ANALYSIS OF THE DAMPING CONDITIONS OF OSCILLATIONS IN A TWO-MASS ELECTRIC DRIVE BASED ON THE EFFECT OF RESONANT ELECTROMECHANICAL INTERACTION WITH ADDITIONAL FEEDBACK

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.2

Keywords:

electric drive, electromechanical system, elastic mechanical oscillations, dynamic loads, damping, twomass system, automatic control system, additional feedback, regulator, relationship, interaction, generalized indicators.

Abstract

The decision of actual problem of choosing the optimal parameters of electromechanical systems of electric drives of technological machines to improve their dynamic qualities, in particular, according to the criterion of minimum oscillation of transients. It is shown that the parameters characterizing a particular type of electric drive with maximum damping and minimum dynamic loads are determined by the laws of electromechanical interconnection. This makes it possible to use the specific property of damping elastic mechanical vibrations by the electric drive itself. The existing synthesis methods involve the use of classic optimization algorithms, which are focused on minimizing the response of the electric drive under the action of elastic vibrations. The work focuses on the fact that in electromechanical systems it is necessary to consider related processes in the interaction of oscillations in the electromagnetic and mechanical subsystems of the electric drive in the general case. Based on the regularities of the resonant electromechanical interaction of processes in the electromagnetic and mechanical subsystems of the drive, it is proposed to use generalized indicators, which fully corresponds to the synergistic approach. As a result of research, it is shown that when optimizing two-mass electric drives according to the criterion of the minimum fluctuation of the main coordinates, the settings of the parameters of the automatic control system must be performed taking into account the effects of resonant electromechanical interaction caused by the coefficient of distribution of inertial masses γ. The method of synthesizing an electric drive with active damping of elastic mechanical vibrations was further developed, which is achieved by choosing the appropriate ratio of dynamic parameters with additional feedback during the implementation of resonant electromechanical interaction processes and allows to ensure the optimality of transient processes according to the criterion of minimum oscillations. The implementation of the proposed optimal calculation ratios for setting the speed control loop during optimization is based on the compensation of the influence of elastic forces by inertial forces and can be recommended for setting the subordinate control systems of electric drives of technological machines.

References

Samuelsson O. Load modulation at two locations for damping of electromechanical oscillations in a multimachine system. Power Engineering Society Summer Meeting 2000. IEEE. 2000. Vol. 3, P. 1912–1917. doi: 10.1109/pess.2000.868826.

Szabat K., Orłowskа-Kowalska T. Vibration suppression in a two-mass drive system using PI Speed Controller and Additional Feedbacks. Comparative Study IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2007. Vol. 54, Issue 2. P. 1193−1206.

Задорожний Н. А. Обобщенные требования к конструированию механических передач с упругими связями. Електромашинобудування та електрообладнання. 2006. №. 66. С. 27–29.

Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 2001. 704 с.

Pyatibratov G. Ya. On the Use of Electromechanical Systems for Limiting Dynamic Loads in Spring Mechanisms. Russian Electrical Engineering. 2018. Vol. 89, Issue 1. P. 36−41.

Blagodarov D. A., Kostin A. A., Reznikovskiy A. M., Safonov Yu. M., Chernikov S. Yu. Development of Control Systems of Electric Drives with Flexible Mechanics. Russian Electrical Engineering. 2015. Vol. 86, No. 1. P. 18−21.

Коцегуб П. Х. Синтез вентильних приводів постійного струму. Київ: ІЗМН, 1997. 124 с.

Толочко О. І. Аналіз та синтез електромеханічних систем зі спостерігачами стану: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. Донецьк: Норд-Прес, 2004. 298 с.

Марущак Я. Ю. Синтез електромеханічних систем з послідовним та паралельним керуванням. Львів : Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2005. 208 с.

Попович М. Г., Борисик М. Г. , Гаврилюк В. А. Теорія електроприводу. Київ: Вища шк., 1993. 494 с.

Задорожня І. М., Задорожній М. О. Оптимізація та взаємозв’язки параметрів двомасових електромеханічних систем [Електронний ресурс] : монографія – Електрон. текст. дані (4,5 Мб). Краматорськ : ДДМА, 2021.

Задорожняя И. Н., Задорожний Н. А. Синтез электромеханической системы предельной степени устойчивости и минимальной колебательности упругой механической подсистемы. Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический інститут». 2017. № 27 (1249). С. 150-155.

Задорожня І. М. Синтез параметрів двомасових електроприводів на основі ефекту резонансної електромеханічної взаємодії / І. М. Задорожня, М. О. Задорожній // Вісник Херсонського національного технічного університету «ХНТУ». 2023. № 1 (84) С. 18–24. doi: https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2023.1.2

Published

2024-07-01