ENERGETSKI EFIKASNO UPRAVLJANJE VIBRACIONIM DOZATOROM:

EKSPERIMENTALNA VERIFIKACIJA

M.Sc. Petar Mišljen, doktorant Fakulteta Inženjerskih Nauka, Univerziteta u Kragujevcu, Srbija

Prof. dr Željko Despotović, Institut „Mihajlo Pupin“, Beograd, Srbija, zeljko.despotovic@pupin.rs

Prof.dr Milan Matijević, Fakultet Inženjerskih Nauka, Univerzitet u Kragujevcu, Srbija

Zlatibor- 24.03

-28.03.2015.

UVOD • U ovom radu su prikazani eksperimentalni rezultati dobijeni u verifikaciji

energetske efikasnosti vibracionog dozatora i ispitivanju zavisnosti brzine protoka rasutog materijala od srednje vrednosti pobudne struje namotaja vibracionog aktuatora (elektromagnetnog pobuđivača).

• Upravljačka jedinica, na osnovu zadatih parametara, generiše strujne impulse koji pobuđuju elektromagnetni pogon.

• Elektroenergetski pretvarač radi na principu širinsko-impulsne modulacije tzv. ''PWM''.

• Učestanost strujnih impulsa jednaka je rezonantnoj učestanosti dozatora, čime se ostvaruje maksimalan protok materijala uz minimalan utrošak energije i minimalno mehaničko naprezanje opruga (minimalan hod kanala u horizontalnoj ravni).

• Eksperimentom je utvrđena granična srednja vrednost struje kalema, pri kojoj je upravljanje vibracionim dozatorom energetski efikasno.

Eksperimentalno okruženje vibracionog dozatora

(1) upravljačka jedinica, (2) koš za dopremu rasutog materijala ,

(3) zasun za podešavanje gravimetrijskog protoka materijala

(4) vibraciono korito, (5) senzor ubrzanja vibracionog korita,

(6) elektromagnetni pobuđivač (aktuator) ,

(7) senzor pomeraja korita, (8) kompozitne slojevite opruge,

(9) senzor težine odmerenog materijala,

(10) prigušno-elastični elementi, (11) senzor struje i (12) osciloskop

POBUDA ELEKTROMAGNETNOG VIBRACIONOG AKTUATORA

Talasni oblici karakterističnih signala u

upravljačkom kolu IGBT pretvarača

CILJEVI I ZAHTEVI EKSPERIMENTA

• Osnovni ciljevi eksperimenta su bili da se odredi zavisnost protoka materijala od srednje vrednosti pobudnih strujnih impulsa, a da se pri tome održava rezonantni režim koji je naročito bitan sa stanovišta energetske efikasnosti

• Izvršeno je merenje protoka materijala za niz srednjih vrednosti struje namotaja vibracionog aktuatora. Protok rasutog materijala ( šećera) je određivan na osnovu izmerenog vremena potrebnog za doziranje tačno odmerene količine

• Pre svakog pojedinačnog merenja koš je dopunjavan sa prethodno odvaganom količinom šećera, radi obezbeđenja istog gravimetrijskog protoka materijala iz koša.

• Vreme odvage šećera je precizno mereno, a srednja vrednost struje je merena digitalnim multimetrom.

• Trenutne vrednosti vibracionog pomeraja i struje namotaja aktuatora su snimljeni na osciloskopu.

• Prilikom određivanja karakteristike zavisnosti protoka od srednje vrednosti struje vibracionog pobuđivača, učestanost strujnih impulsa je održavana na vrednosti jednakoj rezonantnom učestanost dozatora, a srednja vrednost struje je menjana od minimalne, pri kojoj je pomeraj korita veoma mali, do maksimalne, pri kojoj se ima maksimalni pomeraj korita.

Zavisnost protoka materijala od srednje vrednosti struje, Frez = 51,5Hz.

Frez = 51.5Hz

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300 400 500

Isr [mA]

Q [

g/s

ac]

Q

Granična srednja vrednost struje namotaja vibracionog pobuđivača (170 mA)

ustvari predstavlja graničnu vrednost energetske efikasnosti dozatora.

Povećavanjem srednje vrednosti struje namotaja preko granične vrednosti ne

dolazi do očekivanog porasta protoka materijala.

Vremenski oblici pomeraja (1) i struje(2), Frez = 51,5Hz, Isr=80mA

CH1: 0.5mm/V CH2: 6.25 x u(mV)

Vremenski oblici pomeraja (1) i struje(2), Frez = 51,5Hz, Isr=210mA

CH1: 0.5mm/V CH2: 6.25 x u(mV)

AMPLITUDA POMERAJA : 1mm

Vremenski oblici pomeraja (1) i struje(2), Frez = 51,5Hz, Isr=390mA

CH1: 0.5mm/V CH2: 6.25 x u(mV)

AMPLITUDA POMERAJA : 2.5mm

ZAKLJUČAK

• U radu su prikazani eksperimentalno okruženje sistema vibracionog dozatora i rezultati dobijeni u okviru njega, a u cilju verifikacije njegove energetske efikasnosti.

• Dobijena je prenosna Q-I karakteristika ( izlazni protok materijala u funkciji srednje vrednosti struje namotaja vibracionog pobuđivača) čijom analizom je uočena granična srednja vrednost struje, koja predstavlja ustvari granicu energetske efikasnosti dozatora.

• U eksperimentu je potvrđena nelinearnost objekta upravljanja. Na osnovu dobijene Q-I karakteristike moguće je odrediti radnu tačku za linearizaciju dozatora.

• Pronalaženje ove tačke je značajno i za korišćenje dozatora kao objekta upravljanja u sistemu sa zatvorenom povratnom spregom.

• U ovom istraživanju je sproveden eksperiment sa doziranjem jedne vrste materijala (šećera).

ZAHVALNICA • Istraživanje predstavljeno u ovom radu je podržano od

strane Ministarstva prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije u okviru projekta tehnološkog razvoja u oblastima energetike, rudarstva i energetske efikasnosti, TR33022- “Integrisani sistema za uklanjanje štetnih sastojaka dima i razvoj tehnologija za realizaciju termoelektrana i energana bez aerozagađenja”.

PREZENTER: Dr Željko Despotović, dipl.el.inž MART 2015