Ольга Петровна Томчина
Ольга Томчина, к. т. н., доцент кафедры электроэнергетики и электротехники факультета инженерной экологии и городского хозяйства СПбГАСУ, разрабатывает алгоритмы управления сдвигом фаз (вибрационным полем) роторов. Эту работу она ведёт совместно со своим учеником, доцентом той же кафедры Дмитрием Горлатовым, который в 2016 г. успешно защитил кандидатскую диссертацию именно по этой тематике.
Работа призвана усовершенствовать управление вибрационными установками, применяемыми при производстве строительных материалов. Результаты исследований представлены в статье «Control of vibrational field in a vibration unit: Influence of drive dynamics», опубликованной в международном журнале Cybernetics and Physics.
По словам Ольги Томчиной, разработка способна существенно повысить эффективность производства строительных материалов.
Вибрационные технологии (грохочение, дробление и вибротранспортирование) играют значительную роль в строительной индустрии. Прежде всего они важны для производства сыпучих стройматериалов. Среди них – высокомарочные бетоны, пено- и газобетоны, сухие строительные и асфальтобетоны, т. е. те материалы, в которых в качестве мелкого заполнителя используется фракционированный строительный песок. Поэтому для качественного производства таких материалов нужно стремиться к максимальной эффективности в работе виброустановок.
При этом повышение производительности виброустановки в значительной мере связано со стабильностью синхронного режима вращения её неуравновешенных роторов (вибровозбудителей). Теоретическая база такой рационализации была заложена в работах известного петербургского механика, профессора Ильи Блехмана, который показал, что во многих случаях синхронизация в виброустановках достигается за счёт эффекта механической самосинхронизации вращающихся роторов. Эти разработки и продолжила Ольга Томчина, предположив, что скорость вибрационного транспортирования можно увеличить.
«Дело в том, что иногда самосинхронизация роторов проявляется недостаточно устойчиво, например, при обеспечении заданных сдвигов фаз роторов вибровозбудителей», – объясняет Ольга Петровна.
В таком случае для создания устойчивого сдвига фаз роторов, способствующего ускорению вибрационного транспортирования, необходимо создавать алгоритмы управления сдвигом фаз (вибрационным полем). Это помогло бы достичь максимальной скорости вибротранспортирования, а значит, избежать заторов транспортируемого сыпучего материала на разгрузочном конце платформы.
В опубликованной статье предложено инновационное решение: система управления вибрационной установкой разработана и проанализирована с учётом влияния динамики электропривода (до этого учёные рассматривали лишь механическую часть).
Исследование проведено с помощью моделирования в программной среде MATLAB для двухроторного вибростенда СВ-2М. Стенд разработан совместно с учёными из Института проблем машиноведения РАН и НПК «Механобр-техника». Механическая конструкция управляется электроприводами и соединена с компьютером, на экран которого выводятся графики работы виброустановки.
