RU2653961C1 - Method of the amplitude controlling during the automatic tuning to the driven by induction motor vibrating machine vibrations resonance mode - Google Patents
Method of the amplitude controlling during the automatic tuning to the driven by induction motor vibrating machine vibrations resonance mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653961C1 RU2653961C1 RU2017107725A RU2017107725A RU2653961C1 RU 2653961 C1 RU2653961 C1 RU 2653961C1 RU 2017107725 A RU2017107725 A RU 2017107725A RU 2017107725 A RU2017107725 A RU 2017107725A RU 2653961 C1 RU2653961 C1 RU 2653961C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibrations
- amplitude
- working body
- vibrating machine
- damper
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 42
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
- B06B1/12—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving reciprocating masses
- B06B1/14—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving reciprocating masses the masses being elastically coupled
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности.The invention relates to vibration technology and can be used in various industries.
Известны способы резонансной настройки вибромашин, основанные на поддержании угла сдвига между фазой перемещения рабочего органа вибрационной машины (далее - вибромашина) и фазой вынуждающей силы близким к π/2 за счет введения системы автоматического управления с обратной связью [1]. Структура такой системы состоит из двух основных частей: узла учета отклонения регулируемого параметра и узла учета фазы. В состав узла учета отклонения регулируемого параметра входят задатчики минимальной и максимальной амплитуд. Недостатком этих способов является то, что возбуждаемая при этом амплитуда резонансных колебаний может превышать требуемое значение, регламентируемое условиями протекания технологическим процессом, а также то, что в этих способах не указано, в какой момент времени начинается поиск резонансного режима, что может привести к застреванию асинхронного двигателя в пусковой зоне.Known methods for resonant tuning of vibration machines, based on maintaining the shear angle between the phase of movement of the working body of the vibrating machine (hereinafter referred to as the vibrating machine) and the phase of the driving force close to π / 2 by introducing an automatic feedback control system [1]. The structure of such a system consists of two main parts: a metering unit for the deviation of an adjustable parameter and a phase metering unit. The structure of the metering unit for the deviation of the adjustable parameter includes the setters of the minimum and maximum amplitudes. The disadvantage of these methods is that the amplitude of the resonant vibrations excited in this case can exceed the required value regulated by the conditions of the technological process, as well as the fact that these methods do not indicate at what point in time the search for the resonance mode begins, which can lead to an asynchronous jam engine in the starting zone.
Известны также способы управления амплитудой колебаний механических систем, возбуждаемых дебалансными вибровозбудителями, основанные на изменении величины дисбаланса [1]. Недостатком этих способов является отсутствие возможности изменения величины дисбаланса при работе машины в процессе автоматической настройки на резонансный режим.There are also known methods of controlling the amplitude of oscillations of mechanical systems excited by unbalanced vibration exciters, based on a change in the magnitude of the imbalance [1]. The disadvantage of these methods is the inability to change the magnitude of the imbalance when the machine is in the process of automatically tuning to the resonant mode.
Известен способ возбуждения резонансных колебаний механических систем синхронным электродвигателем, авторское свидетельство СССР 1609515, В06В 1/16, заключающийся в подаче на электродвигатель электрического напряжения, в измерении колебаний механической системы, осуществлении сдвига фазы измеренного сигнала, его усилении и подаче на электродвигатель, при этом одновременно подают напряжение на фазную обмотку и обмотку возбуждения электродвигателя, изменяют амплитуду напряжения, подаваемого на обмотки, поворачивают статор до обеспечения условия возбуждения резонансных колебаний. Данный способ имеет ограниченные возможности для практического использования в силу отсутствия возможности регулировать амплитуду резонансных колебаний, а также в силу высокой сложности, а также по причине использования синхронного электродвигателя, который значительно уступает асинхронному электродвигателю по объемам применения.A known method of exciting resonant vibrations of mechanical systems with a synchronous electric motor, USSR author's certificate 1609515,
Известен способ поддержания резонансных колебаний механической системы синхронным электродвигателем, авторское свидетельство СССР 1726055, В06В 1/16, заключающийся в подаче напряжения одновременно на фазную обмотку и обмотку возбуждения электродвигателя, измерении колебаний механической системы, осуществлении сдвига фаз измеренного сигнала, усилении его и подаче на электродвигатель, при этом изменяют амплитуду напряжения, подаваемого на электродвигатель, и поворачивают статор до обеспечения условий возбуждения резонансных колебаний, при измерении колебаний определяют ускорение колебаний механической системы, осуществляют сдвиг фазы измеренного сигнала на π/2, изменяют амплитуду напряжения, подаваемого на фазную обмотку, и поворачивают статор до совпадения движущего момента с моментом нагрузки, а на обмотку возбуждения подают постоянное напряжение.A known method of maintaining the resonant vibrations of a mechanical system with a synchronous electric motor, USSR author's certificate 1726055,
Данный способ имеет те же недостатки, которые были указаны для предыдущего аналога.This method has the same disadvantages that were indicated for the previous analogue.
Известен способ получения и поддержания резонансных механических колебаний, патент РФ 2335352, В06В 1/14, заключающийся в том, что на рабочий орган вибрационной установки воздействуют возмущающей периодической силой, угловые частоты возмущающей периодической силы и собственных колебаний рабочего органа в колебательной системе настраивают в режим резонансных колебаний, причем возмущающую периодическую силу передают рабочему органу через основную упругую связь, в качестве возмущающей периодической силы применяют возмущающую периодическую силу инерции, рабочий орган подвешивают в пространстве на виброизолирующей упругой связи с основанием, резонансные колебания рабочего органа возбуждают на основной упругой связи относительно источника возмущающей периодической силы инерции, при этом изменяют угловую частоту возмущающей периодической силы инерции в области частот восходящей части резонансной кривой и настраивают амплитуду колебаний рабочего органа, заданную по технологии, для осуществления которой используется вибрационная установка, измеряют колебания рабочего органа, сигнал измерения колебаний обрабатывают, сравнивают с опорным сигналом, задающим амплитуду колебаний рабочего органа, полученный сигнал ошибки используют в качестве сигнала, управляющего угловой частотой возмущающей периодической силы инерции.A known method of obtaining and maintaining resonant mechanical vibrations, RF patent 2335352,
Недостатками данного способа являются сложность применения при значительных изменениях массы рабочего органа вследствие изменения массы технологической нагрузки, так как требуется заранее знать массу рабочего органа для определения резонансной частоты системы и формирования опорного сигнала, притом что масса может изменяться произвольным образом, а также невозможность оценки резонансной частоты и резонансной амплитуды в системах с нелинейными характеристиками восстанавливающей силы, которые проявляются при значительных перемещениях рабочего органа.The disadvantages of this method are the difficulty of applying with significant changes in the mass of the working body due to changes in the mass of the technological load, since it is necessary to know the mass of the working body in advance to determine the resonant frequency of the system and the formation of the reference signal, while the mass can vary arbitrarily, as well as the impossibility of estimating the resonant frequency and resonance amplitudes in systems with non-linear characteristics of the restoring force, which manifest themselves with significant displacement niyah working body.
В качестве прототипа выбран способ автоматической настройки резонансных режимов колебаний вибрационной машины с приводом от асинхронного двигателя, патент РФ №2572657, В06В 1/16, заключающийся в том, что на рабочий орган вибрационной машины воздействуют периодической возмущающей силой, которая возникает при вращении дебаланса инерционного вибровозбудителя с приводом от асинхронного электродвигателя, частоту вращения дебаланса изменяют за счет изменения частоты питающего напряжения в зависимости от величины сдвига фаз между колебаниями рабочего органа и периодической возмущающей силой, который на резонансе должен быть равен π/2, при этом определение величины сдвига фаз проводят по сигналам с датчика углового положения дебалансов и датчика колебаний рабочего органа.As a prototype, a method for automatically tuning the resonant modes of vibration of a vibrating machine driven by an induction motor, RF patent No. 2572657, 1/06 1/16, V16B 1/16, which consists in the fact that the working body of the vibrating machine is affected by a periodic disturbing force that occurs when the unbalanced vibration exciter rotates driven by an asynchronous electric motor, the unbalance rotation frequency is changed by changing the frequency of the supply voltage depending on the magnitude of the phase shift between oscillations Static preparation organ and periodic disturbing force, which at resonance must be equal to π / 2, wherein determining the phase shift amount is performed on signals from the sensor and the angular position of the unbalance sensor working body vibrations.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности поддерживать и регулировать амплитуду резонансных колебаний без остановки машины и без проведения сложных монтажных и наладочных работ в условиях изменяющейся массы рабочего органа вследствие изменения массы технологической нагрузки.The disadvantage of the prototype is the lack of the ability to maintain and adjust the amplitude of the resonant oscillations without stopping the machine and without carrying out complex installation and commissioning work in a changing mass of the working body due to changes in the mass of the process load.
Целью предлагаемого изобретения является поддержание требуемой амплитуды при автоматической настройке на резонансный режим колебаний рабочего органа вибромашины, возбуждаемых дебалансным инерционным вибровозбудителем с приводом от асинхронного двигателя, при изменении в широких пределах массы технологической нагрузки за счет управления диссипации энергии колебаний.The aim of the invention is to maintain the required amplitude when automatically tuning to the resonant mode of vibration of the working body of the vibrator, excited by an unbalanced inertial vibration exciter driven by an induction motor, when the mass of the process load changes over a wide range due to the control of vibrational energy dissipation.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе управления амплитудой при автоматической настройке на резонансный режим колебаний вибрационной машины с приводом от асинхронного двигателя осуществляется за счет того, что колебания рабочего органа вибрационной машины с демпфером с заданными диссипативными характеристиками возбуждают периодической силой путем вращения дебаланса инерционного вибровозбудителя с приводом от асинхронного двигателя, частоту вращения которого настраивают на резонансный режим колебаний механической системы вибрационной машины проводят по заданному алгоритму, для чего одновременно измеряют перемещение рабочего органа и угловое положение дебаланса, при этом в этом способе измеряют рассогласование амплитуды колебаний рабочего органа с наперед заданным ее значением, изменяют величину диссипации энергии колебаний в демпфере, сводя величину рассогласования амплитуды колебаний рабочего органа к нулю, при этом изменение величины диссипации вычисляют по заданному алгоритму, который связывает амплитуду колебаний рабочего органа и диссипативные характеристики демпфера.This goal is achieved by the fact that in the proposed method of controlling the amplitude when automatically tuning to the resonant mode of vibration of a vibrating machine driven by an induction motor, the vibrations of the working body of a vibrating machine with a damper with predetermined dissipative characteristics are excited by periodic force by rotating the unbalanced vibration exciter driven by an induction motor, the rotational speed of which is tuned to the resonant mode of oscillations of the mechanical system of the vibrating machine is carried out according to a predetermined algorithm, for which both the movement of the working body and the angular position of the unbalance are measured at the same time. In this method, the mismatch of the amplitude of the vibrations of the working body with its predetermined value is measured, the magnitude of the dissipation of vibration energy in the damper is changed, reducing the magnitude of the mismatch oscillations of the working body to zero, while the change in the magnitude of the dissipation is calculated according to a predetermined algorithm that relates the amplitude of the vibrations of the working body and dissipative characteristics of the damper.
На фиг. 1 представлена схема вибромашины, в которой может быть реализован предлагаемый способ и наглядно показана возможность управления и поддержание амплитуды колебаний рабочего органа.In FIG. 1 shows a diagram of a vibrating machine in which the proposed method can be implemented and the possibility of controlling and maintaining the amplitude of oscillations of the working body is clearly shown.
Указанный способ поддержания требуемой амплитуды при автоматической настройке резонансных режимов колебаний вибрационной машины с приводом от асинхронного двигателя может быть реализован следующим образом (фиг. 1). Механическая система вибромашины состоит из рабочего органа вибромашины 1, связанного с основанием 2 посредством упругих элементов 3 и демпфера 4. Для возбуждения колебаний используется инерционный вибровозбудитель, выполненный в виде электродвигателя 5 с дебалансом 6, закрепленным на его оси. Электродвигатель 5 жестко закреплен на рабочем органе вибромашины 1. Устройство также содержит систему управления с обратной связью, включающую блок управления 7 (БУ), устройство управления частотой 8 (УУЧ), управляющее частотой вращения электродвигателя 5, датчик колебаний - виброметр 9, установленный на рабочем органе вибромашины 1; датчик углового положения дебаланса 10, установленный на оси электродвигателя 5; входы блока управления 7 (БУ) соединены с датчиком колебаний рабочего органа 9 и датчиком углового положения ротора электродвигателя 10, один выход блока управления 7 (БУ) соединен с устройством для управления частотой вращения 8 (УУЧ) электродвигателя, а другой выход соединен с устройством управления демпфером колебаний 11 (УУД), при этом блок управления выполнен с возможностью обработки сигналов с датчиков колебаний 9 и углового положения дебаланса 10 и формирования сигнала управления частотой вращения электродвигателя и управления величиной диссипации в демпфере.The specified method of maintaining the required amplitude during automatic tuning of the resonant modes of vibration of a vibrating machine driven by an induction motor can be implemented as follows (Fig. 1). The mechanical system of the vibrator consists of the working body of the
При необходимости поддержания требуемой амплитуды колебаний при настройке резонансного режима на рабочий орган вибромашины 1 воздействуют периодической возмущающей силой, которая возникает при вращении дебаланса 6 инерционного вибровозбудителя с асинхронным двигателем 5, частоту вращения дебаланса 6 регулируют за счет изменения частоты питающего напряжения с учетом различия между этими частотами в зависимости от величины сдвига фаз между колебаниями рабочего органа вибрационной машины 1 и периодической возмущающей силой, которая определяется угловым положением дебаланса 6, при этом измерение величины сдвига фаз проводят по сигналам с датчика углового положения дебаланса 10 и датчика колебаний рабочего органа 9, а амплитуду колебаний регулируют за счет изменения диссипации энергии колебаний с учетом различия между измеряемой амплитудой и наперед заданным ее значением, при этом изменение демпфирования проводят по сигналам с датчика колебаний рабочего органа 9.If it is necessary to maintain the required amplitude of oscillations when setting the resonance mode, the working body of the
Необходимое изменение частоты питающего напряжения определяют в зависимости от параметров механической системы вибромашины и электродвигателя, частоты питающего напряжения, токов в обмотках электродвигателя, частоты вращения ротора, амплитуды колебаний и сдвига фазы между колебаниями рабочего органа и возмущающей силой, а необходимое изменение демпфирования определяют в зависимости от характеристик демпфера и амплитуды колебаний рабочего органа вибромашины. В дополнение к измерению колебаний рабочего органа вибромашины, измеряют угловое положение дебаланса, что позволяет определить сдвиг фаз между колебаниями рабочего органа вибромашины и возмущающей силой, определяют отличие сдвига фазы от сдвига фазы, соответствующего резонансному режиму, в зависимости от которого изменяют частоту вращения дебаланса. Причем при определении сдвига фаз между колебаниями рабочего органа и угловым положением дебаланса определяют рассогласование полученного сдвига фаз от π/2 при измерении перемещения, при этом изменяют частоту вращения дебаланса в зависимости от величины рассогласования сдвига фаз, сводя ее к нулю, а изменение частоты вращения определяют по наперед заданному алгоритму, который связывает сдвиг фазы, частоты питающего напряжения и частоту вращения дебаланса в зависимости от механических и электрических параметров вибромашины и электродвигателя. Изменение величины диссипации энергии колебаний определяют по наперед заданному алгоритму в зависимости от рассогласования измеряемой амплитуды с наперед заданным ее значением. Это позволяет достичь устойчивой резонансной настройки с требуемой амплитудой колебаний и может применяться для вибромашин с нелинейными механическими характеристиками их элементов и вибромашин с вибровозбудителем с ограниченной мощностью.The necessary change in the frequency of the supply voltage is determined depending on the parameters of the mechanical system of the vibrator and the electric motor, the frequency of the supply voltage, currents in the motor windings, the rotor speed, the amplitude of the oscillations and the phase shift between the oscillations of the working body and the disturbing force, and the necessary change in damping is determined depending on damper characteristics and vibration amplitude of the working body of the vibrator. In addition to measuring the vibrations of the working body of the vibrator, the angular position of the unbalance is measured, which allows you to determine the phase shift between the vibrations of the working body of the vibrator and the disturbing force, determine the difference between the phase shift and the phase shift corresponding to the resonant mode, depending on which the rotational speed of the unbalance is changed. Moreover, when determining the phase shift between the oscillations of the working body and the angular position of the unbalance, the mismatch of the obtained phase shift from π / 2 is determined when measuring the displacement, while the unbalance rotation frequency is changed depending on the mismatch of the phase shift, reducing it to zero, and the change in the rotation frequency is determined according to a predetermined algorithm, which relates the phase shift, the frequency of the supply voltage and the rotational speed of the unbalance, depending on the mechanical and electrical parameters of the vibrator and the electrode wiggler. The change in the magnitude of the dissipation of vibrational energy is determined by a predetermined algorithm depending on the mismatch of the measured amplitude with its predetermined value. This allows you to achieve a stable resonant tuning with the required amplitude of oscillations and can be used for vibration machines with non-linear mechanical characteristics of their elements and vibration machines with vibration exciter with limited power.
Способ возбуждения и поддержания резонансных колебаний механических систем осуществляют следующим образом.The method of exciting and maintaining the resonant vibrations of mechanical systems is as follows.
Колебания рабочего органа вибромашины возбуждают периодической силой, которая возникает при вращении дебаланса инерционного вибровозбудителя. Измеряют колебания рабочего органа вибромашины датчиком колебаний, например виброметром, велосиметром или акселерометром (в случае измерения велосиметром сигнал интегрируют один раз, а в случае измерения акселерометром сигнал интегрируют дважды). Измеряют угловое положение дебаланса с помощью датчика углового положения дебаланса, например многооборотного абсолютного энкодера. Сигналы с датчиков поступают в блок управления, в котором определяют момент времени t* выхода вибромашины на установившийся режим, когда относительная разность измеряемых двух последовательных размахов колебаний не превышает наперед заданной величины, которая определяется заданной точностью регулирования и не должна превышать 5%.Oscillations of the working body of the vibrating machine are excited by the periodic force that occurs when the unbalance of the inertial vibration exciter rotates. The vibrations of the working body of the vibrating machine are measured with an oscillation sensor, for example, a vibrometer, a bicycle meter or an accelerometer (in the case of a bicycle meter, the signal is integrated once, and in the case of measurement with an accelerometer, the signal is integrated twice). The unbalance angular position is measured using an unbalance angular position sensor, for example a multi-turn absolute encoder. The signals from the sensors enter the control unit, in which they determine the time t * of the vibrator’s exit to the steady state, when the relative difference of the measured two successive oscillation ranges does not exceed the predetermined value, which is determined by the specified control accuracy and should not exceed 5%.
При достижении резонансного режима в блоке управления определяют величину рассогласования измеренной амплитуды с наперед заданным значением, в зависимости от которого в блоке управления формируется сигнал, управляющий величиной диссипации в демпфере (например, в магнитно-жидкостном демпфере напряжением питания, изменяющим вязкость магнитно-реологической жидкости).When the resonance mode is reached, the control unit determines the mismatch of the measured amplitude with the predetermined value, depending on which a signal is generated in the control unit that controls the amount of dissipation in the damper (for example, in a magneto-liquid damper with a supply voltage that changes the viscosity of a magnetic rheological fluid) .
Для упрощения системы автоматического управления (САУ) выход на установившийся режим может быть задан временем установления в 5-20 с. В момент времени t больше t*, при котором рабочий орган вибромашины оказывается в положении статического равновесия, а скорость колебаний рабочего органа оказывается больше нуля, определяют сдвиг фазы ε по угловому положению дебаланса. Определяют рассогласование между измеренным сдвигом фазы и сдвигом фазы, соответствующим резонансному режиму колебаний, равным π/2. В зависимости от величины рассогласования сдвига фаз изменяют частоту вращения дебаланса, сводя величину рассогласования к нулю. При этом изменение частоты вращения определяют в блоке управления по наперед заданному алгоритму, который связывает сдвиг фазы, частоту питающего напряжения и частоту вращения дебалансов в зависимости от механических и электрических параметров вибромашины и электродвигателя. При достижении резонансных колебаний в блоке управления определяют рассогласование между измеренной амплитудой колебаний и наперед заданным ее значением. В зависимости от величины рассогласования амплитуды колебаний в блоке управления по наперед заданному алгоритму формируется сигнал, изменяющий величину диссипации в демпфере, что приводит к изменению амплитуды колебаний, сводя величину рассогласования с требуемым значением к нулю.To simplify the automatic control system (ACS), the exit to the steady state can be set by the settling time of 5-20 s. At time t, it is greater than t *, at which the working body of the vibrator is in a state of static equilibrium, and the oscillation speed of the working body is greater than zero, the phase shift ε is determined from the angular position of the unbalance. The mismatch between the measured phase shift and the phase shift corresponding to the resonant mode of vibration equal to π / 2 is determined. Depending on the magnitude of the phase shift mismatch, the unbalance rotation frequency is changed, reducing the mismatch value to zero. In this case, the change in the rotational speed is determined in the control unit according to a predetermined algorithm that couples the phase shift, the frequency of the supply voltage and the rotational speed of the unbalances, depending on the mechanical and electrical parameters of the vibrator and the electric motor. When resonance oscillations are reached, the mismatch between the measured oscillation amplitude and its predetermined value is determined in the control unit. Depending on the magnitude of the mismatch of the amplitude of the oscillations in the control unit according to a predetermined algorithm, a signal is generated that changes the amount of dissipation in the damper, which leads to a change in the amplitude of the oscillations, reducing the amount of mismatch with the desired value to zero.
Электродвигатель подсоединяют к внешнему источнику электрического тока через устройство управления 8. Ротор электродвигателя начинает вращаться, возбуждая колебания рабочего органа вибромашины. При вращении ротора электродвигателя 5 и колебаниях рабочего органа вибромашины 1 сигналы с датчиков колебаний 9 и углового положения дебаланса 10 поступают на блок управления 7, в котором проводятся периодическое измерение и обработка этих сигналов, в результате которой определяются частота колебаний и перемещения рабочего органа вибромашины, частота вращения ротора, сдвиг фазы между колебаниями рабочего органа вибромашины и направлением периодической возмущающей силой, который определяется угловым положением дебаланса. Проводится проверка условия выхода системы на установившийся режим колебаний, который определяется величиной изменения измеренных размахов колебаний на текущем и предыдущем шагах измерения или заданием времени установления колебаний.The electric motor is connected to an external source of electric current through the
При достижении установившегося режима колебаний устанавливается рассогласование величины измеренного сдвига фазы с величиной сдвига фазы, соответствующей резонансному режиму колебаний, который должен быть равен π/2. Полученное рассогласование сдвига фаз обрабатывается и формируется управляющий сигнал на устройство управления частотой вращения электродвигателя, что приводит к изменению частоты вращения электродвигателя и соответственно частоты колебаний рабочего органа вибромашины.When a steady-state oscillation mode is reached, a mismatch between the measured phase shift and the phase shift corresponding to the resonant mode of vibration, which should be equal to π / 2, is established. The resulting phase shift mismatch is processed and a control signal is generated on the electric motor rotation speed control device, which leads to a change in the electric motor rotation frequency and, accordingly, the oscillation frequency of the working body of the vibrator.
Демпфер с управляемой диссипацией энергии колебаний присоединен к внешнему источнику энергии питания. При достижении установившегося режима резонансных колебаний устанавливается рассогласование величины измеренной амплитуды колебаний с наперед заданным требуемым ее значением. Полученное рассогласование амплитуды колебаний обрабатывается и формируется управляющий сигнал на устройство управления величиной диссипации в демпфере, что приводит к изменению амплитуды колебаний рабочего органа.A damper with controlled dissipation of vibrational energy is connected to an external power source. Upon reaching the steady state mode of resonant oscillations, a mismatch between the measured amplitude of oscillations and its predetermined desired value is established. The resulting mismatch in the amplitude of the oscillations is processed and a control signal is generated on the device for controlling the amount of dissipation in the damper, which leads to a change in the amplitude of the oscillations of the working body.
Благодаря обратной связи обеспечивается автоматическая настройка и поддержание резонансных колебаний рабочего органа вибрационной машины с требуемой амплитудой независимо от величины изменения ее параметров.Thanks to the feedback, automatic tuning and maintenance of the resonant vibrations of the working body of the vibrating machine with the required amplitude is provided regardless of the magnitude of the change in its parameters.
Список литературыBibliography
1. Вибрации в технике: справочник. В 6 т. Т. 4. Вибрационные процессы и машины / под. ред. Э.Э. Лавендела. - М.: Машиностроение, 1981. - 509 с., стр. 460-467.1. Vibration in technology: a reference. In 6 t. T. 4. Vibration processes and machines / under. ed. E.E. Lavendela. - M.: Mechanical Engineering, 1981. - 509 p., Pp. 460-467.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017107725A RU2653961C1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Method of the amplitude controlling during the automatic tuning to the driven by induction motor vibrating machine vibrations resonance mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017107725A RU2653961C1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Method of the amplitude controlling during the automatic tuning to the driven by induction motor vibrating machine vibrations resonance mode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2653961C1 true RU2653961C1 (en) | 2018-05-15 |
Family
ID=62153064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017107725A RU2653961C1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Method of the amplitude controlling during the automatic tuning to the driven by induction motor vibrating machine vibrations resonance mode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2653961C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710314C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-12-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method |
| RU2753843C1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-08-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Apparatus for forming and controlling the dynamic state of a vibrational technological machine and method for implementation thereof |
| RU2753983C1 (en) * | 2020-12-29 | 2021-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ) | Method for automatic tuning of resonant vibration modes of vibration machine driven by asynchronous motor |
| RU2816833C1 (en) * | 2022-12-16 | 2024-04-05 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Vibrator with resonance tuning |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1199298A1 (en) * | 1982-06-11 | 1985-12-23 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Apparatus for exciting vibrations of mechanical system |
| SU1727928A1 (en) * | 1990-03-14 | 1992-04-23 | Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше | Method for adjusting vibrator with non-linear flexible ties and working medium |
| RU2407929C1 (en) * | 2009-07-17 | 2010-12-27 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Ран | Hydraulic vibratory bearing |
| US8960386B2 (en) * | 2008-04-01 | 2015-02-24 | Goodrich Actuation Systems Limited | Damping arrangement |
| RU2572657C1 (en) * | 2014-10-07 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method of automatic setting of resonant modes of oscillations of vibration machine driven by induction motor |
| RU2589639C1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Device for automatic tuning and maintenance of resonance modes of oscillations of vibration machine driven by induction motor |
-
2017
- 2017-03-09 RU RU2017107725A patent/RU2653961C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1199298A1 (en) * | 1982-06-11 | 1985-12-23 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Apparatus for exciting vibrations of mechanical system |
| SU1727928A1 (en) * | 1990-03-14 | 1992-04-23 | Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше | Method for adjusting vibrator with non-linear flexible ties and working medium |
| US8960386B2 (en) * | 2008-04-01 | 2015-02-24 | Goodrich Actuation Systems Limited | Damping arrangement |
| RU2407929C1 (en) * | 2009-07-17 | 2010-12-27 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Ран | Hydraulic vibratory bearing |
| RU2572657C1 (en) * | 2014-10-07 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method of automatic setting of resonant modes of oscillations of vibration machine driven by induction motor |
| RU2589639C1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Device for automatic tuning and maintenance of resonance modes of oscillations of vibration machine driven by induction motor |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Еремейкин С.А. и др. Экспериментальный анализ работоспособности системы управления колебаниями механической системы с самосинхронизирующимися вибровозбудителями // Проблемы машиностроения и надежности машин. N 6 2016 (стр. 87-93). * |
| Крестниковский К.В. и др. Экспериментальная проверка работоспособности системы автоматического управления вибрационной машины // XXVIII Международная Инновационно-ориентированная конференция молодых ученых и студентов. Москва 7-9 декабря 2016 (стр. 155-158). * |
| Крестниковский К.В. и др. Экспериментальная проверка работоспособности системы автоматического управления вибрационной машины // XXVIII Международная Инновационно-ориентированная конференция молодых ученых и студентов. Москва 7-9 декабря 2016 (стр. 155-158). Еремейкин С.А. и др. Экспериментальный анализ работоспособности системы управления колебаниями механической системы с самосинхронизирующимися вибровозбудителями // Проблемы машиностроения и надежности машин. N 6 2016 (стр. 87-93). * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710314C1 (en) * | 2018-12-06 | 2019-12-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method |
| RU2753843C1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-08-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Apparatus for forming and controlling the dynamic state of a vibrational technological machine and method for implementation thereof |
| RU2753983C1 (en) * | 2020-12-29 | 2021-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ) | Method for automatic tuning of resonant vibration modes of vibration machine driven by asynchronous motor |
| RU2816833C1 (en) * | 2022-12-16 | 2024-04-05 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Vibrator with resonance tuning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2653961C1 (en) | Method of the amplitude controlling during the automatic tuning to the driven by induction motor vibrating machine vibrations resonance mode | |
| US8763459B2 (en) | Vibratory gyroscope utilizing a frequency-based measurement and providing a frequency output | |
| US5834867A (en) | Electromagnetic rotary vibrator and damper for a rotary body | |
| RU2572657C1 (en) | Method of automatic setting of resonant modes of oscillations of vibration machine driven by induction motor | |
| Pacas et al. | Automatic identification and damping of torsional vibrations in high-dynamic-drives | |
| Eremeikin et al. | Experimental analysis of the operability of a system to control the oscillations of a mechanical system with self-synchronizing vibration exciters | |
| RU2589639C1 (en) | Device for automatic tuning and maintenance of resonance modes of oscillations of vibration machine driven by induction motor | |
| KR970704587A (en) | COMPENSATION FOR TRANSVERSE VIBRATIONS IN UNBALANCED MASS VIBRATORS - Patent application | |
| RU2013119861A (en) | METHOD OF ROTOR BALANCING AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| Panovko et al. | The control of the resonant mode of a vibrating machine that is driven by an asynchronous electro motor | |
| Krestnikovskiy et al. | Developing system of automatic control resonant mode of a vibrating machine | |
| RU2753983C1 (en) | Method for automatic tuning of resonant vibration modes of vibration machine driven by asynchronous motor | |
| RU2009141787A (en) | METHOD FOR FORECASTING A VARIABLE COMPONENT OF THE ELECTROMECHANICAL ANGULAR SPEED SENSOR (DUS) OUTPUT SIGNAL FOR THE PRODUCTION OF ITS GYROMOTOR BY CHARACTERISTICS OF ANGULAR ANIMAL VIBRATIONS | |
| RU2335352C2 (en) | Method of deriving and keeping of resonance mechanical oscillations and device for its realisation | |
| RU2785473C1 (en) | Method for setting the optimal mode of operation of debalance rotary mechanisms and apparatus for implementation thereof | |
| JP2022521283A (en) | How to operate a capacitive MEMS (Micro Electrical MEMS) sensor and a capacitive MEMS sensor | |
| RU2065575C1 (en) | Process of adjustment of gyroscope tuned dynamically | |
| Alimkhodjaev et al. | Transient processes of vibration machines with inertial electric drives | |
| RU2077036C1 (en) | Resonance method of measurement of moment of inertia of articles of type of bodies of revolution | |
| RU2335351C2 (en) | Method of deriving and regulation of resonance mechanical oscillations and device for its realisation | |
| RU2620711C2 (en) | Method for controlling resonant oscillations and device for its implementation | |
| US12000760B2 (en) | Resonant frequency vibrational test | |
| SU1738378A1 (en) | Device for excitation of vibrations | |
| US20230136750A1 (en) | Eccentric mass vibrating system | |
| RU2122190C1 (en) | Power method of measuring of article moment |