Аннотация
Грузоподъемные механизмы работают в условиях высоких динамических нагрузок, определяемых необходимостью обеспечения заданных темпов разгона и торможения при поднятии груза и конечной жесткостью тянущего каната, поэтому ограничение колебательных нагрузок является актуальной задачей. Цель работы заключается в снижении максимального уровня динамических нагрузок в упругом канате грузоподъемного механизма путем коррекции системы векторного управления частотного асинхронного электропривода. В статье рассматривается двухмассовая система, имитирующая работу механизма подъёма груза с асинхронным электроприводом с векторным управлением, и предлагается вариант снижения амплитуды колебаний упругого момента, возникающего в канате при подъёме груза, за счёт коррекции сигнала задания на входе формирователя момента. Коррекция осуществляется посредством введения в канал регулирования моментообразующей составляющей тока статора векторной системы сигнала, пропорционального разнице заданного ускорения по рампе и действительного значения ускорения, определенного на основе преобразования сигнала с датчика скорости первой массы, который может быть легко установлен на валу двигателя или барабане грузоподъемного устройства. Настройку системы коррекции можно осуществить при известных значениях момента инерции и статического момента, непосредственно влияющих на ускорение электропривода. Предложенная система коррекции может быть реализована в электроприводе механизма подъема мостовых литейных кранов, осуществляющих погрузочные работы в основном двух видов грузов известной массы – пустого ковша и ковша, наполненного до заданного уровня расплавленным металлом, при этом масса грузозахватного устройства является неизменной. Необходимость в демпфировании упругих колебаний в канате возникает при максимальной нагрузке электромеханической системы, то есть при подъеме наполненного металлом ковша, поэтому система коррекции настраивается на этот режим. Приводятся графики, полученные на основе компьютерного моделирования нескорректированной и скорректированной электромеханических систем с асинхронным электроприводом с векторным управлением, показывающие результативность предлагаемых корректирующих средств ограничения максимального уровня динамических нагрузок в упругом канате.
Ключевые слова
фильтр Калмана, дополненный вектор состояния, прокатная клеть, электромеханическая система, упругий момент, наблюдатель, разработка, адекватность, рекомендации
1. Ключев В.И. Теория электропривода: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 2001. 696 с.
2. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Тиристорные системы электропривода с упругими связями. Ленинград: Энергия, Ленингр. отд., 1979. 160 с.
3. Мещеряков В.Н., Крюков О.В. Снижение динамических нагрузок в электромеханической системе, управляемой двухдвигательным электроприводом, благодаря контролю разности скоростей двигателей // Справочник. Инженерный журнал. 2025. № 6 (339). С. 35-40. doi: 10.14489/hb.2025.06.pp.035-040
4. Абрамович И.И., Березин В.Н., Яуре А.Г. Грузоподъёмные краны промышленных предприятий: справочник. М.: Машиностроение, 1989. 360 с.
5. Епифанов А.П. Электромеханические преобразователи энергии учебное пособие. СПб.: Лань, 2004. 208 с.
6. Калачев Ю.Н. Векторное регулирование (заметки практика): методическое пособие. М.: Компания «ЭФО», 2013. 72 с.
7. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. Иваново: Изд-во ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2008. 320 с.
8. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / М.П. Белов, О.И. Зементов, А.Е. Козярук, В.А. Новиков, Л.М. Чернигов. М.: Академия, 2006. 368 с.
9. Мещеряков В.Н., Данилов В.В. Повышение энергоэффективности асинхронного электропривода с векторным управлением за счет регулирования продольной составляющей тока статора при неполной статической нагрузке // Электротехнические системы и комплексы. 2018. №3(40). С. 4-11. doi: 10.18503/2311-8318-2018-3(40)-4-11
10. Bose B.K. Modern power electronics and AC drives. New Jersey, USA: Prentice Hall PTR, 2002. 711 p.
11. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1974. 832 с.
12. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Профессия, 2004. 747 с.
13. Терехин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1): учебное пособие. Томск: Изд-во Томского политехн. Ун-та, 2010. 292 с.
14. Токарев Л.Н., Шиу Н.В. Программы для моделирования электромеханических систем. СПб.: Издательско-полиграфический центр СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999. 152 с.
Мещеряков В.Н., Терновских Г.А. Ограничение упругих колебаний в канате при подъёме груза за счёт коррекции асинхронного электропривода с векторным управлением // Электротехнические системы и комплексы. 2026. № 1(70). С. 4-10. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2026-1(70)-4-10
© Мещеряков В.Н., Терновских Г.А. 2026 Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License