первичной обработки молока, стрижки овец, обмолота, очистки и сушки зерна, работы станков и стендов для обкатки двигателей внутреннего сгорания -непосредственно связана с широким внедрением управляемых вентильно-электро-механических систем (ВЭМС). Среди основных требований, предъявляемых к ВЭМС сельскохозяйственных механизмов, как наиболее важные выделим требования высокой надёжности, простоты в эксплуатации и ремонте, энергетической и технико-экономической эффективности.

Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют системы асинхронного электропривода, большая часть которого (более 80 %) - это нерегулируемый электропривод. Неуправляемый пуск таких электромеханических систем приводит к значительным знакопеременным моментам и повышенным пусковым токам асинхронного двигателя (АД), повышенным потерям и нагреванию двигателя, сокращению срока службы и снижению надёжности. Значительные моменты инерции, присущие многим сельскохозяйственным машинам, усугубляют эту проблему, существенно затрудняя прямой пуск таких машин.

Целью нашей работы было создание управляемых вентильно-электромеханичес-ких систем асинхронного электропривода, лишенных перечисленных недостатков, а

также разработка методов их математического моделирования и проектирования.

Структура обобщённой ВЭМС. В общем случае управляемая ВЭМС (рис. 1) включает в свой состав технологическую установку (ТУ), подсоединённую к валу электромеханического преобразователя (ЭМП), который совместно с вентильным преобразователем (ВП) образует силовую часть, и управляющее устройство (УУ) [1 - 3].

С позиций системного подхода ВЭМС -это интегрированное целое, единая объединённая общей целью управления совокупность разнородных и вместе с тем взаимосвязанных элементов: ЭМП, ВП, УУ и одновременно элемент интегрированной автоматизированной системы (АСУ) более высокого уровня.

ВЭМС с энергетическим управлением объединяет информационную (управляющую часть) и энергетическую (силовую) части. Функциональное единство и равновесие разнородных элементов ВЭМС обеспечивает управляемый ВП.

Комбинированное управление асинхронным электроприводом. Суть предлагаемого способа квазичастотного управления (КЧУ) динамическими режимами ВЭМС с использованием тиристорного коммутатора (ТК), являющегося простейшим непосредственным преобразователем электроэнергии (НПЭ), состоит в формировании на обмотках асинхронного двигателя (АД) напряжений, основная гармоника которых имеет заданную частоту, а сдвиг между фазами напряжения по основной гармонике составляет величину 2 П3. При этом в дина-

К

У

А V

УУ

А V

ВП

/V

К

А V

К

ЭМП

А

ТУ

Рис. 1. Обобщенная структура управляемой ВЭМС технологической установки Нива Поволжья № 4 (33) 2014 103

мическом режиме изменения скорости вращения двигателя производится согласованное переключение переключающих элементов вентильного преобразователя посредством сшивания (припасовывания) одинаковых участков фазных напряжений для различных формируемых частот. Это позволяет исключить на валу АД возникновение ударных и знакопеременных моментов [3].

Предлагается пуск АД производить посредством снижения коэффициента преобразования частоты в следующей последовательности к^- е {13, 7, 4, 3, 2}. Каждому коэффициенту соответствует свой период переключений пТ. Моменты переключения тиристоров при каждом режиме зададим таблицами переключений (табл. 110). Целые числа, приведенные в таблицах, задают текущее время переключения вентилей с дискретностью в 5,566*10-5 секунды или один электрический градус. Согласованное мягкое переключение режимов управления для различных к; достигается синхронизацией (сшиванием) моментов включения элементов при различных режимах.

Таблица 1

Алгоритм переключения элементов при КЧУ Щ = 13, пТ = 1170)

А 45 225 405 435 585 615 765 795 975 1155

В 15 45 195 225 375 405 585 765 825 1005

С 15 195 375 435 615 795 825 975 1005 1155

Таблица 2 Алгоритм переключения элементов при КЧУ Щ = 7, пТ = 630)

А 0 45 225 255 405 435 615

В 15 45 195 225 405 465

С 0 15 195 255 435 465 615

Таблица 3 Алгоритм переключения элементов при КЧУ

А 45 225 255 495 525 705

В 15 45 225 285 465 495

С 15 255 285 465 525 705

Таблица 4 Алгоритм переключения элементов при КЧУ

A 0 225 255 315 345 495 525

B 15 225 285 315 495

C 0 15 225 285 345 525

Таблица 5

Алгоритм переключения элементов при КЧУ

Таблица 6 Алгоритм переключения элементов при ФИУ Щ = 1, пТ = 90)

A 0 45 75

B 15 45

C 0 15 75

Сопоставляя алгоритмы с различными ксформируем таблицу переключений режимов при квазичастотном управлении (табл. 7).

Таблица 7

Алгоритм переключения режимов КЧУ

Коэффициент понижения частоты Момент переключения

Ю ю 4 7 5 о 5 2 5 ю 2 5 со 2 5 о 4 5 со 4 5 со 4 5 о 4 5 2 5 ю 61

к=13^к=1 + + + + + + +

к=7^к^=4 + + + + +

к=4^к^=3 + + + + + +

к=3^к^=2 + +

к=2^ФИУ + + +

Для торможения можно использовать как режим противовключения, так и режим понижения частоты. В таблицах 11-14 приведены моменты включения вентилей в тормозных режимах.

Таблица 8

Моменты включения элементов при обратном вращении Щ =5, пТ = 450)

А 75 225 255 405 525

В 105 225 375 405

С 75 105 255 375 525

Таблица 9

Моменты включения элементов при обратном вращении

А 75 255 405 435 585 615 765 945

В 105 285 405 585 735 765 915 945

С 75 105 255 285 435 615 735 915

Таблица 10

Моменты переключения между режимами при обратном вращении

Коэффициент понижения частоты Момент переключения

75 105 255 285 435 615 945

к=5^к=11 + + +

Таблица 11

Моменты включения элементов при торможении

А 45 75 135 165

В 15 45 135 285

С 15 75 165 285

А 45 75

В 45

С 75

Таблица 12

Алгоритм переключения при торможении

A 45 75

B 45

C 75

Таблица 13

Алгоритм переключения при торможении

А 45 225 255 495 525 705

В 15 45 225 285 465 495

С 15 255 285 465 525 705

Таблица 14

Моменты переключения между режимами при торможении

Коэффициент понижения частоты Моменты переключения

45 75

kf = 1 ^ kf = 2 + +

kf = 2 ^ kf = 4 +

Предлагается следующий алгоритм синтеза переключающих функций управления [3] при квазичастотном и комбинированном управлении в динамических режимах.

1. Проводят выбор числа ступеней, для которых задают значения коэффициентов преобразования частоты кг.

2. Находят допустимые интервалы времени для каждого к.

3. Для всех ступеней пуска формируют алгоритмы управления и посредством совмещения одинаковых участков алгоритмов управления в фазах АД для изменяющихся кг на смежных ступенях КЧУ проводят припасовку кривых выходного напряжения ТК.

4. Переключения ТК совершают при выполнении условий:

- нахождение текущего значения скорости в заданном диапазоне;

- превышение производной изменения тока статора заданной величины;

- попадание момента переключения на общий участок алгоритмов смежных ступеней.

Математическое моделирование асинхронного электропривода с НПЭ. Моделирование всех возможных алгоритмов управления системы «НПЭ - АД» возможно на базе математических моделей трёх режимов [2 - 6]:

- симметричного трёхфазного режима;

- двухфазного режима;

- режима выбега.

Входное напряжение электрической машины в двухфазной системе координат зададим в векторной форме:

"1 0 0

= Um

0 -Г ~Т . V3 л/з.

X [t ] 0 0

0 H\b [t] 0 _ 0 0 Hl [t]

sin - H\ [t ]Дф)

sin

sin

В (1) обозначено: UaUe - проекции

обобщённого вектора напряжения статора на соответствующие оси a и р; Um- амплитудное значение напряжения; H2, H^,

HC, H¡a, H¡b, Hl - переключающие или

коммутационные функции фазы и амплитуды.

Математическую модель асинхронной машины в симметричном режиме в двухфазной системе координат а, ¡3 с учётом традиционных допущений и насыщения

магнитной системы уравнений:

dV в

зададим системой

dt

dv2

2в

dVxp - RF2 0 RF 0 Va

dt 0 - R1F2 0 R1F x Ve

dVla R2 F 0 - R2 F -m3 V2a

dt 0 R2 F -m3 - R2 V2p

dt

1 0 0 0' 0 10 0 0 0 10 0 0 0 1

0

- F3 0

l1a

l2a

l2fi

lma

F

- F

2P_

- F3

0 F

0

-F

F

x te

f2 a

F2 - F3

F - F3

F2 - F3

0

Fi - F3

fia

fe

ta

fe

3

M =2PnF3-[- fia fe]

fie

do

^ = J (M - M С • signo).

+

Нива Поволжья № 4 (33) 2014 105

Здесь 11а, 1 в - проекции обобщённого вектора потокосцепления статора на соответствующие оси; 12а, 12в— проекции обобщённого вектора потокосцепления ротора; 11а, 1хр - проекции обобщённого вектора тока статора; ¡та, 1тв - проекции обобщённого вектора намагничивающего тока; 1т - модуль вектора намагничивающего тока; Я1, Я2 - активные сопротивления статорной и роторной цепей; рП - число пар полюсов; с, - скорость ротора; а0 -синхронная скорость; М - электромагнитный момент; х1, х2, хт - индуктивные сопротивления статора, ротора и намагничивающего контура; ¡а, ¡ь, ¡с - токи АМ в трёхфазной системе координат; МС, 3 -

момент сопротивления и момент инерции, соответственно; г — время.

Значения коэффициентов в (2) определяют по формулам [3]:

Р =

а

Дх1 + х2 )+х1 х2

(хт+х0;

^2 =-

Рз =-

а

п(х1 + х2 )+х1 х2 а

,{х1 + х2 )+х1 х2

(хт + х2 ) ;

Значительное упрощение системы уравнений для двухфазного режима достигается применением метода колеблющихся координат путём совмещения обесточенной фазы с осью а. Такое совмещение осуществляется поворотом координатных осей в дискретные моменты времени на

угол ± 2П.

Три двухфазных режима АД зададим в колеблющейся системе координат посредством совмещения обесточенной фазы с осью а :

сСу

1ав

сСг

Су Ж

У2а

Л

ж

Рз 0 —к^Р —к2аэ Уа

0 —ЯР 0 ЯР У

ЯР 0 —Я Р —аэ X У

0 Я Р —аэ —ЯР _ У2в

0 0 0 0" и 1 а

0 1 0 0 и, в

X

0 0 1 0 и 2а

0 0 0 1 и2 в

Ча "0 0 0 0 " " 1 а

11в 0 Р2 0 —Рз X 1в

12а 0 0 ^2 0 2 а

12в 0 —Рз 0 Р _ 1 в _

1 а

^та "0 0 р2 0

1тв 0 Р—Рз 0 Р —Рз _ 12 а

12 в _

М ^РнРЬа^ к2

г 2 в

С~а~=у(М —Мс«§па) .

Коэффициенты к2,Р02 в (3) вычисляют по формулам

; Р =-

> 1 02

а

к = хт

2

Режим выбега описывается следующей системой уравнений:

сг

Уа

Ур

12а 12р

сг —Я2 Р02 — Э " 1а"

с1в Э — Я2 Р02 _ X _ 1 в_

к2 0" x 'Уа'

0 к2 У2в_

1 02 0 " X 'У

0 Р 1 02 _ у2в_

М=0 ;

тв

'2р_

Переход от одной двухфазной системы к другой зададим оператором поворота V, получающем при повороте на угол 2п/ 3 значение +1, а при повороте на угол 4п/ 3 - значение -1. Значения переменных х'а, х'в в повёрнутой системе координат зададим так:

— 0.5 — V

— 0.5

Взаимный переход от двухфазной системы координат к трёхфазной и обратно зададим уравнениями

ка кв кс

л/з Тз л/з

Ка Кв Кс х

Кс Ка Кв

Кв Кс Ка _ х _

1

—0.5 —0.5 —

хт + х2

+

Средства графического интерфейса пользователя

Настройка параметров ЭД

Настройка параметров ВП и нагрузки

Подсистема формирования алгоритмов управления

Формирование переключающих функций

Основное окно программы

Каталогизатор результатов

Построение графиков в абсолютных и относительных единицах

Рис. 2. Структура комплекса программ

4

3.5 3 2.5 2

8

1.В 1

0.5 0

-0.5

1.5 2

с

Рис. 3. Переходные характеристики тока, момента и скорости в системе НПЭ -АД

Рис. 4. Токи в фазах при комбинированном управлении

Коэффициенты КА, Кв, Кс в (6) и (7) принимают единичное значение при совме-

щении соответствующей фазы с осью а, в противном случае они равны нулю.

Нива Поволжья № 4 (33) 2014 107

На основе разработанной математической модели (1-7) создан комплекс программ (рис. 2) [7-12], включающий в себя подсистемы: графического пользовательского интерфейса; моделирования и формирования алгоритмов управления; математического моделирования; хранения данных. Проведены исследования всевозможных режимов управления в ВЭМС, на основе которых разработаны и внедрены системы управления центрифугами, вентиляторами, насосами.

В качестве примера моделирования на рисунке 3 приведены окно программы и переходные характеристики тока, момента и скорости в системе «непосредственный преобразователь электроэнергии - асинхронная машина (НПЭ -АД)» для вентильного преобразователя с однократной мо-

дуляцией. На рисунке 4 представлены полученные с применением разработанной программы средние значения токов и скорости при пуске АД с использованием разработанного алгоритма комбинированного управления.

Таким образом, разработаны метод и комплекс программ математического моделирования, способ управления динамическими режимами асинхронного двигателя. Выполненные экспериментальные исследования, промышленные испытания, внедрение и эксплуатация созданных технических и программных средств [13-15] подтверждают высокую эффективность разработанных математических моделей, алгоритмов и способов моделирования систем «Вентильный преобразователь - асинхронный двигатель».

Литература

1. Прошин, И. А. Управление непосредственным преобразованием электрической энергии / И. А. Прошин // Управление в вентильно-электромеханических системах. Кн. 1. - Пенза: ПТИ, 2003. - 333 с.

2. Прошин, И. А. Математическое моделирование вентильно-электромеханических систем / И. А. Прошин // Управление в вентильно-электромеханических системах. Кн. 2. - Пенза: ПТИ, 2003. - 307 с.

3. Прошин, И. А. Управление в системах с непосредственными преобразователями электрической энергии: Дис. ... д-ра техн. наук / И. А. Прошин. - Пенза, 2003. - 354 с.

4. Прошин, И. А. Интегрированный электромеханический комплекс / И. А. Прошин, Д. И. Прошин, Р. Д Прошина // В мире научных открытий. - Красноярск, 2010. - № 4-8. - С. 27-30.

5. Прошин, И. А. Математическая модель асинхронного двигателя с непосредственным преобразователем энергии в цепях статора / И. А Прошин, А. И. Прошин, А. С Мещеряков // Наука производству. - 1998. - № 4. - С. 13-15.

6. Прошин, И. А. Теоретические основы моделирования управляемых вентильно-электромеханических систем с непосредственными преобразователями электрической энергии / И. А. Прошин // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2000. - № 4. -С. 65-70.

7. Прошин, И. А. Программное средство исследования ВЭМС на базе асинхронного двигателя (пакет расширения МаАаЬ) / И. А. Прошин, В. В. Бурков // Вестник Воронежского государственного технического университета. - Воронеж, 2010. - Т. 6, № 10. - С. 100-103.

8. Прошин, И. А. Программное средство «НПЭ-АД» для исследования вентильно-электромеханических систем с асинхронным электродвигателем (Пакет расширения к системе МаАаЬ 6.0) / И. А. Прошин, В. В. Бурков, Е. А. Кутузов и др. // Заявка № 2004610841. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2004611397 от 4.06.2004.

9. Прошин, И. А. Методика и комплекс программ моделирования многосвязного электропривода / И. А. Прошин, Е. Н Салмов // Технические науки - от теории к практике. Сборник статей по материалам XXIX международной научно-практической конференции. № 12(25). - Новосибирск: Изд. «СибАК», 2013 - С. 39-43.

10. Прошин, И. А. Программная платформа для построения интегрированного комплекса сетевых автоматизированных лабораторий (ИКСАЛ) / И. А. Прошин, Д. И. Прошин, Р. Д. Прошина // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - Самара, 2009.- Т. 11, № 5-2.

- С. 531-536.

11. Прошин, Д. И. Концепция построения интегрированных комплексов сетевых автоматизированных лабораторий / Д. И. Прошин, И. А. Прошин, Р. Д. Прошина // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - Самара, 2009. - Т.11, № 5-2. - С.527-530.

12. Прошин, Д. И. Интегрированный комплекс научных исследований и проектирования морской техники и технологий / Д. И. Прошин, И. А. Прошин, Р. Д. Прошина // Вестник Астраханского государственного технического университета. - Астрахань, 2010. - № 1. - С. 20-29.

13. Прошин, И. А. Моделирование привода динамического стенда авиационного тренажера / И. А. Прошин,, Е. А. Сапунов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук.

- 2011. - Т. 13, № 1 (2). - С. 337-340.

14. Прошин, И. А. Математическое моделирование процессов центрифугирования / И. А. Прошин, В. В. Бурков // Вестник Воронежского государственного технического университета. -Воронеж, 2010. - Т. 6, № 11. - С. 71-74.

15. Proshin, I. A. Mathematical model of a hydraulic drive for a dynamic test stand / I. A Proshin, V. M. Timakov, E. A. Sapunov // Space & Global Security of Humanity: Abstracts of the second international symposium. - Riga, Latvia, 2010. - P. 80-81.

UDK 004.942

THE ALGORITHM OF COMBINED CONTROL AND METHOD OF MATHEMATICAL MODELING OF THE ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVE

I.A. Proshin, doctor of technical sciences, professor Penza state technological university, Russia, t.: 49-61-59, e-mail: proshin. Ivan@inbox.ru M.I. Volnikov, candidate of technical sciences, assistant professor Penza state agricultural academy, Russia, t.: +7-927-365-17-72, e-mail: vmi1972@yandex.ru

Ye.N. Salmov, postgraduate student Penza state technological university, Russia, t.: 49-61-59, e-mail: salmov.e.n@gmail.com

The article deals with the description of the development design of simple and reliable valve-electromechanical systems of asynchronous electric drive providing raising the efficiency of dynamics of operating running and braking regimes of agricultural machinery and methods of their mathematic modeling and design.

The questions of the automation of agricultural production processes have been analyzed, most of which being associated with the use of controlled valve-electromechanical systems (VAMS). Among the main requirements for VAMS agricultural mechanisms the requirements of high reliability, ease of operation and repair, and energy efficiency have been outlined.

The algorithm of combined control, method and program complex of mathematical modeling of the asynchronous electric drive with direct power converters were considered. An algorithm for the synthesis of switching functions when kvazi-frequency and combined methods of control for dynamical regimes of simple induction motor drives is presented in the article.

The results of modeling and testing various control modes of the asynchronous electric drive are shown in the article. On the basis of these results the control systems for centrifuges, fans and pumps were developed and put into practice. The conducted experimental tests, industrial tests, implementation and operation of designed technical and program means prove the high efficiency of the developed mathematical models, algorithms and methods of modeling systems "Valve inverter - asynchronous engine".

Keywords: algorithm, asynchronous electric, complex programs, mathematical modeling, control.

References:

1. Proshin, I. A. Control of the direct converting electric energy / I. A. Proshin // Control of valve-electromechanical systems. Book. 1 - Penza: PTI, 2003. - 333 p.

2. Proshin, I. A. Mathematical modeling in valve-electromechanical systems / I. A. Proshin // Control of valve-electromechanical systems. Book. 2. - Penza: PTI, 2003. - 307 p.

3 Proshin, I. A. Control in systems with direct electrical energy converters: the dissertation ... the doctor of technical sciences / I.A. Proshin/ - Penza 2003. - 354 p.

4. Proshin, I. A. Integrated electromechanical complex / I. A. Proshin, D. I. Proshin, R. D. Proshina // V mire nauchnykh otkrytij. - Krasnoyarsk, 2010.- № 4-8. - P. 27-30.

5. Proshin, I. A. Mathematical model of the asynchronous engine with direct energy converter in chains of the stator / I. A. Proshin, A. I. Proshin, A. S. Mescheryakov // Nauka proizvodstvu. - 1998, № 4.- P. 13 - 15.

6. Proshin, I. A. Theoretical bases of modeling of controlled valve-electromechanical systems with direct converters of electric energy / I. A. Proshin // Information technologies in design and production. -2000. - No. 4. - P. 65-70.

7. Proshin, I. A. A software of testing of VEMS on the basis of the asynchronous engine (a Matlab expansion package) / I. A. Proshin, V. V. Burkov// Vestnik of Voronezh state technical university. - Voronezh, 2010. - Volume 6, No. 10. - P. 100-103.

8. Proshin, I. A. A software of "NPE-AD" for testing valve-electromechanical systems with the asynchronous electric motor (An expansion package to Matlab 6.0 system) / I. A. Proshin, V. V. Burkov, E. A. Kutuzov, et.al. // Appl. No. 2004610841. Certificate on official registration of the computer program No. 2004611397 of 4.06.2004.

Нива Поволжья № 4 (33) 2014 109

9. Proshin, I. A. Methods and a complex of programs of modeling the multiconnective electric drive / I. A. Proshin, E. N Salmov // Technical sciences - from the theory to practice. The collection of articles on materials XXIX of the international scientific and practical conference. No. 12(25). - Novosibirsk: Publ. "SIBAK", 2013 - P. 39-43.

10. Proshin, I. A. A program platform for creation of the integrated complex of the network automated laboratories (ICNAL) / I. A. Proshin, D. I. Proshin, R. D. Proshina //News of Samara scientific center of the Russian Academy of Sciences. - Samara, 2009. - Volume 11, No. 5-2. - P. 531-536.

11. Proshin, I. A. The Concept of building an integrated complexes network of automated laboratories / I. A. Proshin, D. I Proshin, R. D. Proshina // Izvestiya of Samara scientific centre of Russian Academy of Sciences. - Samara, 2009. - Volume 11, № . 5-2. - P.525-530.

12. Proshin, D. I. Integrated complex of research and design of marine equipment and technologies / D. I. Proshin, I. A. Proshin, R. D. Proshina // Vestnik of Astrakhan state technical university. - Astrakhan, 2010. - № 1. - P. 20-29.

13. Proshin, I. A. Modeling the drive dynamic stand aviation simulator / I. A. Proshin, E. A. Sapunov // Izvestiya of Samara scientific centre of Russian Academy of Sciences. - 2011. - Volume13. - № 1(2). - P. 337-340.

14. Proshin, I. A. Mathematical modeling of processes of centrifugation / I. A. Proshin, V. V. Burkov // Vestnik of Voronezh state technical University. - Voronezh, 2010. - Volume 6, № 11. - P. 71-74.

15. Proshin, I. A. Mathematical model of a hydraulic drive for a dynamic test stand / I. A Proshin, V. M. Timakov, E. A. Sapunov // Space & Global Security of Humanity: Abstracts of the second international symposium. - Riga, Latvia, 2010. - P. 80 - 81.

УДК 664.732.7

АНАЛИЗ ДАННЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИСКОВОЙ ПЛЮЩИЛКИ ЗЕРНА

М. А. Терёхин, аспирант; В. В. Коновалов*, доктор техн. наук, профессор; В. П. Терюшков, канд. техн. наук, доцент; А. В. Чупшев, канд. техн. наук доцент

ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»; ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный технологический университет», Россия, e-mail: konovalov-penza@rambler. ru

Повышение продуктивности отрасли животноводства во многом зависит от качества приготавливаемых кормов. Поиск перспективных и наиболее рациональных решений в кормопроизводстве и кормлении остаётся актуальным. Использование современных устройств для приготовления кормов позволяет найти наиболее подходящее решение в отрасли кормопроизводства.

Представлена технологическая схема конструкции дисковой плющилки кормов, с описанием принципа ее работы. Приведены результаты экспериментальных исследований, которые проведены согласно методике и требованиям руководящих документов. Получены аналитические и функциональные выражения, позволяющие установить производительность и энергоемкость плющилки, а также определить рациональные параметры угла установки конического диска. На основании экспериментальных данных показаны двухмерные поверхности отклика, позволяющие судить о значимости изменения угла при вершине конического диска и усилия поджатия пружины, влияющих на толщину хлопьев плющеного зерна. Произведено графическое сравнение опытных и расчетных данных, на основании которого сделаны соответствующие выводы.

Ключевые слова: дисковая плющилка, зерно, диск, хлопья, энергоемкость плющения зерна, производительность плющилки.

Введение.

Одним из основных способов подготовки фуражного зерна к скармливанию является его измельчение. Оно может быть обеспечено в том числе плющением. Плющение в настоящее время получило широкое распространение в кормлении всех видов сельскохозяйственных животных. Во многих крупных фермерских хозяйствах Фин-

ляндии и Германии в кормовых целях активно используется как влажное, так и сухое плющеное зерно. Технологии кормления плющеным зерном применяются уже около 20 лет и в России [1-4]. Наибольшее распространение для плющения фуражного зерна получили вальцовые плющилки, выпускаемые в России серийно. Однако для плющения зерна с крупной зерновкой