Постановка задач по оптимизацию режимов работы электроприводов кольцевой прядильной машины

УДК 677.052; 681.1

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ПО ОПТИМИЗАЦИЮ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КОЛЬЦЕВОЙ ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

И.Р. Каримов

Сделан обзор и анализ существующих электроприводов кольцевых прядильных машин, рассмотрены технологические процессы прядения, сделан обоснование к выбору регулируемого электропривода переменного тока, приведены основные пути оптимизации режимов работы электроприводов кольцевых прядильных машин.

Ключевые слова: кольцевая прядильная машина, электропривод, датчики обратных связей, автоматизация, частотный преобразователь, асинхронный двигатель.

Последним этапом технологического процесса при получении пряжи на прядильной машине, является переработки хлопка в пряжу. Сущность такой обработки состоит в том, что производят вытягивание и наматывание пряжи на патрон. В зависимости от вида прядения различают безверетенные и кольцевые прядильные машины. Последний вид прядильных машин предназначены для утонения полуфабриката и формирование пряжи круткой с дальнейшим наматыванием ее на паковку. Для выполнения данной цели в кольцепрядильных машинах установлены следующие рабочие органы: ровницы или ленты, вытяжной прибор, крутильный механизм и механизм намотки готовой продукции на патрон. На кольцевых прядильных машинах до недавнего времени изготавливали весь ассортимент пряжи в хлопкопрядении [1].

В конструкции кольцевых прядильных машин основные отличия находятся в питающих устройствах, в вытяжных приборах, веретен, типом патронов и колец, шпуль, расстоянием между веретенами и т.д. Наиболее известные из отечественных машин таких типов считаются: П-83-5М, П-76-5М4, П-76-5М6, П-66-5М7 и П-76-5М7. Из приведенных машин, П-66-5М7 и П-76-5М7 являются более модифицированными, в которых внесены следующие изменения: система опускания и подъема кольцевых планок заменена на гибкие связи и увеличены шкивы тесемочной передачи до 250 мм, предусмотрена установка вариатора типа Бергес. Сегодня разработаны машины с метрическим шагом веретен П70 для выработки пряжи 15,4 текс. Эти достижения невозможно было достичь без внедрения более современных и усовершенствованных электроприводов и его элементов [2].

Современный электропривод невозможно представить без управляемых полупроводниковых преобразователей, как преобразователи напряжения и частоты. Электроприводы таких типов решают сложные задачи автоматического управления параметров механизма. Они имеют обратные связи по скорости, току, напряжению и т.д. Введение обратных связей увеличивают диапазон регулирования скорости, повышает точность обра-

493

ботки сигналов, повышает плавность, улучшает динамические и статические свойства системы, устойчивость и быстродействие системы электропривода и т.д. Обратные связи в основном выполняются на основе различных датчиков параметров [3]. В кольцепрядильных машинах кроме датчиков электрических величин, еще имеются много датчиков технологических параметров, которых тоже надо усовершенствовать. На рис. 1 приведена схема управления электропривода кольцевой прядильной машины П-114-Ш.

Рис. 1. Принципиальная схема управления электроприводом

машины П-114-Ш

В схеме электроприводом данной машины учтены обрывность пряжи при пуске, предусмотрена защита от аварийных режимов работы, как обрыв фазы, коротких замыканий, технологических перегрузок и т.д. В данной схеме установлены два асинхронных двигателя (АД) типа АО2-32-2 номинальной мощностью 4 кВт и АД типа АОТ2-63-4 номинальной мощностью 10 кВт. Принцип работы схемы: при включении автоматического выключателя QF напряжение через понижающий трансформатор ТУ подаётся на схему управления. Данная схема можно зачислить в систему разомкнутого типа, так как не имеет обратных связей и тем самим не может обеспечить высокий диапазон регулирования параметров электропривода. Для оптимизации такой машины можно предложить замкнутую сис-

494

тему управления электроприводов с частотным преобразователем ПЧ-АД [4]. Данную систему можно использовать, как и для одного двигателя (см. рис. 2), так и каскадное управление с двумя электродвигателями (рис. 3).

Рис. 2. Схема системы ПЧ-АД с одним двигателем

Рис. 3. Схема каскадного управления двумя электродвигателями

Преимущество использования частотных преобразователей:

- плавный пуск двигателя;

- высокая точность регулирования;

- экономия электроэнергии в случае переменной;

- стабилизация скорости вращения при изменении нагрузки;

- возможность удалённого мониторинга привода;

- повышенный ресурс оборудования;

495

- частотные преобразователи, как правила содержат в себе ПИД-регулятор, и могут подключаться напрямую к датчику регулируемой величины.

Недостатки частотных преобразователей:

- образование помех для высокочувствительного оборудования;

- относительно высокая стоимость;

- сложная схема и трудность ремонта преобразователя.

В результате исследования электроприводов кольцевых прядильных машин, пришли к выводу, что оптимизация может быть достигнута в первую очередь с внедрением регулируемых электроприводов переменного тока. Сегодня основные пути оптимизации режимов работы кольцевых прядильных машин являются:

- использование микропроцессорных систем;

- увеличение скоростных параметров;

- автоматизация производства;

- автоматический контроль и регулирование рабочих параметров электропривода прядильных машин.

Учет и выполнения даных путей оптимизации непреммено приводят к увеличению технического ресурса электрооборудования, экономию электроэнергии и повышения качества выпускаемой продукции.

Список литературы

1. Авроров В. А., Кившенко А.М. Автоматизация кольцевых прядильных машин. М.: Легпромбытиздат, 1986. 104 с.

2. Дадабаев Ш.Т., Разоков А.Р. Постановка задач по оптимизации работы текстильного электрооборудования при жарком климате. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2012. №11. С. 58-60.

3. Ланген А.М., Красник В.В. Электрооборудование предприятий текстильной промышленности: учебник для вузов. М.: Легпромбытиздат, 1991. 320 с.

4. Филипьев А.Ф. Автоматический контроль целостности пряжи на самокруточной прядильной машине. Материалы докладов 41 научно-технической конференции преподавателей и студентов университета. Витебск, 2008. С. 97-100.

Каримов Ибодкул Рахимкулович, докторант, karimov. ibodkul@,mail. ru, Республика Таджикистан, Худжанде, Худжандский политехнический институт Таджикского технического университета им. академика М.С. Осими

STATEMENT OF TASKS FOR OPTIMIZING THE OPERATING MODES OF ELECTRIC DRIVE OPERA TION OF THE RING TURN-UP MACHINE

I.R Karimov 496

The review and analysis of existing electric drives of ring spinning machines are considered, the technological processes of spinning are considered, the justification for the choice of a regulated AC drive is made, the main ways of optimization of operating modes of electric drives of ring spinning machines are given.

Key words: circular spinning machine, electric drive, feedback sensors, automation, frequency converter, asynchronous motor.

Karimov Ibodkul Rakhimkulovich, doctoral candidate, karimov. ibodkul@,mail. ru, Republic of Tajikistan, Hudzhand, Hudzhandsy Polytechnical Institute of the Tajik Technical University named after academician M.S. Osimi

УДК 621.316.13

БЫСТРОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕСПЕКТРА НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ 6-10 КВ

С.Б. Крыльцов, Т.В. Пудкова

Статья посвящена разработке быстродействующего алгоритма для определения спектрального состава напряжений трёхпроводной распределительной сети. Быстрое вычисление спектрального состава напряжений сети достигается за счет преобразования системы трёхфазных напряжений к пространственному вектору и использования его амплитуды как опорной величины. В работе на основе математического и компьютерного моделирования были получены зависимости, позволяющие связать спектры сигнала амплитуды пространственного вектора напряжения сети и входных сигналов фазных напряжений сети, которые легли в основу разработанного алгоритма. Эффективность алгоритма подтверждается компьютерным моделированием в среде MATLAB/Simulink.

Ключевые слова: качество электроэнергии, пространственный вектор, цифровая обработка сигналов, несинусоидальность напряжения.

Несинусоидальность напряжения распределительных сетей является одним из наиболее распространённых видов возмущений и заключается в искажении формы питающего напряжения и отклонении её от синусоидальной формы. Несинусоидальность напряжения нормируется в соответствии с ГОСТ 32144-2013как по общему коэффициенту искажений напряжения, так и по амплитуде отдельных гармонических составляющих [1].

Несинусоидальность напряжения в сетях среднего уровня напряжения (6, 10 кВ) чаще всего обусловлена наличием в сети мощных электроприёмников с нелинейной вольтамперной характеристикой (ВАХ) [2, 3]. К таким приёмникам в первую очередь следует относить частотно-регулируемый электропривод с неуправляемым выпрямителем, выполненным на основе диодного моста [4]. Для спектра потребляемого тока

497