У роботі розглядається метод гасіння коливань вантажу шляхом управління моментом приводного асинхронного двигуна з використанням сучасних частотно-керованих електроприводів. Детально розглянуто процес коливань у двомасовій системі "візок-вантаж" механізму пересування вздовж консолі причального контейнерного перевантажувача. Записані основні рівняння, що пов'язують тягове зусилля і кут відхилення вантажу від вертикалі, на основі яких формується закон управління моментом приводного двигуна за умови нульового відхилення вантажу від вертикалі наприкінці етапів розгону і гальмування. Сформульовані базові принципи інженерного підходу до вирішення задачі гасіння коливань доступними на сьогоднішній день технічними можливостями частотно-керованого електроприводу, а також до розробки основних алгоритмів керування VFD в цьому процесі.
У статті наведено результати моделювання поведінки в режимах розгону-гальмування двомасової системи "візок-вантаж" для характерних співвідношень маси вантажу та довжини канату, які підтверджують можливість гасіння коливань вантажу шляхом безпосереднього управління моментом приводного двигуна. Модель базується на реальних технічних даних контейнерного перевантажувача Liebherr P-179 L Super.
Важливою особливістю методу є відсутність імпульсів знакозмінного моменту на валу: момент хоч і змінює знак, але цей процес відбувається плавно і повністю керовано, в точній відповідності до завдання, а процес розгону з гасінням коливань є повністю керованим, наслідком чого є відповідність швидкості візка та моменту двигуна до закладених технологічних і технічних обмежень.
Метод є простим у технічній реалізації: генератор косинусоїди і обчислювач зусилля можуть бути закладені в алгоритми окремого керуючого PLC разом з алгоритмом перемикання режимів VFD з управління моментом на стадії розгону-гальмування на автоматичну стабілізацію швидкості на стадії пересування вантажу із сталою швидкістю.
- R.P. Gerasymiak and V. A. Leshchev, “Analiz i sintez kranovykh elektromekhanicheskikh system”, Analysis and Synthesis of Electromechanical Systems of Cranes, p.192, Odessa, Ukraine: SMIL, 2008 (Russian).
- V.V.Busher and L.V. Melnikova, Analiz i sravnenie razlichnyih sposobov dempfirovaniya kolebaniy podveshennogo na kanate gruza [Analysis and Comparison of Different Methods of Damping Suspended on a Rope Cargo], (2000), Problemy
- Sozdaniya Novykh Mashin i Tekhnologiy. Nauchnyie Trudy KGPI, Kremenchuk, Ukraine: KGPI. Vyip. 1 / 2000 (8), pp. 236 – 240 http://aep.at.ua/cargo/1-1-0-353 (Russian)
- R.P. Gerasimyak, V.V. Busher, and L.V. Melnikova, Matematicheskaya model elektromehanicheskoy sistemy mehanizma peredvizheniya krana s podveshennym gruzom pri optimalnom upravlenii [Mathematical Model of the Crane Electromechanical System with a Suspended cargo in the Optimal Control], (2000), Vestnik Hersonskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta, Herson, Ukraine: HGTU, vol. 8, no. 2, pp. 74 – 76. (Russian)
- R.P. Gerasymiak, L. V. Melnikova, and A. I. Shestaka, “Optimal Control of Electric Drive Rotational Mechanisms Accounting for the Mechanical Components”, in Proc. 5th Conf. on Technology and Automation, Thessaloniki, pp. 264 – 266, 2005.
- V.Busher, L.Melnikova, and A.Shestaka, “Optimizatsiya upravleniya elektroprivodami konteynernogo peregruzhatelya pri sovmestnoy rabote mekhanizmov”, [Optimization control of container cranes electric drives at coordinated operation of the mechanisms] (2015). Elektrotehnicheskie i kompyuternyie sistemy, vol. 93. no. 17, pp. 23–28. Available at: http://etks.opu.ua/?fetch=articles&with=info&id=627 [Russian] doi: 10.15276/etks.17.93.2015.3
- V. Busher, L. Melnikova, and A. Shestaka, “Coordinated control of simultaneous operation of container crane mechanisms”, Electrotechnical and Computer Systems, vol. 19, pp. 58-61, 2015. Access mode : http://etks.opu.ua/core/getfile.php?id=1603,http://dx.doi.org/10.15276/eltecs.19.95.2015.15
- K. Khandakji, V. Busher, and L Melnikova, “Anti-Sway System for Container Cranes with Coordinated Motion Control and Reduced Dynamic Cargos”, Jordan Journal of Electrical Engineering, vol. 3, no. 2, pp. 86–101, 2017 .ISSN (Print): 2409-9600, ISSN (Online): 2409-9619 – Tafila Technical University. –Access mode http://www.ttu.edu.jo/jjee/docs/Vol3no2/JJEE_vol_3_no_2_pp_86_101.pdf
- N. Miyata and M.Nishioka, “Development of Feedforward Anti-Sway Control for Highly Efficient and Safety Crane Operation. Mitsubishi Heavy Industries”, Ltd. Technical Review, vol. 38, no. 2, pp. 73–77, 2010.
- N. Sun and Y. Fang, “Nonlinear tracking control of underactuated cranes with cargo transferring and lowering: theory and experimentation”, Automatica, vol. 50, no. 9, pp. 2350-2357, 2014.
- K. Khandakji and K. Zdrozis, “Optimum sway control for overhead traveling cranes”, WSEAS Transactions on Circuits and Systems, vol. 7, no.6, pp. 521-527, 2008.