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Jul 23, 2023

Sincronizzazione controllata a multifrequenza di quattro motori a induttore mediante il metodo del rapporto di frequenza fisso in un sistema di vibrazione

Scientific Reports volume 13, Numero articolo: 2467 (2023) Cita questo articolo 355 Accessi 1 Citazioni Dettagli metriche In questo articolo, sincronizzazione controllata a multifrequenza di quattro motori a induttore

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In questo articolo viene studiata la sincronizzazione controllata a multifrequenza di quattro motori a induttore mediante il metodo del rapporto di frequenza fisso in un sistema di vibrazione. Viene stabilito il modello dinamico di accoppiamento elettromeccanico del sistema vibrante. La condizione sincrona del sistema vibrante è ottenuta con il metodo dei piccoli parametri. Attraverso la derivazione teorica e la simulazione numerica, non è possibile realizzare l'autosincronizzazione multifrequenza di quattro motori a induzione nel sistema di vibrazione. Per raggiungere lo scopo del movimento di sincronizzazione multifrequenza, viene proposto il metodo di sincronizzazione controllata a multifrequenza e viene introdotto un metodo di controllo PID fuzzy. La stabilità del sistema di controllo è certificata dal criterio di Lyapunov. Viene presentata un'arbitrarietà del metodo di controllo proposto applicato al sistema di vibrazione. Per certificare l'accuratezza della teoria e della simulazione, viene costruito un banco prova vibrante. Vengono condotti alcuni esperimenti per convalidare l'efficacia e il metodo di sincronizzazione controllata proposto.

Con lo sviluppo dell'economia, il perseguimento degli interessi sembra essere particolarmente importante nel settore produttivo. Per raggiungere questo obiettivo vengono presentate molte tecnologie ad esso corrispondenti. Nel frattempo si studiano i benefici per l'agricoltura delle macchine vibranti come ramo dell'industria, ad esempio il vibrovaglio, il vibratore alimentatore e così via1,2,3,4. Questi tipi di macchine vibranti sono generalmente strutturati secondo due modelli nel settore. Un tipo di sincronizzazione forzata è realizzato da cinghie, ingranaggi, ecc. Possono implementare velocità uguali o diverse tra i motori a induttore. L'altro tipo si basa sulla teoria dell'autosincronizzazione proposta per primo da Blekhman5,6. Nella loro ricerca, il modello dinamico è combinato con il metodo multiscala che è un metodo analitico asintotico basato sul metodo della media. Utilizzando scale temporali diverse, dividono il movimento vibrante in due tipi di processi che sono rispettivamente processi veloci e processi lenti. Quello veloce è relativo alla velocità del motore e quello lento è relativo alla fase. Pertanto, due rotori eccentrici (ER) azionati da motori a induzione realizzano l'autosincronizzazione nelle direzioni opposte. Ovviamente, le macchine vibranti possono essere realizzate con struttura più semplice e costi inferiori secondo la teoria dell'autosincronizzazione. Sulla base dei risultati precedenti, molti ricercatori sono attratti da questo campo ed esso acquisisce un rapido sviluppo. Wen et al.7 analizzano le caratteristiche del sistema vibrante sulla base di un modello dinamico ad alto accoppiamento. Inoltre, hanno derivato le condizioni sincrone e di stabilità del sistema vibrante con il criterio di Hamilton. Zhao et al.8,9 stabiliscono il modello dinamico dell'accoppiamento elettromeccanico e convertono il problema della condizione sincrona nell'esistenza dell'autovalore con il metodo della media dei piccoli parametri. Realizzano non solo il movimento di autosincronizzazione di due motori in direzioni opposte ma anche nelle stesse direzioni. Le ricerche di cui sopra sono stabilite in un unico corpo rigido. Zhang et al.1,10,11,12,13 presentano la teoria dell'autosincronizzazione con più motori (più di due motori). Nella loro ricerca, il modello dinamico è stabilito sulla base di un corpo rigido. Con la condizione di sincronizzazione e i criteri di sincronizzazione dell'autosincronizzazione, viene fornita l'analisi caratteristica del modello dinamico. I risultati della loro ricerca mostrano che l'autosincronizzazione del sistema vibrante con tre motori non può ottenere un'ampiezza sovrapposta e questo fenomeno non realizza le differenze pari a zero tra i tre motori. I problemi di sincronizzazione di cui sopra si basano tutti sulla stessa frequenza dei motori. Il problema della sincronizzazione con frequenza diversa è presentato da Inoue Junki chi14. Nel loro lavoro, quattro motori sono installati simmetricamente su un supporto vibrante lungo l'asse verticale anziché orizzontale. E usano questa caratteristica asimmetrica per realizzare la sincronizzazione multifrequenza. Tuttavia, il motore in Rif.14 può realizzare solo uno stato sincrono con il modello dinamico fisso. Questo risultato non può soddisfare le esigenze dell'industria.