Введение к работе
Актуальность темы. В постановлении Совета Министров СССР "О мерах по техническому перевооружению легкой промышленности в 1988-1995 годах, обеспечивающих ускоренное решение проблемы удовлетворения потребности населения в товарах" предусматривается в 1988-1995 годах на осново коренного перевооружения производства, лирокого использования и внедрения высокопроизводительной, современной техники и технологии обеспечить существенное увеличение производства товаров и повышение их качества, рассматриваются вопросы дальнейшего развития шерстяной промышленности, крупномасштабной реконструкции и модернизации существующих машин и аппаратов . В соответствии с этим в широких масштабах ведутся работы по создании автоматизированньк поточных линий, чесально-прядильно-крутильных агрегатов, позволяющие повысить производительность оборудования в 1,2 - 1,5 раза.
Многопрочесные чесальные аппараты (ЧА) в парке машин приготовительного производства занимают важнейшее место. Для улучшения качества прочеса и получения более равномерной по толщине Роеницы применяются электроприводы.синхронного вращения рабочих органов (главных барабанов). Поскольку ЧА имеют наименьшую производительность на единицу занимаемой площади из всех машин и аппаратов, используемых в текстильной промышленности, основная проблемой их модернизации и совершенствования наряду с улучшением качества ровницы была и остается проблема радикального повышения производительности.
На действующих в настоящее время многопрочесньк ЧА отечественного и зарубежного производства в качестве электропривода, в основном, используется система "электрического рабочего вала" (ЭРВ), имеющая существенные недостатки, такие, как слабая синхронизирующая способность, склонность к колебаниям и низкие энергетические показатели из-за большого значения активного сопротивления в общей роторной цапи. Кроме того, к настоящему времени практически нет чесальных аппаратов отечественного и зарубежного производства, где были бы использованы многодвигательные электроприводы с регулируемым синхронизирующим моментом. На данном этапе развития автоматизированного електропривода имеется возможность значительного улучшения технико-экономических показателей системы ЭРВ, разработки систем миогодпигатольного электропривода, позволяющих поддерживать синхронное вращениз нескольких кинемя-
-4-.
тически несвязанных рабочих механизмов с различными инерционными массами. Таким образом, разработка и исследование многодвига-тельных электроприводов переменного тока с повыыенной синхронизм» рующей способностью представляется ахтуальной задачей.
'Диссертационная работа является частью исследований! проводи» мых на кафедре "Электропривод и автоматизация проыьшленньк устано» вок" Алма-Атинского энергетического института по межвузовской научно-технической программе "Оптимум" Минвуза СССР (03.02.Н2 "Разработка, исследование и внедрение взаимосвязанных и многодви» гательных систем электропривода постоянного и переменного тока"), . в рамках которой разрабатываются новые многодвигательные взаимо» связанные электроприводы с улучшенными технико-экономическими характеристиками, используемые в различных отраслях народного хозяйства.
Целью диссертационной работы является создание многодвигательной системы электропривода синхронного вращения для чесальных аппаратов иеретянной промышленности, наиболее полно отвечающей технологическим требованиям, разработка инженерной методики ее расчета и исследования. В связи с этим основными задачами' диссертации явились:
- анализ особенностей технологического процесса чесания для определения требований к электроприводу многопрочесных чесальных аппаратов;
» исследование режимов работы существующих электроприводов чесальных аппаратов и причин, приводящих к авариям и ухудшению качества производимой продукции;
» разработка многодвигательиого электропривода в соответствии с определенными в процессе исследования требованиями;
разработка методов исследования, и исследование созданных систем теоретически и экспериментально.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы, основные положения теории электрического вала и многосвязных однотипных систем автоматического регулирования (ЮСАР), методы структурного моделирования на аналоговых и цифровых вычислительных машинах. Экспериментальная проверка основных теоретических положений проводилась на лабораторных макетах и опытном образце в условиях производства.
Научная новизна. В результате проведенные исследований: у теоретически показана возможность повышения синхронизирующей способности системы ЗРВ путем раздельного регулирования питающих напряжений двигателей в функции углов рассогласования роторов;
т разработана методика расчета основных показателей двигате» лея системы с учетом изменения величины напряжения;
' - составлена математическая модель трехдвигатольной системы синхронного вращения с регулированием синхронизирующих моментов по статорным цепям, двигателей, поэволяющал провести анализ уста»» повившихся и динамических режимов работы электропривода;
- показано, что при анализе и синтезе параметров системы '
ЭРВ с тиристорними преобразователями напряжения (ГПН), указанная
система может рассматриваться как ЮСАР при условии индентичнос-
ти параметров двигателей и структуры преобразователей.
Практическая ценность:
- на основе предложенного автором принципа регулирования'
уравнительных моментов и частот вращения электродвигателей сис
темы ЭРВ разработаны системы автоматизированного электропривода
трехпрочесного чесального аппарата, позволяющие улучшить его
эксплуатационные характеристики (а.с. № 1233255, а.с. №1573521,
а.с. № 1651958);
« разработаны варианты схем синхронного торможения двигателей в системе (а.с. № 1265959, а.с. №1458913);
- разработала инженерная методика расчета основных парамет
ров и показателей взаимосвязанных многодвигателькых электро'при-
водов синхронного вращения по системе ЭРВ.
Основные положения, выносимые на заідиту:
результаты анализа особенностей технологического процесса чесания шерсти и режимов работы существующих систем электропривода многопрочесных ЧА;
разработанные системы многодвигательного электропривода с повыпенной синхронизирующей способностью и схемы управления ими;
« упрощенные методики расчета и алгоритмы расчета основных электромеханических соотношений, энергетических показателей ЭРВ при питании двигателей от индивидуальных тиристорных преобразователей;
математическое описание трехдвигательной системы ЭРВ, позволяющее изучить режимы работы ыногодвигательного электропривода с учетом электромагнитных и электромеханических лереходных процессов в системе;
методика анализа и синтеза линеаризованных систем ЭРВ и ЭРВ с тиристорними преобразователями напряжения с учетом инерционных масс на валах двигателей;
" - разработанные схемы синхронного технологического торможения в эксплуатации и синхронного останова при аварийных отою-чениях ЧА от сети;
- результаты экспериментальных исследований статических и
динамических режимов ЭРВ с ТПН на ЧА.
Реализация результатов работы. Результаты работы иепользо-вались при модернизации трехдвигательной системы электропривода чесальных аппаратов для шерстяной промыл ленно ста. Разработанная система электропривода с синхронно^синфазным вращением электро-двигателей, оснащенная индивидуальными тиристорними преобразователями напряжения, внедрена на Каргалшском суконном комбинате с экономическим эффектом 15 т.р. в год на одну установку.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международных і Всесоюзных, республиканских и межвузовских научно-технических конференциях "Повыаекие эффективности производства, преобразования и потребления электрической энергии в народном хозяйстве", "Интенсификация производства в энергетике и электротехнике", "Современные проблемы электромеханики и автоматизации технологических комплексов" в г.Алма-Ate (1985г.,1986г.,1990г.), "Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями" в г.Свердловске (1989г.), "Современные проблемы электромеханики" в г.Москве (1989г.), "Регулируемые электрические машины" в Г.Варне (НРБ,1990г.), на расширенных научных семинарах кафедр электропривода и автоматизации. промышленных установок Алма-Атинского и Ивановского энер«» гегических институтов.
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 9 статей, получено о авторских, свидетельств.
ибъем и структура работы. Диссертационная работа состоит кз введение, четырех глав, заключения, изложенных на ПЗ страницах машинописного текста, Содержит '37 рисунков на 33 страницах, список литературы из 65 наименований на 8 стра»
ницах и приложения на 43 страницах.
