Ограничение раскачивания груза крановых электроприводов

УДК 621.3

И. Ю. МУЛЛИН, А. О. холявко

ОГРАНИЧЕНИЕ РАСКАЧИВАНИЯ ГРУЗА КРАНОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Исследуется крановый электропривод, перемещение его тележки. На основе уравнений динамики составлена структурная схема с вычислением угла смещения.

Ключевые слова: вычисление координат, угол смещения, чувствительность, подчинённое регулирование. регулятор угла смещения, электропривод перемещения тележки.

Грузоподъёмные машины широко используются в строительстве, на транспорте и в других отраслях. Специфика работы таких механизмов предъявляет особые требования к электроприводу. Например, в процессе перемещения крановой тележки с подвешенным на тросе грузом необходимо ограничить его к изменению параметров объекта (длины подвеса и массы груза). Для этого случая механическая система представляет собой физический маятник (рис. 1).

Рис. 1. Схема перемещения тележки с грузом

На рис. 1 приняты следующие обозначения: М - масса тележки, т - масса груза, Ь - длина подвеса, V - сила, приложенная к тележке, (р - угол смещения груза от вертикали.

Уравнения, описывающие такую систему, следующие [1]:

(М + т)У - тЬф = ^ ,

3Г?ф + т%Ь ср = тЬ V ,

где V - скорость тележки, 3 гр - момент инерции груза, g - ускорение силы тяжести.

В выражениях (1), (2) не учтены сила трения при движении тележки и сила сопротивления груза. В первом приближении будем считать их пропорциональными скоростям соответствующих масс. Допустим, что момент инерции груза относительно точки подвеса определяется выражением

Згр =тЬ~.

С учётом выражения (3) и сил сопротивления уравнения (1,2) после упрощения принимают вид

МУр = ^ - т(Ур -Ьсрр1)- УКТ}>2, (4) (р(Ьр2 + Ктр + ¿) = Ур,

гле р — опепатоп Лапласа.

1 1 л г " г '

К_ТР], Ктр1 - коэффициенты трения для т и

М соответственно.

На основе уравнений (4), (5) можно составить структурную схему электропривода перемещения тележки (рис. 2) при условии, что М - сумма всех приведённых масс привода тележки, где

К ПР, ТПР - параметры преобразователя; К,

Тэ - параметры двигателя; КРИД - коэффициент редуктора.

Для упрощения структуры- определим переда-

точную функцию 1¥х(р) цепи от I7 до V

г.ЛР) =

1 g + Kmp + Lp2

М + аКТР] р + Ьр

Э Муллин И. К)., Холявко А. О., 2012

где а - 1 + /7? / М .

50

Вестник УлГТУ 4/2012

Рис. 2. Структурная схема разохмкнутого электропривода: КПР, ТПР - параметры преобразователя; Кд, Тэ - параметры двигателя; Кред - коэффициент редуктора

Из выражения (6) видно, что при условии т « М (перемещение без груза) передаточная функция обращается в единицу, а наличие груза (т) приводит к появлению колебательного переходного процесса (раскачиванию). В целях создания замкнутой системы управления используют датчики ускорения, установленные на грузе и тележке.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Черноусько, Ф. Л. Управление колебаниями / Ф. Л. Черноусько, Л. Д. Акуленко, Б. Н. Соколов. - М. : Наука, 1980. - 384 с.

2. Герасимяк, Р. П. Динамика асинхронных электроприводов крановых механизмов / Р. П. Герасимяк. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 168 с.

3. Справочник по автоматизированному электроприводу / под ред. В. А. Елисеева, А. В. Ши-нянского. - М.: Энергоатом из дат, 1983.-616 с.

Муллин Игорь Юрьевич, ассистент кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» энергетического факультета УлГТУ. Имеет 9 научных трудов, автор 2 изобретении.

Холявко Артур Олеговичу студент 3 курса энергетического факультета УлГТУ.

Кпр

ТПРр +1

Тэр +1

Вестник УлГТУ 4/2012

51