МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ МЕХАТРОННОГО ГІДРОПРИВОДУ МАНІПУЛЯТОРА З ЧАСТОТНИМ КЕРУВАННЯМ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОДВИГУНА

  • Сергій Володимирович Репінський Вінницький національний технічний університет
  • Леонід Геннадійович Козлов Вінницький національний технічний університет
  • Оксана Віталіївна Паславська Вінницький національний технічний університет
  • Микола Миколайович Мошноріз Вінницький національний технічний університет
  • Андрій Анатолійович Бартецький Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: об’ємний гідропривід, гідронасос, асинхронний електричний двигун, частотне керування, перетворювач частоти, математична модель

Анотація

Розглядається мехатронний гідропривід маніпулятора, в якому об’ємний насос приводиться в дію від асинхронного електродвигуна з перетворювачем частоти. Привод маніпулятора з частотним керуванням асинхронного електродвигуна дає можливість пропорційно регулювати подачу робочої рідини від об’ємного гідронасоса до гідродвигуна, оптимально виконувати робочі операції маніпулятора та економити значну кількість енергії в робочому циклі машини порівняно з традиційним дросельним керуванням. Наявність пропорційного регулювання подачі рідини та стабілізації швидкості руху маніпулятора підвищує також точність наведення його на об’єкт, покращує умови роботи оператора.

Метою роботи є створення й апробація математичної моделі мехатронного гідроприводу маніпулятора з частотним керуванням асинхронного електродвигуна, яка була б придатна для імітаційного дослідження статики та динаміки приводу в програмному середовищі MATLAB Simulink.

Розроблено розрахункову схема мехатронного гідроприводу маніпулятора з частотним керуванням асинхронного електродвигуна. Згідно з розрахунковою схемою та прийнятими припущеннями математична модель включає рівняння сил, що прикладені до поршня гідроциліндра; рівняння нерозривності потоків для відповідних ділянок гідроприводу; рівняння крутного моменту на привідному валу насоса; рівняння датчика головного зворотного зв’язку за частотою обертання вала насоса; рівняння суматора та рівняння, що описують роботу асинхронного електродвигуна з перетворювачем частоти. Математичну модель представлено у вигляді структурної схеми, яка наочно відображає всі зв’язки між рівняннями (розрахунковими блоками). Для імітаційного моделювання приводу в програмному середовищі MATLAB Simulink розроблена відповідна обчислювальна структура (блок-схема). Тестування цієї структури показало, що процес обчислення є стійким, а також підтверджує її працездатність.

Біографії авторів

Сергій Володимирович Репінський, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри технологій та автоматизації машинобудування

Леонід Геннадійович Козлов, Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, доцент, завідувач кафедри технологій та автоматизації машинобудування

Оксана Віталіївна Паславська, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри технологій та автоматизації машинобудування

Микола Миколайович Мошноріз, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри електромеханічних систем автоматизації в промисловості і на транспорті

Андрій Анатолійович Бартецький, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, старший викладач кафедри електромеханічних систем автоматизації в промисловості і на транспорті

Посилання

В. М. Перельмутер, Прямое управление моментом и током двигателей переменного тока. Харьков, Украина: Основа, 2004, 210 с.

О. П. Чорний, А. В. Луговой, Д. Й. Родькін, Г. Ю. Сисюк, та О. В. Садовой, Моделювання електромеханічних систем: підручник. Кременчук, Україна, 2001, 410 с.

В. Н. Тихенко, «Разработка гидропривода с регулируемым приводным двигателем насосной установки,» Промислова гідравліка і пневматика, № 1(11), с. 84-86. 2006.

З. Я. Лурье, и И. М. Федоренко, «Математическое моделирование гидроагрегата системы смазки с регулируемым шестеренным насосом,» Восточно-Европейский журнал передовых технологий. Прикладная механика, т. 1, № 5(37), с. 10-19. 2009.

С. В. Репінський, Л. Г. Козлов та Ю. А. Бурєнніков, Керування регульованих насосів в гідроприводах, чутливих до навантаження: монографія. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2016, 199 с.

Л. Г. Козлов, С. В. Репінський, О. В. Паславська, та О. В. Піонткевич, «Характеристики мехатронного приводу під час просторового руху маніпулятора,» Наукові праці Вінницького національного технічного університету, № 2. 2017. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://praci.vntu.edu.ua/index.php/praci/article/view/507.

С. В. Репінський, Л. Г. Козлов, Ю. А. Бурєнніков, та О. В. Паславська, «Аналітичне оцінювання ККД об’ємного насоса з частотно-керованим приводним електродвигуном,» на XLVI наук.-техн. конф. підрозділів ВНТУ, Вінниця, 2017. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-fmt/all-fmt-2017/paper/view/2904.

С. В. Репінський, Л. Г. Козлов, Ю. А. Бурєнніков, та О. В. Паславська, «Про можливість підвищення ККД агрегату регульований насос-електродвигун,» на VІІ Міжнародній наук.-практ. конф. «Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем», Чернігів, 2017, т. 1, с. 203–205.

С. В. Репінський, Л. Г. Козлов, А. А. Бартецький, та О. В. Паславська, «Математична модель мехатронного гідроприводу маніпулятора з частотним керуванням асинхронного електродвигуна,» на ІІІ Міжнародній наук.-техн. конф. «Гідро- та пневмоприводи машин – сучасні досягнення та застосування», Вінниця, 2018, с. 67–71.

С. В. Репінський, Л. Г. Козлов, та О. В. Паславська, «Імітаційне моделювання статики мехатронного гідроприводу маніпулятора з частотно-керованим електродвигуном,» на XLVIIІ наук.-техн. конф. підрозділів ВНТУ, Вінниця, 2019. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-fmt/all-fmt-2019/paper/view/7419.

Опубліковано
2019-06-24
Як цитувати
[1]
С. Репінський, Л. Козлов, О. Паславська, М. Мошноріз, і А. Бартецький, МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ МЕХАТРОННОГО ГІДРОПРИВОДУ МАНІПУЛЯТОРА З ЧАСТОТНИМ КЕРУВАННЯМ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОДВИГУНА, ВМТ, vol 9, № 1, с. 107-114, Чер 2019.
Розділ
Articles

Найчитабильні статті цього ж автора(ів)