МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ МЕХАТРОННОГО ГІДРОПРИВОДУ МАНІПУЛЯТОРА З ЧАСТОТНИМ КЕРУВАННЯМ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОДВИГУНА

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.