Многочастотная управляемая синхронизация четырех асинхронных двигателей методом фиксированного передаточного отношения в вибрационной системе

Apr 19, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 2467 (2023) Цитировать эту статью

303 доступа

1 Цитаты

Подробности о метриках

В данной статье исследуется многочастотная управляемая синхронизация четырех асинхронных двигателей методом фиксированного передаточного отношения в вибрационной системе. Создана динамическая модель электромеханической связи колебательной системы. Синхронное состояние колебательной системы получено методом малого параметра. Путем теоретического вывода и численного моделирования невозможно реализовать многочастотную самосинхронизацию четырех асинхронных двигателей в вибрационной системе. Для достижения цели многочастотной синхронизации движения предложен метод многочастотной управляемой синхронизации и введен метод нечеткого ПИД-регулирования. Устойчивость системы управления подтверждается критерием Ляпунова. Показана произвольность предложенного метода управления применительно к вибрационной системе. Для подтверждения точности теории и моделирования построен вибрационный испытательный стенд. Некоторые эксперименты проводятся для проверки эффективности предлагаемого метода контролируемой синхронизации.

С развитием экономики погоня за интересом приобретает особое значение в отраслевом производстве. Для достижения этой цели представлено множество соответствующих ей технологий. В то же время, вибрационные машины как отрасль промышленности исследуются на предмет пользы для сельского хозяйства, например, вибрационные грохоты, вибрационные питатели и т. д.1,2,3,4. Вибрационные машины такого типа обычно имеют две конструкции. Один тип, принудительная синхронизация, реализуется с помощью ремней, шестерен и т. д. Они могут обеспечивать одинаковые или разные скорости среди асинхронных двигателей. Другой тип основан на теории самосинхронизации, впервые предложенной Блехманом5,6. В их исследованиях динамическая модель сочетается с многомасштабным методом, который представляет собой асимптотический аналитический метод, основанный на методе среднего. Используя разные временные шкалы, они разделяют вибрационное движение на два типа процессов: быстрые и медленные. Быстрый соответствует скорости двигателя, а медленный — фазе. Таким образом, два эксцентриковых ротора (ЭР), приводимые в движение асинхронными двигателями, реализуют самосинхронизацию в противоположных направлениях. Очевидно, что с помощью теории самосинхронизации можно реализовать вибрационные машины с более простой конструкцией и меньшими затратами. На основании полученных результатов в эту область привлекается множество исследователей, и она приобретает бурное развитие. Вэнь и др.7 анализируют особенности колебательной системы на основе динамической модели с высокой степенью связи. Кроме того, они вывели условия синхронности и устойчивости колебательной системы с использованием критерия Гамильтона. Чжао и др.8,9 создают динамическую модель электромеханической связи и преобразуют проблему синхронного состояния в существование собственного значения с помощью метода среднего малого параметра. Они реализуют самосинхронизирующее движение двух двигателей не только в противоположных, но и в одном направлении. Вышеуказанные исследования проводятся в одном твердом теле. Чжан и др.1,10,11,12,13 представляют теорию самосинхронизации с несколькими двигателями (более двух двигателей). В их исследованиях динамическая модель создается на основе твердого тела. С учетом условия синхронизации и критериев синхронизации самосинхронизации дан характерный анализ динамической модели. Результаты их исследований показывают, что самосинхронизация вибрационной системы с тремя двигателями не может получить наложенную амплитуду, и это явление не реализует нулевую разницу между тремя двигателями. Все описанные выше проблемы синхронизации основаны на одинаковой частоте двигателей. Проблема синхронизации с разной частотой представлена ​​Иноуэ Джунки чи14. В их работе четыре двигателя установлены на вибростенде симметрично по вертикальной, а не по горизонтальной оси. И они используют эту асимметричную особенность для реализации многочастотной синхронизации. Однако преобразователь в [14] может реализовать только одно синхронное состояние с фиксированной динамической моделью. Этот результат не может удовлетворить потребности промышленности.