Разработка близких к оптимальным по быстродействию диаграмм перемещения исполнительных органов электроприводов постоянного тока с моментом сопротивления типа вязкого трения

Добробаба Ю.П.; Живодров Т.С.

ЛИТЕРАТУРА 2. Евстигнеев Г.М. Стерилизация консервов ротацион-

ным методом / ЦИНТИИ. - М., 1969.

1. Демирова А.Ф. Изыскание режимов стерилизации кон- 3. Демирова А.Ф. Ступенчатая стерилизация консервов //

сервов с использованием ротации тары: Дис. ... канд. техн. наук. - Иродукты длительн°г° хранения. - 2007.- № 2.

Махачкала, 2000. Поступила 18.08.10 г.

DEVICE FOR ROTARY STERILISATION OF SEALED FOOD JARS WITH USE STEP-LIKE HEATING AND AIR-WATER-EVAPORATING OF COOLING

A.F. DEMIROVA, T.A. ISMAILOV, M.E. AKHMEDOV

Daghestan State Technical University,

70, Imam Shamilprosp., Mahachkala, 367015;ph.: (8722) 62-37-61, fax: (8722) 62-37-97, e-mail: [email protected]

The device for sterilisation of sealed food jars with use the step-like heating and air-water-vaporizer of the cooling with rotation of the tare with «bottom on lid» is presented. Scheme of the device and principle of his work is resulted. Device provides significant reduction a spread of time sterilisations of sealed food jars, as well as uniformity of the heat processing that promotes increasing a quality of finished products.

Key words: sterilisation of sealed food jars, step-like heating, rotation of tare.

621.31.004.18

РАЗРАБОТКА БЛИЗКИХ К ОПТИМАЛЬНЫМ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ ДИАГРАММ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА С МОМЕНТОМ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТИПА ВЯЗКОГО ТРЕНИЯ

Ю.П. ДОБРОБАБА, Т.С. ЖИВОДРОВ

Кубанский государственный технологических университет,

350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2: электронная почта: [email protected]

Позиционные электроприводы постоянного тока с моментом сопротивления типа вязкого трения широко распространены на предприятиях пищевой промышленности. Предложены две близкие к оптимальным по быстродействию диаграммы перемещения исполнительных органов электроприводов постоянного тока с постоянным моментом сопротивления: с ограничением по току, с ограничениями по току и скорости.

Ключевые слова: электропривод постоянного тока, диаграмма перемещения исполнительного органа электропривода, зависимость угла поворота исполнительного органа электропривода от времени, момент сопротивления, вязкое трение.

В настоящее время интенсификация технологических процессов в оборудовании пищевых предприятий, работающем в циклическом режиме, достигается за счет оптимизации по быстродействию перемещений исполнительных органов электроприводов (ИОЭП) постоянного тока с моментом сопротивления типа вязкого трения.

В монографии [1] представлены без учета влияния индуктивности якорной цепи ЭП две близкие к оптимальным по быстродействию диаграммы перемещения ИОЭП постоянного тока с постоянным моментом сопротивления: с ограничением по току, с ограничениями по току и скорости.

В данной работе разрабатываются без учета влияния индуктивности якорной цепи ЭП две близкие к оптимальным по быстродействию диаграммы перемещения ИОЭП постоянного тока с моментом сопротивления типа вязкого трения.

Постановка первой задачи для ЭП положения - отработать заданное перемещение за минимально возможное время при наличии ограничения по току.

Постановка второй задачи для ЭП положения - отработать заданное перемещение за минимально возможное время при наличии ограничений по току и скорости.

Математическая модель электропривода:

С м I я=К ю + ;

м

йт

—^- = ю ,

М

где 1я - ток якорной цепи ЭП, А; ш - угловая скорость ИОЭП, рад/с; ф - угол поворота ИОЭП, рад; Мс - момент сопротивления ЭП, Н ■ м; См - коэффициент пропорциональности между током и моментом электродвигателя, В ■ с; /- момент инерции ЭП, кг ■ м2; К - коэффициент пропорциональности между скоростью и моментом сопротивления ЭП, Н ■ м ■ с/рад.

Критерий оптимизации - быстродействие. Ограничения по току и скорости:

-Ідоп < Ія(і)< 1 доп; I -Ю доп < Ю (і)< Ю доп ,|

где Ідоп - допустимое значение тока якорной цепи ЭП, А; Шдоп - допустимое значение угловой скорости ИОЭП, рад/с.

Начальные и конечные значения контролируемых координат:

/я(0) = 0; 1 1я(Тц ) = 0;

ю(Гц ) = 0;

ф(ГЦ )= Ф кон •

ю(0) = 0; Ф (0)= Ф на

где фНач, Фкон - начальное и конечное значения угла поворота ИОЭП, рад; Гц - длительность цикла, с.

На рис. 1 представлена близкая к оптимальной по быстродействию диаграмма перемещения ИОЭП постоянного тока с моментом сопротивления типа вязкого трения при ограничении по току.

Этап 1. В интервале времени 0 < £ < £ 1

1 я(£) =1 доп ;

К к

с с

К

т Г I

т м доп

к к

сс

ю( £ ) = -

Г I ___с £ Г I

м доп ________________________т

кс

При £ = £ 1

т С I - Кс 1 С I

м доп 1 м

м доп

Ф1 =------------д—е т

1 Кс Кс

К

К с Кс

Гм/доп ^ Гм /доП

м доп

ю 1 =----------------е т

К

Ф (£) =

Г м I

т Г I м доп

. К с К с

- 2

т Г I м доп

К с К с

Г I т Г I

(‘ - < 1) + Ф „ +£ 1 + т :

сс

ю (() :

Г I -Г I -Кс( -1) Г I

^ м доп т 1 /-ч ^ м доп Г ^ 1 ' ^ м Л'

----------е т

К

при £ = (£ 1 + £2) = Гц

т Г I м доп

. К с К с

К

-2

К

т Г I м доп

К с К с

Г I Г I

м доп м доп

£ 2 + Ф нач +-

Кс

Г I -Кс£ Г I

Г м доп е т 1 2Г м доп

К с К с

сс

Так как ю 2 = 0и ф 2 = ф кон , то

Г I м доп

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

К с Кс ’

- т £2 Г I м доп

К

т

£ 1 =-----------1п

1 К

1

_ К с К с( Ф

т

£ 2 =-------1п-

2 К

1-4 1-е 1

К с(ф кон -Ф нач ) ,

1-А1 1-е

Г I

м доп

2-^- 1п-К

К (ф -ф )

с кон нач

Г I

м доп

1-/ 1-е

Этап 2. В интервале времени £ 1 < £ <(£ 1 + £2) = Гц

/ я(£) = -/ доп ;

ю г

Кс

_*с

1-е

Рис. 1

Рис. 2

К

£- £

е

К

т

е

2

1

ц

Ф1 =Фн

т Г I

т м доп

К К с

1 К с К с( Ф кон - Ф на» ) Г I ^ - ^ ( £-

/ 1-е т См/доп ю(£) = м доп Н ю доп е т

+ V / доп К с

т Г м /доп 1п К Кс '

_К с К с( Ф

1-V1-е

Диаграмма справедлива при выполнении условия

(ф кон -Ф нач )< Ф гр>

3 Г м /доп 1

где Ф ^ =-----------------1п-

Г212

м доп

Кс Кс

Г212 -К2ю2

м доп с доп

Если условие не выполняется, то справедлива близкая к оптимальной по быстродействию диаграмма перемещения ИОЭП постоянного тока с моментом сопротивления типа вязкого трения при ограничениях по току и скорости.

На рис. 2 представлена такая диаграмма.

Первые этапы для обеих диаграмм описываются одинаковыми зависимостями, но так как для второй диаграммы ю 1 = ю доп , то

£ 1 =-------------1п

Г м / доп

К с Гм/доп - Ксю доп

При £ =(£ 1 + £2 + £3) = Т 3

Ф 3 =-

К с

Г I

м доп

К с

т 3 м доп

К,.

К

£ 3 + Ф нач +

г Г I

т м доп

К7 К с

ю

т Г I Г I

+ ю доп £ 2 + ----------------1п------------------------^-----------------

2 К с К с Гм ^оп - К сю доп

Г м / доп

К

ю

- К1 £з Г м I д

К

Так как ю 3 = 0 и Ф 3 = Ф кон , то

£ 3 =--------1п

3 Кс

т , Гм /доп + Ксю доп

Г м /доп

Ф -ф т Гм/2

кон нач м д

1п

Г212

м доп

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

юд

К с Ксю доп Гм/д2оп - Кс2ю доп

1п

Г I

м доп

т т Г I

т т м доп

Ф, = ф------------------------ю Н---------------------------—

Ф1 Ф нач к, доп к к а/ - к ю.

сс

м доп с доп

Этап 2. В интервале времени £ 1 < £ <(£ 1 + £2)

К

I я(£)=о:

юд

Ф(£) = Ф1 + юдоп (£-£ 1);

ю(£)= ю доп.

При £ =(£ 1 + £2)

Ф 2 = Ф 1 + ю доп £ 2.

Этап 3. В интервале времени

(£ 1 + £2 )< £ <(£ 1 + £2 + £3 ) = Тц

Ф (£) =-------

К

/ я(£)

Г I

м доп

К

ю

Кс

Т( £ £1 £2 )

Г I т Г I

^ м доп / \ , . т м доп

-(£ - £ 1 - £ 2 ) + Ф нач +-

Кс

+ю доп £ 2 +

т Г I

° м доп 1п

Кс Кс '

Кс К с

Г м / доп

Гм /доп К сю доп

Г __ ф кон Ф нач Н_ т СмIдоп+ Ксю доп ^ ^^м^доп^ Ксю доп _

ю доп К с К с-^доп

- т ^^м^доп К сю доп 1п __________См/Д(

Кс Кc/доп

Г I

м доп

ф = ф------------ю ,

2 кон К доп К К

См/доп К сю доп т Гм /ДOП 1п Гм /доп Н К сю доп

сс

Г м / доп

Диаграмма справедлива при выполнении условия

(ф кон -ф нач )< Ф гр.

Реализация предлагаемых близких к оптимальным по быстродействию диаграмм перемещения ИОЭП постоянного тока с моментом сопротивления типа вязкого трения без учета влияния индуктивности якорной цепи ЭП позволяет интенсифицировать технологические процессы в пищевых аппаратах, работающих в циклическом режиме.

ЛИТЕРАТУРА

1. Добробаба Ю.П., Чумак А.Ю. Синтез САР угловой скорости электроприводов постоянного тока по эталонным передаточным функциям. - Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2000. - 96 с.

Поступила 14.12.10 г.

1 £2

м доп

1

е

£

2

е

DEVELOPING THE NEARLY OPTIMALLY PERFORMING DISPLACEMENT DIAGRAMS OF ELECTRIC DRIVES DIRECT CURRENT WITH MOMENT OF RESISTANCE VISCOUS FRICTION TYPE

YU.P. DOBROBABA, T.S. ZHIVODROV

Kuban State Technological University,

2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: [email protected]

Positional electric drives direct current with moment of resistance viscous friction type are widespread in the food industry. Proposed two are nearly optimally performing displacement diagrams of electric drives direct current with constant moment of resistance: a current limitation, the limitations of current and speed.

Key words: electric drives direct current, displacement diagram of electric drive direct current, the angle of rotation of the electric drive from time, the moment of resistance, viscous friction.

664.03

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ, УДЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И КПД ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ

В.П. БОРОДЯНСКИЙ

Кубанский государственный технологический университет,

350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел.: (861) 275-22-79

Для получения математических зависимостей, касающихся производительности оборудования, удельной работы и КПД процесса обработки материала, используется элементарная физическая модель. Показано влияние кинематических параметров модели (угла давления) на энергетические показатели процесса.

Ключевые слова: технологическое оборудование, элементарная физическая модель, производительность, удельная работа, КПД обработки материала.

чин, не входящих в параметры ЭФМ. Поэтому общим показателем, отражающим производительность разного вида обрабатывающих устройств, может служить величина вытесняемого рабочим органом объема материала. Для ЭФМ (рис. 1) вытеснение объема происходит при движении пластин 1 и 2 модели (рис. 1, а), при котором они сближаются со скоростью ¥12. Поверхность пластины 1 на участке ВГ контакта ее с материалом перемещается в глубину материала со скоростью К1И2. Объем, вытесненный за 1 с, или объемная производительность:

бо = 11ЬУП = /1 Ь^2 81п р, (1)

где 0о - производительность объемная, м3/с; /1и Ь - длина и ширина контактной поверхности пластины 1, м; УЩ - нормальная составляющая скорости пластины 1 относительно пластины 2, м/с; ¥2 - скорость пластины 2, м/с; р - угол схождения пластин 1 и 2.

Производительность по массе вытесняемого материала 0, кг/с:

0 = 0о Р = 11 р , (2)

где р - плотность обрабатываемого материала, кг/м3.

Для материала, имеющего при обработке прокаткой практически постоянную плотность, определение производительности по вытесненному объему (массе) позволяет проводить оценку энергозатрат на процесс.

Исходя из особенностей конкретного устройства, зависимости (1) и (2) могут использоваться непосредственно либо незначительно видоизменяться. Напри-

Важными характеристиками функционирования технологического оборудования являются его производительность и энергопотребление. Использование элементарной физической модели (ЭФМ) для определения этих параметров позволяет обобщить методы их расчета для технологического оборудования, осуществляющего механические процессы обработки материала - прессование, резание, измельчение и др.

Обобщенные методы энергосиловых расчетов оборудования с использованием ЭФМ [1-3] в своей основе опираются на ограниченное число параметров, характеризующих реальное устройство, производящее обработку материала. В то же время определение производительности оборудования по существующим методикам требует конкретных для данного устройства вели-

а б

Рис. 1

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Добробаба Ю. П., Живодров Т. С.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Добробаба Ю. П., Живодров Т. С.