Керування електромеханічними системами конвеєрних ліній
DOI:
https://doi.org/10.30837/2522-9818.2024.4.085Ключові слова:
роботизовані системи; транспортувальний шатл; конвеєрна лінія; автоматизоване керування; асинхронний двигун.Анотація
Предметом дослідження є метод керування швидкістю асинхронного двигуна, увімкненого за схемою асинхронно-вентильного каскаду, що підвищує коефіцієнт потужності привода й позитивно впливає на енергосистему загалом. Мета роботи – розроблення та дослідження методів керування електромеханічними системами на базі асинхронного електропривода, що забезпечують високоефективну роботу реалізованих на їх основі конвеєрних ліній як елементів складного технологічного обладнання автоматизованої системи керування технологічними процесами. У статті виконуються такі завдання: аналіз задач керування конвеєрними лініями в межах інтегрованої автоматизованої системи управління технологічними процесами виробничих систем; розгляд виконавчих елементів електропривода конвеєрних ліній; розроблення методу регулювання швидкості асинхронного двигуна, увімкненого за схемою асинхронно-вентильного каскаду. Методологія дослідження основана на методах теорії електричних машин, теорії електропривода, чисельних і аналітичних методах розв’язання диференційних рівнянь, теорії моделювання. Результати роботи передбачають метод керування швидкістю асинхронного двигуна, що ґрунтується на реалізації імпульсного керування, що виділяється можливістю підтримки кутів керування повністю керованими силовими напівпровідниковими елементами для досягнення високого значення коефіцієнта потужності та зміни частоти увімкнення силового елемента електронного ключа, що закорочує інвертор. Досліджено вплив тривалості відносної тривалості комутації ключа на характеристики виконавчого елемента. Висновки: застосування запропонованого методу імпульсного регулювання електропривода дає змогу розширити верхню межу регулювання швидкості, підвищити коефіцієнт корисної дії та коефіцієнт потужності електропривода, зменшити індуктивність згладжувального дроселя.
Посилання
Список літератури
Dunn William С. Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control. Mcgraw-Hill Book Co, 2018. 336 р. URL: https://www.ebooks.com/en-us/book/96278766/fundamentals-of-industrial-instrumentation-and-process-control-2e-pb/william-c-dunn/
Кишенько В. Д. Сучасні методи та моделі інтелектуальних систем керування. Київ: НУХТ, 2021. 252 с. URL: https://drive.google.com/file/d/1YHidYjIMnPl6Exx58-lg4j7vYzYc0As3/view
Автоматизація виробничих процесів / І. В. Ельперін та ін. Київ: Ліра-К, 2017. 378 с. URL: https://pupenasan.github.io/avpbook/
Nevliudov I. Evolutions Of Group Management Development Of Mobile Robotic Platforms In Warehousing 4.0. / I. Nevliudov et al. Innovative technologies and scientific solutions for industries. 2021. № 4 (18). Р. 57–64. DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2021.18.057
Dinolova P. Energy Efficiency of Induction Motor Drives: State of the Art, Analysis and Recommendations / P. Dinolova et al. Energies. 2023. Vol. 16, 7136. 26 p. DOI: https://doi.org/10.3390/en16207136
Sengamalai U. Three Phase Induction Motor Drive: A Systematic Review on Dynamic Modeling, Parameter Estimation, and Control Schemes. / U. Sengamalai et al. Energies. 2022. Vol. 15, 8260. 39 p. DOI: https://doi.org/10.3390/en15218260
Єремєєв І. С., Кисельов В. Б. Автоматизовані системи управління технологічними процесами. Київ: Гельветика, 2022. 324 с. URL: https://knushop.com.ua/faculty/kibernetyka?product_id=2317&sort=p.model&order=ASC
Турушин В. О., Федорченко В. В. Машини промислового транспорту безперервної дії. Луганськ: СНУ ім. В. Даля, 2009. 134 с. URL: https://www.twirpx.com
Невлюдов І. Ш. Технічні засоби автоматизації / І. Ш. Невлюдов та ін. Кривий Ріг: Криворізький коледж НАУ, 2019. 450 с. URL: https://openarchive.nure.ua/entities/publication/d9c8323a-0bca-44ed-83cb-f785872b19cb
Diachenko O. An overview of the constructions of conveyors for moving bulk materials, comparison and study of their parameters / Diachenko O. et al. Mining, Constructional, Road and Melioration Machines. 2024. No. 103. P. 33–44. DOI: https://doi.org/10.32347/gbdmm.2024.103.0301
Бондарєв В. С. Підйомно-транспортні машини. Розрахунки підіймальних і транспортувальних машин / В. С. Бондарєв та ін. Київ: Вища шк., 2009. 734 с. URL: https://f.eruditor.link/file/371876/
Yevsieiev V. Conveyor Belt Object Identification: Mathematical, Algorithmic, and Software Support / V. Yevsieiev et al. Applied Mathematics & Information Sciences An International Journal. 2023. Vol. 17, No. 6. P. 1073–1088. DOI: https://doi.org/10.18576/amis/170615
Nevliudov I. The "load balancing" and "adaptive task completion" algorithms implementation on a pharmaceutical sorting conveyor line / I. Nevliudov et al. Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries. 2024. No. 1 (27). P. 154–163. DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2024.27.154
Bortnowski P. Types and causes of damage to the conveyor belt-review, classification and mutual relations / P. Bortnowski et al. Engineering Failure Analysis. 2022. Volume 140. 106520. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106520
Лавріненко Ю. М. Основи електропривода / Ю. М. Лавріненко та ін. Київ: Ліра-К, 2017. 524 с. URL: http://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2016/Lavrin_2009_504.pdf
Vovk O. Energy-Saving Control of Asynchronous Electric Motors for Driving Working Machines / O. Vovk et al. Modern Development Paths of Agricultural Production. Springer, Cham. 2019. P. 415–423. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_43
Esam H. Performance improvement of squirrel cage induction motor: A review paper / H. Esam et al. Proceedings of the 4th International conference on sustainable engineering techniques (ICSET-2024). Volume 3105, Issue 1. 15 p. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0212317
Чермалих О. В. Автоматизований електропривод машин та установок / О. В. Чермалих та ін. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. 60 с. URL: https://ela.kpi.ua/Avtomatyzovanyi2021
Воскобойник В. Е. Основи електропривода виробничих машин та комплексів / В. Е. Воскобойник та ін. Дніпро: Національний ТУ "Дніпровська політехніка", 2021. 254 с. URL: https://elprivod.nmu.org.ua/files/automaticED/Посібник основи електропривода 2029.01.2021.pdf
Голодний І. М., Санченко О. В. Регульований асинхронний електропривод вентиляційної системи з широтно-імпульсним керуванням. Київ: ЦП "Компринт", 2020. 117 с. URL: http://rep.btsau.edu.ua/bitstream/BNAU/5617/1/Monographia%20Golodniy%D0%B9%202020.pdf
Сенько В. І., Трубіцин К. В., Чибеліс В. І. Інвертори і перетворювачі частоти: монографія. Київ: Ліра-К, 2020. 300 с. URL: https://files.znu.edu.ua/files/Bibliobooks/Inshi73/0054410.pdf
Регульований електропривод / І. М. Голодний та ін. Київ: ЦП "Компринт", 2015. 509 с. URL: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/56294/1/Elektropryvod.pdf
References
Dunn, W. (2018), "Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control", Mcgraw-Hill Book Co, 336 р. available at: https://www.ebooks.com/en-us/book/96278766/fundamentals-of-industrial-instrumentation-and-process-control-2e-pb/william-c-dunn/
Kyshenko, V. (2021), "Modern methods and models of intelligent control systems" ["Suchasni metody ta modeli intelektualnykh system keruvannia"], NUKhT, Kyiv, 252 р. available at: https://drive.google.com/file/d/1YHidYjIMnPl6Exx58-lg4j7vYzYc0As3/view
Elperin, I., Pupena, O., Sidletskyi, V., Shved, S. (2017), "Automation of production processes" ["Avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv"], Lira-K, Kyiv, 378 p. available at: https://pupenasan.github.io/avpbook/
Nevliudov, I., Yevsieiev, V., Klymenko, O., Demska, N., Vzhesnievskyi, M. (2021), "Evolutions of Group Management Development of Mobile Robotic Platforms in Warehousing 4.0", Innovative technologies and scientific solutions for industries, № 4 (18), Р. 57–64. DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2021.18.057
Dinolova, P., Ruseva, V., Dinolov, O. (2023), "Energy Efficiency of Induction Motor Drives: State of the Art, Analysis and Recommendations", Energies, Vol. 16, 7136, 26 p. DOI: https://doi.org/10.3390/en16207136
Sengamalai, U., Anbazhagan, G., Thamizh Thentral, T.M., Vishnuram, P., Khurshaid, T., Kamel, S. (2022), "Three Phase Induction Motor Drive: A Systematic Review on Dynamic Modeling, Parameter Estimation, and Control Schemes", Energies, Vol. 15, 8260, 39 p. DOI: https://doi.org/10.3390/en15218260
Yeremieiev, I., Kyselov, V. (2022), "Automated control systems of technological processes" ["Avtomatyzovani systemy upravlinnia tekhnolohichnymy protsesamy"], Vydavnychyi dim "Helvetyka", Kyiv, 324 p. available at: https://knushop.com.ua/faculty/kibernetyka?product_id=2317&sort=p.model&order=ASC
Turushyn, V., Fedorchenko, V. (2009), "Continuous industrial transport machines" ["Mashyny promyslovoho transportu bezperervnoi dii"], Vydavnytstvo SNU im. V. Dalia, Luhansk, 134 p. available at: https://www.twirpx.com
Nevliudov, I., Andrusevych, A., Demska, N., Novoselov, S. (2019), "Technical means of automation" ["Tekhnichni zasoby avtomatyzatsii"], Kryvorizkyi koledzh NAU, Kryvyi Rih, 450 p. available at: https://openarchive.nure.ua/entities/publication/d9c8323a-0bca-44ed-83cb-f785872b19cb
Diachenko, O., Delembovskyi, M., Levchuk, K., Protyven O. (2024), "An overview of the constructions of conveyors for moving bulk materials, comparison and study of their parameters", Constructional, Road and Melioration Machines, No. 103, P. 33–44. DOI: https://doi.org/10.32347/gbdmm.2024.103.0301
Bondariev, V., Dubynets, O., Kolisnyk, M. (2009), "Lifting and transport machines. Calculations of lifting and transport machines" ["Pidiomno-transportni mashyny. Rozrakhunky pidiimalnykh i transportuvalnykh mashyn"], Vyshcha shkola, Kyiv, 734 p. available at: https://f.eruditor.link/file/371876/
Yevsieiev, V., Nevliudov, I, Maksymova, S., Omarov, M., Klymenko, O. (2023), "Conveyor Belt Object Identification: Mathematical, Algorithmic, and Software", Applied Mathematics & Information Sciences an International Journal, Vol. 17, No. 6, P. 1073–1088. DOI: https://doi.org/10.18576/amis/170615
Nevliudov, I., Yevsieiev, V., Maksymova, S., Klymenko, O. (2024), "The "load balancing" and "adaptive task completion" algorithms implementation on a pharmaceutical sorting conveyor line", Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries, No. 1(27), P. 154–163. DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2024.27.154
Bortnowski, P., Kawalec, W., Król, R., Ozdoba, M. (2022), "Types and causes of damage to the conveyor belt-review, classification and mutual relations", Engineering Failure Analysis., Vol. 140, 106520. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106520
Lavrinenko, Yu., Savchenko, P., Syniavskyi, O., Voitiuk, D., Savchenko, V., Holodnyi, I. (2017), "Basics of an electric drive" ["Osnovy elektropryvoda"], Lira-K, Kyiv, 524 p. available at: http://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2016/Lavrin_2009_504.pdf
Vovk, O., Kvitka, S., Halko, S., Strebkov, O. (2019), "Energy-Saving Control of Asynchronous Electric Motors for Driving Working Machines", Modern Development Paths of Agricultural Production, Springer, Cham, P. 415–423. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_43
Esam, H., Ali, Ahmed J., Shanshal, Abdullah K. (2024), "Performance improvement of squirrel cage induction motor: A review paper", Proceedings of the 4th International conference on sustainable engineering techniques (ICSET), Volume 3105, Issue 1, 15 p. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0212317
Chermalykh, O., Danilin, O., Bosak, A., Toropova, L. (2021), "Automated electric drive of machines and installations" ["Avtomatyzovanyi elektropryvod mashyn ta ustanovok"], KPI im. Ihoria Sikorskoho, Kyiv, 60 p. available at: https://ela.kpi.ua/Avtomatyzovanyi2021
Voskoboinyk, V., Borodai, V., Borovyk, R., Nesterova, O. (2021), "Basics of the electric drive of production machines and complexes" ["Osnovy elektropryvoda vyrobnychykh mashyn ta kompleksiv"], Natsionalnyi TU "Dniprovska politekhnika", Dnipro, 254 p. available at: https://elprivod.nmu.org.ua/files/automaticED/Посібник основи електропривода 2029.01.2021.pdf
Holodnyi, I., Sanchenko, O. (2020), "Adjustable asynchronous electric drive of the ventilation system with pulse-width control" ["Rehulovanyi asynkhronnyi elektropryvod ventyliatsiinoi systemy z shyrotno-impulsnym keruvanniam"], TOV "TsP "Komprynt", Kyiv, 117 p. available at: http://rep.btsau.edu.ua/bitstream/BNAU/5617/1/Monographia%20Golodniy%D0%B9%202020.pdf
Senko, V., Trubitsyn, K., Chybelis, V. (2020), "Inverters and frequency converters: monograph" ["Invertory i peretvoriuvachi chastoty: monohrafiia"], Lira-K, Kyiv, 300 p. available at: https://files.znu.edu.ua/files/Bibliobooks/Inshi73/0054410.pdf
Holodnyi, I., Lavrinenko, Yu., Kozyrskyi, V., Chervinskyi, L., Abduramanov, D., Toropov, A., Sanchenko, O. (2015), "Adjustable electric drive" ["Rehulovanyi elektropryvod"] , TOV "TsP "Komprynt", Kyiv, 509 p. available at: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/56294/1/Elektropryvod.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
