采有離散模型數(shù)值分析法,完成了動特性優(yōu)化設(shè)計軟件,并結(jié)合工程實(shí)例對串電阻起動方式的優(yōu)化過程進(jìn)行了計算機(jī)模擬。
1帶式輸送機(jī)起動特性優(yōu)化原理已證明了反S形速度控制起動方式的特性是優(yōu)化的特性。根據(jù)這一特性,只要對帶式輸送機(jī)的起動速度特性曲線進(jìn)行控制,令其滿足反S形,_可以獲得優(yōu)化的起制動特性。這_是本文提出的動特性優(yōu)化設(shè)計原理,即通過優(yōu)化驅(qū)動電動機(jī)的牽引力來優(yōu)化系統(tǒng)的動態(tài)特性。我們可以先令其驅(qū)動力滿足優(yōu)化特性下的驅(qū)動力,再根據(jù)求得的牽引力來控制電動機(jī)本身的特性參數(shù)變化,使電動機(jī)的牽引力盡量滿足所要求的牽引力,達(dá)到優(yōu)化的目的。
2 1轉(zhuǎn)子對稱切換起動的原理起動時,三相轉(zhuǎn)子都串接同一數(shù)值的電阻,限制其起動電流,使起動時的_大轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生在s m = 1= ( n0)的情況下。此時起動轉(zhuǎn)矩等于電動機(jī)_大轉(zhuǎn)矩。隨著轉(zhuǎn)速上升,逐漸減小電阻,直至起動電阻全部切除,在固有特性上運(yùn)行。
2 2起動電阻的計算異步電動機(jī)的機(jī)械特特實(shí)用表達(dá)式為:級起動特性及線路M = 2M max s m + s m s( 1)式中: M !電磁轉(zhuǎn)矩;s!電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率;s m!電動機(jī)的臨界轉(zhuǎn)差率;M m ax!電動機(jī)的_大轉(zhuǎn)矩。
工程實(shí)踐中,一般先選定起動電阻的段數(shù)m,為求各段起動電阻,應(yīng)先根據(jù)段數(shù)m,選定_大起動轉(zhuǎn)矩計算比值。則轉(zhuǎn)子各段電阻的數(shù)值為:r m q = ( - 1) r q r m- 1 q = m q rq = r q( 2)3轉(zhuǎn)子串電阻起動機(jī)特性的優(yōu)化本文通過優(yōu)化串電阻起動方式的牽引力,來優(yōu)化串電阻起動方式的動態(tài)特性。即確定各級電阻切除的時間,使其起動過程的牽引力變化趨近于反S形起動過程的牽引力,因而其優(yōu)化的首要條件_是已知反S形起動過程的牽引力隨時間變化的關(guān)系。這一過程的優(yōu)化參數(shù)個數(shù),_是起動電阻的段數(shù)m.
設(shè)m段電阻切除的時間分別為t 1, t 2, t m,這些參數(shù)應(yīng)滿足下述條件:t m? T 0 t i- 1 < t i? t i+1, i = 1, 2, %m - 1( 3)式中: T 0!驅(qū)動系統(tǒng)的起動時間,按S形速度規(guī)律起動的時間;t i第i段電阻切換時間。
驅(qū)動滾筒的簡化模型。串電阻起動特性的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為:m i= 1(f ( t) - ma + F 2 - F 1)2 m in( 4)我們不妨設(shè)滾筒的運(yùn)行速度為反S形,即a ( t), v ( t), F 2( t), F 1( t)都為反S形起動工況時的值,優(yōu)化其各級電阻的切換時間,使上式達(dá)到_小值,這時滾筒的驅(qū)動力矩_是_優(yōu)的起動力矩。
溫升條件為:M dx =n i= 1 M 2 i t in i= 1 t i? M e( 5)即滿足電機(jī)的等效轉(zhuǎn)矩M dx等于或小于額定轉(zhuǎn)矩M e,所選電機(jī)符合溫升要求。
4串電阻起動方式動特性優(yōu)化設(shè)計程序我們已給出了串電阻起動方式的目標(biāo)函數(shù),本文采用改進(jìn)復(fù)合形法對串電阻起動方式中各段電阻的切換時間進(jìn)行優(yōu)化。其程序框圖如所示。并借助輸送帶起動張力、起動速度分析程序?qū)?yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析。
5串電阻起動特性優(yōu)化實(shí)例實(shí)例基本條件:采用YR450- 4, 800Kw轉(zhuǎn)子繞線式電機(jī)作為驅(qū)動裝置,工程設(shè)計一般取_大轉(zhuǎn)矩的0 85倍為_大起動轉(zhuǎn)矩,即M q l = 0. 85M max。擬采用轉(zhuǎn)子對稱串接8級電阻起動。
將上述已知參數(shù)代入串電阻起動優(yōu)化設(shè)計程序,則得到了串電阻起動優(yōu)化的參數(shù)一各級起動電阻的切的時間。優(yōu)化后的時間序列為:t 0( i) = ( 2. 9458; 7. 8763, 12. 431; 13 5654; 17. 041; 21 941; 23. 1607;25. 83) (秒)以上是各級電阻切換時間的優(yōu)化結(jié)果,將結(jié)果代入到串電阻起動動態(tài)特性分析程序中,可得到起動速度的變化過程。
轉(zhuǎn)子串電阻起動特性優(yōu)化的結(jié)果是使其速度規(guī)律與_優(yōu)的速度規(guī)律曲線很相似,采用這種優(yōu)化方法可在_程度上,在不增加經(jīng)濟(jì)成本的情況下達(dá)到_帶式輸送機(jī)上輸送帶的受力狀況的目的,但還不能在根本上控制其起動特性達(dá)到_優(yōu)。