Dynamical processes simulation of unbalanced vibration devices with eccentric rotor and induction electric drive

• Autorzy: Shatokhin Vladimir M. , Sobol Vladimir M. , Wójcik Waldemar , Duskazaev Gali , Jarykbassov Daniyar

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.04.14

Warianty tytułu

PL

Symulacja procesów dynamicznych niezrównoważonych urządzeń wibracyjnych z ekscentrycznym wirnikiem i indukcyjnym napędem elektrycznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A complex mathematical model of dynamic processes in vibration device on elastic supports with eccentric self-centering unbalanced rotor and induction motor is given. A working chamber of induction motor does a plane motion. The dynamic feature of the electric motor is chosen for descriptions of device starting and a load oscillating character at steady-state modes of the device. Such model allows: to choose the electric motor of necessary power, to study influence of unbalances, to study influence of the rotor eccentricity and other drive parameters at the device starting, movement of characteristic points of its chamber, loads on bearings and the foundation. It has been established that a rational choice of eccentricity lead to the rotor vibrations reduce – realization of the self-centering effect. A visual method for geometric interpretation of the dynamic processes development at the device starting is proposed. Calculations results for the device with specific size are presented. The completed researches are perspective for solve problems of rational parameters choice for the considered class of mechanisms.

PL

I Przedstawiono model matematyczny procesów dynamicznych w urządzeniu wibracyjnym na elastycznych wspornikach z ekscentrycznym, samocentrującym niezrównoważonym wirnikiem i silnikiem indukcyjnym. Część robocza silnika indukcyjnego wykonuje ruch płaski. Dynamiczna cecha silnika elektrycznego jest wybierana dla opisów urządzenia rozruchowego i charakteru oscylującego obciążenia w trybach stanu ustalonego urządzenia. Model taki pozwala: wybrać silnik elektryczny o wymaganej mocy, zbadać wpływ asymetrii, zbadać wpływ ekscentryczności wirnika i innych parametrów napędu przy uruchomieniu urządzenia, ruch charakterystycznych punktów jego komory, obciążenia na łożyskach i fundamencie. Ustalono, że odpowiedni wybór ekscentryczności prowadzi do zmniejszenia wibracji wirnika - realizacja efektu samocentrującego. Zaproponowano wizualną metodę geometrycznej interpretacji dynamicznego rozwoju procesów przy uruchamianiu urządzenia. Przedstawiono wyniki obliczeń dla urządzenia o określonej wielkości.

Słowa kluczowe

EN

dynamical process; vibration device; unbalance; eccentric rotor; induction motor

PL

proces dynamiczny; urządzenie wibracyjne; niewyważenie; wirnik mimośrodowy; silnik indukcyjny

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 4
• Strony: 79--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Shatokhin Vladimir M.

• Kharkiv National University of Civil Engineering and Architecture, 40 Sumska Str., Kharkiv, 61002, Ukraine

autor

Sobol Vladimir M.

• Kharkiv National University of Civil Engineering and Architecture, 40 Sumska Str., Kharkiv, 61002, Ukraine

autor

Wójcik Waldemar

• Lublin University of Technology, Institute of Electronics and Information Technology, Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin, Poland

autor

Duskazaev Gali

• Kazakh Academy of Transport & Communication

autor

Jarykbassov Daniyar

• Kazakh Academy of Transport & Communication

Bibliografia

• [1] Shatokhin, V.M., About the identification of parameters of unbalanced oscillating devices with eccentric rotor and asynchronous drive, Vibrations in technique and technology, 3 (83) (2017), 41-50.
• [2] Sylyvonyuk, A.V., Yaroshevich, A.V., About some features of dynamic acceleration of vibration machines with self-synchronisation inertion vibroexciters, Proceedings of XLI International Summer School–Conference APM 2013, (2013), 662-670.
• [3] Mudrik, I., Measurement of dynamic properties of machine aggregate with variable parameters and asynchronous motor, J. Theor. and Appl. Mech., 23 (1) (1992), 40–41.
• [4] Niselovskaya, E.V., Panovko, G.Ya., Shokhin, A.E., Oscillations of the mechanical system, excited by unbalanced rotor of induction motor. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 42 (6) (2013), 457–462.
• [5] Shokhin, A.E., Nikiforov, A.E., On the Rational Dynamic Modes of Vibrating Machines with an Unbalanced Vibration Exciter of Limited Power. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 46 (5) (2017), 426–433.
• [6] Tenhunen, A., Benedetti, T., Holopainen, T.P., Arkkio, A., Electromagnetic forces in cage induction motors with rotor eccentricity. Reprinted from Proceedings of IEMDC'03, Vol. 3. Madison, WI, USA, 1-4 June 2003, 3 (2003), 1616-1622.
• [7] Karmakar, S., Chattopadhyay, S., Mitra, M., Sengupta, S., Induction Motor Fault Diagnosis. Approach through Current Signature Analysis, XXV (2016), 161.
• [8] Aboul-Seoud, T., Jatskevich, J., Dynamic modeling of induction motor loads for transient voltage stability studies. 2008 IEEE Canada Ellectric Power Conference, (2008), 1-5.
• [9] Yamna Hammou, Imene Kebabati, Abdellah Mansouri, New Algorithms of control and observation of the induction motor based on the sliding-mode theory, Electric power components and systems, 43 (2015), 520-532.
• [10] Maxfield, B., Essential Mathcad for engineering, science, and math, Elsevier Science, (2009), 496.
• [11] Vibrations in technique: In 6 volumes, ed. Dimmentberg, F.M. and Kolesnikova, K.S., Mechanical Engineering: Vol.3. Oscillations of machines, designs and their elements, (1980), 544.
• [12] Karthikeyan, M., Alfa Bisoi, Samantaray, A.K., Bhattacharyya, R., Sommerfeld effect characterization in rotors with nonideal drive from ideal drive response and power balance, Mechanism and Machine Theory, 91 (2015), 269-288.
• [13] Vasilevskyi, O.M. Metrological characteristics of the torque measurement of electric motors, International Journal of Metrology and Quality Engineering, 8, art. no. 7, (2017). DOI: 10.1051/ijmqe/2017005
• [14] Vasilevskyi, O.M., Kulakov, P.I., Ovchynnykov , K.V., Didych, V.M. Evaluation of dynamic measurement uncertainty in the time domain in the application to high speed rotating machinery, International Journal of Metrology and Quality Engineering, 8, art. no. 25, (2017). DOI: 10.1051/ijmqe/2017019
• [15] Vasilevskyi, O.M. Methods of determining the recalibration interval measurement tools based on the concept of uncertainty, Technical Electrodynamics, 2014 (6), 81-88.
• [16] Vedmitskyi, Y.G., Kukharchuk, V.V., Hraniak, V.F. New non-system physical quantities for vibration monitoring of transient processes at hydropower facilities, integral vibratory accelerations // Przegląd Elektrotechniczny 93(3) (2017), 69- 72.
• [17] Kukharchuk, V.V., Kazyv, S.S., Bykovsky, S.A., Discrete wavelet transformation in spectral analysis of vibration processes at hydropower units. // Przegląd Elektrotechniczny 93(5) (2017), 65-68.
• [18] Vasyl V. Kukharchuk, Valerii F. Hraniak, Yurii G. Vedmitskyi, Volodymyr V. Bogachuk, and etc. "Noncontact method of temperature measurement based on the phenomenon of the luminophor temperature decreasing", Proc. SPIE 10031, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2016, 100312F (28 September 2016).
• [19] Kukharchuk V.V., Bogachuk V.V., Hraniak V.F., Wójcik W., Suleimenov B., Karnakova G., "Method of magneto-elastic control of mechanic rigidity in assemblies of hydropower units", Proc. SPIE 10445, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments 2017, 104456A (7 August 2017).
• [20] Azarov O.D., Dudnyk O.V., Kaduk O.V., Smolar z A., Burlibay A., "Method of correcting of the tracking ADC with weight redundancy conversion characteristic", Proc. SPIE 9816, Optical Fibers and Their Applications 2015, 98161V (17 December 2015).
• [21] Osadchuk V.S., Osadchuk A.V. The magneticreactive effect in transistors for construction transducers of magnetic field // Electronics and Electrical Engineering. – Kaunas: Technologija, 109 (2011), 119-122.
• [22] Korolova O., Cubillo J.T., Ponick B., Modelowanie stanów przejściowych maszyn prądu przemiennego z uwzględnieniem efektów drugiego rzędu, Informatyka Automatyka i Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska IAPGOŚ 8(2) (2018): 4-8.
• [23] Listwan J., Direct torque control of multi-phase induction motor with fuzzy logic speed controller, Informatyka Automatyka i Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska IAPGOŚ 7(4) (2017), 38-43.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).