Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ конструктивных схем электромеханических систем шахтных подъемных установок, условий их эксплуатации, методов моделирования, расчета параметров и их надёжности 12
1.1 Конструктивные схемы и условия их эксплуатации 12
1.2 Методы моделирования и расчета параметров 27
1.3 Анализ методов расчёта надёжности 51
1.4 Цель и задачи исследования 54
Выводы 55
2 Определение показателей надёжности функционирования электромеханических систем шахтных подъемных установок с реактивно вентильными электродвигателями 57
2.1. Определение уровня надёжности 57
2.2. Условия реализуемости конструкционной и функциональной 60
2.3. Определение показателей надёжности 64
Выводы 67
3 Моделирование переходных процессов в электромеханических системах шахтных подъемных установок с реактивно - вентильными электродвигателями 68
3.1 Математическая модель электромеханической системы подъемного модуля с реактивно - вентильным электродвигателям 68
3.2 Математическая модель электромеханической системы тормозного устройства с реактивно - вентильным электродвигателям 80
3.3 Разработка структуры и топологии управления тормозным устройством и скоростью движения подъемного сосуда 86
Выводы 94
4 Разработка новых технических решений по повышению эффективности функционирования электромеханических систем шахтных подъемных установок с реактивно-вентильным электродвигателями 95
4.1 Разработка новых технических решений 95
4.2 Разработка структурной схемы и определения передаточного функции электромеханической системы 106
4.3 Определение параметрического рада реактивно-вентильных электродвигателей и рациональных параметров ЭМС шахтных подъемных установок 113
Выводы 126
5 Экспериментальные исследования применения разработнной электромеханической системы структуры и топологии управления шахтной подъемной установки с реактивно – вентильными электродвигателями, её режимами работы 128
5.1 Планирование эксперимента 128
5.2 Стенд аппаратура и методика исследований 134
5.3 Экспериментальные исследования 144
Выводы 147
Заключение 148
Библиографический список 150
- Анализ методов расчёта надёжности
- Условия реализуемости конструкционной и функциональной
- Математическая модель электромеханической системы тормозного устройства с реактивно - вентильным электродвигателям
- Разработка структурной схемы и определения передаточного функции электромеханической системы
Введение к работе
Актуальность работы. Применение электромеханических систем с реактивно-вентильными электродвигателями в шахтных подъёмных установках является перспективным направлением развития электромеханических систем, поскольку они позволяют обеспечить надёжности и снижение электроёмкость процесса торможения и движения подъемного сосуда за счёт повышения в них точности позиционирования и безредуктора конструкции реактивно-вентильного электропривода.
Работе электромеханических систем с реактивно-вентильными электродвигателями посвящены научные исследования Б. А. Ивоботенко, И. Ф. Ильинского, Б. Е. Коника, А.С. Куракина, Л.Ф. Коломейцева, А.Б. Красовского, Law-renson P.J., Miller T.J.. Однако в указанных работах не учитывались функциональные связи тормозного устройства и модуля движения подъёмного сосуда, которые влияют на точность их позиционирования электроёмкость процесса торможения и движения подъемного сосуда, надёжность и эффективность функционирования элементов электромеханической системы. Решение данной научной задачи позволит уменьшить затраты на их конструктивна исполнения и эксплуатация.
Поэтому обоснование рациональных параметров электромеханической системы шахтной подъемной установки с реактивно-вентильными электродвигателями, обеспечивающей повышение эффективности ее функционирования за счёт требуемого уровня надежности, точности позиционирования при управлении её функционированием должно снизить потребляемую электродвигателями электроэнергии на основе функциональных связей тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда, что является актуальной научной задачей
Цель работы. Повышения эффективности функционирования электромеханической системы (ЭМС) шахтной подъемной установки с реактивно-вентильными электродвигателями (РВЭД) путём обоснования её рациональных параметров, обеспечивающих требуемый уровень надёжности, позиционирования и потребления электрической энергии на основе функциональных связей тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда.
Задачи исследования:
-
Анализ конструктивных схем и режимов работы электромеханических систем шахтных подъемных установок, методов моделирования переходных процессов, расчетов их параметров, надёжности и условий эксплуатации.
-
Разработка математической модели электромеханических систем шахтных подъемных установок с реактивно - вентильными электродвигателями, учитывающей функциональные связи тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда.
-
Исследование математической модели электромеханических систем шахтных подъемных установок с реактивно - вентильными электродвигателями для установления закономерностей формирования управляющего воздействия на
основе функциональных связей точности позиционирования тормозного устройства при движении подъемного сосуда.
-
Определение условий реализуемости конструкционной и функциональной надёжности электромеханических систем торможения и системы движения подъемного сосуда с реактивно-вентильными электродвигателями.
-
Определение рациональных параметров, требуемого уровня надёжности, позиционирования и потребления электрической энергии и структуры управления электромеханической системы шахтных подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями по основе функциональных связей тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда.
-
Численные и экспериментальные исследования режимов работы электромеханических систем шахтных подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями при применении разработанных технических решений устройства управления ее электродвигателям.
Идея работы. Заключается в достижении требуемого уровня надёжности, позиционирования и потребления электрической энергии путем обоснования рациональных параметров электромеханической системы с реактивно-вентильными электродвигателями по основе функциональных связей тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда для повышения эффективности ее функционирования.
Объектом исследования. Является электромеханическая система шахтных подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями.
Предметом исследования. Являются переходные процессы, протекающие в электромеханической системе шахтных подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями во взаимосвязи работы тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда.
Методы исследования. Используемые в работе, основаны на применении теории электрических цепей, автоматического управления, надёжности, вероятностей и математической статистики, численных методов и экспериментальных исследований с применением ЭВМ. Исследования проводились с применением программы MATLAB &Simulink.
Автор защищает:
1. Математическую модель электромеханической системы шахтных
подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями, учитыва
ющая функциональные связи тормозного устройства и системы движения подъ
емного сосуда.
-
Закономерности формирования управляющего воздействия в системе функциональных связей тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда с реактивно-вентильными электродвигателями для регулирования точности позиционирования при установлении требуемого уровня усилия торможения тормозного устройства и скорости движения подъемного сосуда.
-
Условия реализуемости конструкционной и функциональной надёжности электромеханических систем торможения и системы движения подъемного сосуда с реактивно-вентильными электродвигателями.
4. Рациональные режимные и конструктивные параметры электромеханических систем шахтных подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями на основе функциональных связей тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда и топология управления их режимами работы по критерию надёжности.
Научная новизна. Заключается в определении рациональных параметров электромеханических систем шахтных подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями, отличающиеся установлением требуемого уровня их надёжности, позиционирования и потребления электрической энергии на основе функциональных связей тормозного устройства и модуля движения подъемного сосуда, формирования закономерностей структуры и топологии управления её режимами работы для повышения эффективности функционирования системы.
Она представлена следующими результатами:
установлены функциональные связи формирования усилия в тормозном устройстве и скорости движения подъемного сосуда в электромеханической системе шахтной подъемной установки с реактивно-вентильными электродвигателями;
разработана математическая модель электромеханических систем шахтных подъемных установок, учитывающая функциональные связи тормозного устройства и закономерности формирования момента на валу электродвигателя при регулировании скорости движения подъемного сосуда при управления электромеханической системы шахтной подъемной установки с реактивно-вентильными электродвигателями;
определены условия реализуемости конструкционной и функциональной надёжности математической модели электромеханических систем шахтных подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями на основе функциональных связей точности позиционирования при формировании усилия в тормозном устройстве и скорости движения подъемного сосуда;
определены зависимости для расчета рациональных параметров, обеспечивающих требуемый уровень надёжности, позиционирования и потребления электрической энергии на основе функциональных связей тормозного устройства и системы движения подъемного сосуда шахтных электромеханических систем с реактивно-вентильными электродвигателями на основе исследования ее математической модели;
Достоверность, научных положений, выводов и рекомендаций дисаертаци-онной работы обеспечены обоснованными допущениями, адекватностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, расхождения между которыми не превышает 14%, что допустимо в инженерных расчетах.
Практическое значение. Разработана методика расчета рациональных параметров электромеханической системы шахтных подъемных установок с реактивно-вентильными электродвигателями на основе функциональных связей точности позиционирования при формировании усилия в тормозном устройстве и скорости движения подъемного сосуда.
Реализация результатов работы. Основные научно - практические результаты диссертационной работы переданы для использования в Подмосковном научно-исследовательском угольном институте, а также используются в учебных курсах “Специальные главы электропривода”, “Энергетика электропривода” и “Специальные виды электроприводов” на кафедре “Электроэнергетика” ТулГУ.
Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных молодежных научно-технических конференциях.
ТулГУ (г. Тула, 2012 - 2015 гг.) и V, VI научно-практических конференциях ТулГУ «Молодежные инновации» (г. Тула, 2015 г.), Пятой международной Школе-семинаре молодых ученых и специалистов «Энергосбережение – теория и практика» (г. Москва, 2013 г.), Международной научно-технической конференции «Энергосбережение - 2012» в рамках X Московского международного энергетического форума «ТЭК России в XXI веке» (г. Москва, 2014 г.), Международной научно-технической конференции «Энергоэффективность - 2013» в рамках I Международного электроэнергетического форума «Электросетевой комплекс. Инновации. Развитие» (г. Москва, 2015 г.), Международной научно-технической конференции «Энергосбережение - 2015» в рамках XI Московского международного энергетического форума «ТЭК России в XXI веке» (г. Москва, 2013 г.), Международной научно-технической конференции «Энергосбережение - 2014» в рамках XII Московского международного энергетического форума «ТЭК России в XXI веке».
Публикация. Основные положения диссертационной работы изложены в 15 статьях, из них 7 в изданиях, рекомендованных ВАК, имеется 3 патента РФ на полезную модель.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 173 наименований и приложения с результатами внедрения. Общий объем работы составляет 166 страницу. Основная часть изложена на 149 страницах текста, содержит 60 иллюстрации. и 14 таблиц.
Автор выражает благодарность заведующему кафедрой «Электроэнергетика» Тульского государственного университета, доктору технических наук, профессору Степанову Владимиру Михайловичу за научные консультации, поддержку и помощь при работе над диссертацией.
Анализ методов расчёта надёжности
Динамическая одномассовая модель шахтной подъемной установки позволяет оценить только усредненные динамические нагрузки подъемной системы, необходимым для решения задачи по определению мощности приводного двигателя подъемной установки.
Динамическая многомассовая модель шахтной подъемной установки позволяет оценить более широкий спектр задач, связанных с исследованием динамических режимов подъемных установок. Модель представляет собой энергетический аналог, в котором реальная подъемная установка с ее сложной кинематической структурой и распределенной в составных элементах массой эквивалентируется системой дискретных масс с невесомыми связями, характеризующимися определенными упругими и диссипативными свойствами.
Подъемную установку можно представить как трехмассовую эквивалентную систему, где первая масса представляет собой вращающиеся элементы, вторая масса отображает груженый подъемный сосуд, третья масса отображает порожний подъемный сосуд. Механические упругие связи между массами отображают канаты подъемной установки [17, 18, 39, 81].
Трехмассовые кинематические схемы подразделяются на линейные и кольцевые. Эквивалентная расчетная схема трех-массовой линейной системы представлена на рисунке1.12(а) Эквивалентная расчетная схема кольцевой трех-массовой системы представлена на рисунке 1.12(б). Отличием кольцевой схемы от линейной является наличие замкнутого механического контура, состоящего из трех масс, соединенных между собой упругими элементами. Линейная схема эквивалентна двух-концевой подъемной установке без хвостового каната. Кольцевая схема эквивалентна двух-концевой подъемной установке с хвостовым канатом. Исходя из простоты схемы, следует принять к более детальному рассмотрению линейную трех-массовую схему двух-концевой подъемной установки.
Уравнения механических связей устанавливают соотношения между скоростями ее элементов (уравнения Лагранжа) [24, 38, 56]: d діл dh Ш) Qi; dqt (1.17) L = Wk - Wn. где: L - функция Лагранжа, разность потенциальной и кинетической энергии, выраженная через обобщенные координаты qt и q,; Wt запас кинетической энергии системы, выраженный через обобщенные координаты я обобщенные координаты qi; Q = бАі/б - обобщенная сила, определяемая суммой элементарных работ 6At всех действующих сил на возможное перемещение бяь Wn - запас потенциальной энергии системы, выраженный через обобщенные координаты qi и q\. Для трехмассовой электромеханической системы шахтной подъемной установки, представленной на рисунке 1.12, обобщенными координатами являются угловые перемещения масс Фі,ф2, Фз им соответствуют обобщенные скорости а , о)2, о)3. Данная система по функцию Лагранжа имеет выражение: к L = W 2 JM J20)1 J30) с21(ф2-Фі)2 с13(Фі-ф3)2 W = А1 + АА + А1 - . (1.18) Математическое описание механической части линейной трехмассовой электромеханической системы подъемной установки получаем когда подставляя функцию Лагранжа в уравнение Лагранжа: где: М - момент приводного двигателя; М21 - приведенный момент упругих сил между двигателем и груженым подъемным сосудом; М13 - приведенный момент упругих сил между порожним подъемным двигателем и сосудом; }г - приведенный момент инерции первой массы, включая момент инерции редуктора, двигателя, органа навивки, направляющих шкивов; J2 - приведенный момент инерции второй массы, груженого подъемного сосуда; J3 - приведенный момент инерции третей массы, порожнего подъемного сосуда; OO-L - угловая скорость вращения двигателя; о)2 - приведенная к угловой скорости двигателя скорость груженого подъемного сосуда; оо3 - приведенная к угловой скорости двигателя скорость порожнего подъемного сосуда; Мс2 - приведенный статический момент груженого подъемного сосуда; Мс3 - приведенный статический момент порожнего подъемного сосуда; С21 -приведенный коэффициент жесткости струн каната между органом навивки и груженым подъемным сосудом; С13 - приведенный коэффициент жесткости струн каната между органом навивки и порожним подъемным сосудом.
Определяется приведенный радиус вращения как отношение скорости подъемного сосуда VCк угловой скорости двигателя о)дв, или отношения диаметра органа навивки (барабан) D к двойному значению передаточного числа редуктора ip:
Определяются приведенные моменты инерции поступательно движущихся элементов установки с груженым и порожним подъемными сосудами: i:r m;v. (121) Определяем приведенные коэффициенты жесткости участков каната между барабаном и шкивами: Ск.q2 С3-4 =С3-6 = . (1.22) l3-4 где: Ск = E.S - коэффициент растяжения одного метра каната; E - модуль упругости каната; l3-4 - длина каната от органа навивки (барабан) до направляющего шкива; S - площадь поперечного сечения каната. Определяем приведенные коэффициенты жесткости участков каната между шкивами и подъемными сосудами: Ck.q2
В связи с тем, что в состав данных выражений входят переменные параметры, в частности С4_5 и С6_7, которые зависят от длин участков канатов 14_5, 16_7 от направляющих шкивов до подъемных сосудов, необходимо в уравнениях, эти участки кинематической цепи дифференцировать.
Условия реализуемости конструкционной и функциональной
Для определения рациональных параметров электромеханических систем шахтных подъемных установок с РВЭД по критерию надёжности расчитывается eё требуемый уровень.
Из целевого назначения электромеханической системы шахтных подъемных установок (ШПУ) с реактивно-вентильными электродвигателями следует, что система 1 нового (Н) технического уровня рассматривается по отношению к существующему (С) техническому уровню системы 2 по зависимостям потенциальной реализуемости, определяя соотношения соответствия уровня ее надёжности техническому уровню разрабатываемой системы [137].
Но выражение (2.1) в (2.1) получим:
qc вый технический уровень системы ШПУ может определяться коэффициентом технического уровня: і(н + зкн+н+М (2.1) kу =(н +зкн +н + 4C k TE с зкс с с где соответственно Cн и Cс – структурная жесткость электропривода; kзкс и kзкн – коэффициент затухания колебаний в электромеханической системе; Tс и Tн – коэффициент точности позиционирования; Eс и Eн коэффициент энергоёмкости электромеханической системы.
Требуемый уровень надёжности электромеханической системы ШПУ с реактивно-вентильными электродвигателями определяет вероятность отказа, соответствующая: qc qн = , (2.2) kу где qc и qн - вероятность отказа шахтных подъемных установок с РВЭД. Из структуры взаимоувязанных механизмов системы ШПУ и равной вероятности отказа, по общеизвестным зависимостям структурной надёжности устанавливаются вероятность отказа для ШПУ qHM [26, 55, 137]: Чнм = ЧН(ФІ), (2.3) где ЧН(ФІ) - вероятность отказа функциональных механизмов электромеханической системы, определяется из qH конструктивной структуры взаимоувязанных механизмов. Подставляя где Тонм и Твнм- требуемые соответственно средние время наработки на отказ и время восстановления; г.дп - допустимое время простоя ШПУ при замене. Требуемое значение коэффициента технического использования за один и тот же период эксплуатации: инм фнм Зависимости (2.1) – (2.1.18) следует, что уровень надёжности ШПУ определяется надежностью работы конструкционных материалов и их элементов qНК и функциональной надежностью qНФ, которые устанавливаются из условия равной вероятности отказа. где tABK и г.двт - допустимое время восстановления ШПУ, определяемое соответственно свойствами и условиями работы конструкционных материалов и соответствием их параметров условиям эксплуатации; PyK(t) - вероятность появления условий работы конструкционных материалов, приводящих к разрушению, износу и деформации элементов ШПУ; PyT(t) - вероятность появления условий работы ШПУ, приводящих к снижению эффективности его эксплуатации или простоям из-за неполного соответствия параметров ШПУ условиям эксплуатации.
Поскольку простой шахтной подъёмной установки, в данном случае, связан с допустимым временем замены ШПУ, то исходя из условия равной вероятности: Py(t) . (2.20) Элементы ШПУ работают в условиях циклической переменной загрузки, разрушение которых происходит при равенстве произведенной внутренней работы Ан, необходимой для разрушения: Ан = кинДА, (2.21) где кин - наибольшее число циклов нагружения элементов ШПУ; ЛА - внутренняя работа, совершаемая за один цикл переменной нагрузки. Вероятность безотказной работы зависит от величины остаточного запаса энергии А03, который можно еще израсходовать при периодических загрузках [137]: к = — I н к0кт кт - коэффициент условий работы, учитывающий изменение нагрузки; к0 - коэффициент однородности конструкционных материалов, учитывающий изменение его механических свойств; FH - нормативная нагрузка на элементы конструкции ШПУ. Зависимости (2.26) справедливы для установившегося режима работы ЭМС, условие конструкционной надёжности ЭМС с учетом динамических процессов имеет следующий вид:
Установлено, что случайная величина действующей нагрузки на электротехнические устройства коммутации системы распределения электрической энергии может подчиняться нормальному закону распределения или закону распределения Вейтбула - закону Релея. Для законов распределения случайных величин нагрузок имеем равенство: PHM(FH тдн) = 1 - qHM. (2.32) На основании, которого, в общем: FH = kHFAHA. (2.33) Условием реализуемости надёжности в этом случае является неравенство (2.33). Из диаграммы нагружения по Ан и kо, и kН выбирается конструкционный материал для элементов ШПУ.
Математическая модель электромеханической системы тормозного устройства с реактивно - вентильным электродвигателям
Шахтная подъемная установка представляет собой сложную электромеханическую систему и со шкивами трения можно представить как трехмассовую систему, где первая масса представлена электроприводом, вторая масса представлена груженым подъемным сосудом, а третья масса представлена порожним подъемным сосудом. Такая функциональная расчетная схема приведена на рисунке 3.1 и рисунке. 3.2. При изменениях нагрузки, массы имеют возможность взаимного перемещения, которое при данном приращении нагрузки определяются жесткостью упругой связи. К механическим упругим связям много-массовых систем электропривода подъемных установок следует отнести канаты. Упругая деформация канатов и сопутствующие колебания являются крайне негативными особенностями работы подъемной установки. Следует отметить, что при исследовании колебательных процессов в ЭМС подъемной установки, основное значение имеют продольные колебания каната, а поперечные и крутильные колебания являются второстепенными. В частности, большую роль, при деформации упругого элемента играет ограничение скорости изменения ускорения рывок.
Увеличение надёжности и долговечности упругих элементов может быть достигнуто снижением динамических нагрузок путем демпфирования колебательных процессов, так чтобы повысить точность и эффективность электромеханических систем подъемных установок.
Для расчета статических и динамических характеристик в диссертации предположена имитационная модель РВЭД. Алгоритм математической модели РВЭД представлен на рисунке 3.4. Этот алгоритм отличается от известных моделей РВЭД [5, 6, 68, 69] тем, что в данной модели используется сквозной метод расчета, начиная с задания исходных параметров двигателя и ВК, расчета основных размеров и параметров магнитной цепи и оканчивается определением рабочих характеристик РВЭД. Алгоритм расчёта содержит 2 блока подпрограмм: проектный расчет РВЭД для определения статических параметров и имитационное моделирование при известных параметрах. Рисунок 3.4. Алгоритм математической модели РВЭД
В соответствии с алгоритмом при моделировании на первом этапе расчета выполняется расчет токов фазы с помощью зависимости индуктивности и ЭДС обмотки от угла ротора. При моделировании могут изменяться и внешние параметры РВЭД: внешний момент на валу, напряжение питания и др. На втором этапе в соответствии с алгоритмом определяются электромагнитный момент, угловая скорость, угол поворота ротора. Первый и второй этапы повторяется многократно до достижения определенного условия, которое задается временным интервалом.
Реализация обобщенной математической модели РВЭД выполняется в математическом пакете MATLAB –SIMULINK. Имитационная модель в SIMULINK обладают удобством работы при достаточной точности и быстродействии. Разработанная математическая модель позволяет проводить расчет статических и динамических характеристик РВЭД. Такое построение математической модели позволяет встраивать ее в программы, для последующей оптимизации системы по отдельным параметрам.
Общая схема имитационной модели трехфазной РВЭД с вентильным коммутатором показана на рисунке 3.5. Основные допущения, принятые при составлении имитационной модели: активные сопротивления фаз, не зависящие от температуры обмотки статора; силовые транзисторы и диоды представлены функциональными резисторами; без учета взаимоиндукция фазных обмоток двигатели; без учета индуктивности рассеяния; безынерционные звенья датчика положения ротора и САУ. В общую схему входят электродвигатель, вентильный коммутатор, датчик угла ротора, угол включения напряжения, угол отключения напряжения, осциллограмма, заданное устройство нагрузки, источник питания двигателя и коммутатора. Напряжение питания РВЭД подается от блока DC Voltage Source, который форми рует источник постоянного тока.
Разработка структурной схемы и определения передаточного функции электромеханической системы
Устройство для управления подъемной установки работает следующим образом (рисунок 4.3). Для управления работы тормозного модуля используют управляющие сигналы, формируемый датчика усилия 12 и для управления подъемного модуля используют управляющие сигналы, формируемые датчиками остановки 13, позиционирования 14 и датчиками скорости 15. На блок сравнения 16 поступают управляющие сигналы с датчиков усилия 12, остановки 13, позиционирования 14 и скорости 15, сравнивающиеся с соответствующими задающими сигналами. Сигналы ошибок из блока сравнения 16 поступают в систему автоматического управления 1. Управляющие сигналы из выходов системы автоматического управления I регулируют ключи вентильного коммутатора 2. Напряжение постоянного тока из вентильного коммутатора 2 питают реактивно-вентильные двигатели 3 и 4, крутя щие моменты из двигателя 3 вызывает круговые вращения подъемного установки II (подъемного сосуда), посредством механизмов передачи 10 соответственно, крутящие моменты из двигателя 4 вызывает круговые вращения винтовой пары 5, при круговом вращении винтовой пары 5, рычаг поворачивается вниз или верх, приживая тормозные колодки к ободу и затормаживая подъемную машину или от водя от обода и растормаживая её (тормозным модулем 6). Для управления и сни жения пульсации крутящего момента реактивно-вентильных двигателей 3 и 4 ис пользуют шесть датчиков тока 7, сигналы тока из которых поступают в корректи рующее устройство 8, корректирующие сигналы из выхода корректирующего устройства 8 поступают в широтно-импульсный преобразователь 9, управляющие сигналы из которого регулируют ключи вентильного коммутатора 2. Повышение надёжности работы и точности позиционирования шахтных подъёмных установок во многом зависит от надёжности и точности позиционирования системы торможения. Задачей предложенного технического решения является повышение точность позиционирования при управлении тормозного модуля и эффективность работы.
Электромеханическая система торможения подъемной установки содержит блок автоматического управления, тормозной модуль, двигатель, датчики тока, преобразователь, винтовая пора , причем преобразователь выполнен широтно-импульсным, двигатель реактивно-вентильным, в нее введены вентильный коммутатор, корректирующее устройство, датчик усилия и блок сравнения, причем выходы блока автоматического управления, связаны с первыми входами вентильного коммутатора, выходы которого связаны с реактивно-вентильным двигателем, выходы которого посредством механизма передачи связаны с винтовой порой, выходы которого связаны с датчиком усилия, выходы которых связаны с входами блока сравнения, вторые выходы реактивно-вентильного двигателя связаны с входами датчиков тока, выходы которых связаны с входами вентильного коммутатора посредством последовательно связанных корректирующего устройства и широтно-импульсного преобразователя.
Разработана блок - схема электромеханической системы торможения подъемной установки с РВЭД (рисунок. 4.4). Электромеханическая система торможения подъемной установки содержит систему автоматического управления 1, выходы которой связаны с первыми входами вентильного коммутатора 2, выходы которого связано с входом реактивно-вентильного двигателя 4, первый выход которого связан тормозным модулем 6, посредством винтовой пары5 соответственно. Вторые выходы реактивно-вентильного двигателя 4 связаны с тремя датчиками тока 7 каждый. Все выходы датчиков тока 7 связаны с входами корректирующего устройства 8, выход которого связан с входом широтно-импульсного преобразователя 9, выходы которого связаны со вторыми входами вентильного коммутатора 2. Выход тормозного модуля 6 связан с входом датчика усилия 12, выходы которых связаны с входом блока сравнения 16.
Электромеханическая система торможения подъемной установкой работает следующим образом (рисунок. 4.4). Для определения работы двигателя 4 используют управляющие сигналы, формируемые датчиком усилия 12. На блок сравнения 16 поступают управляющие сигналы с датчиком усилия 12, сравнивающиеся с соответствующими задающими сигналами. Сигналы ошибок из блока сравнения 16 поступают в систему автоматического управления 1. Управляющие сигналы из выходов системы автоматического управления 1 регулируют ключи вентильного коммутатора 2. Напряжение постоянного тока из вентильного коммутатора 2 питают реактивно-вентильный двигатель 4, зависит от сигнала датчика усилия 12, крутящие моменты из которого вызывает круговые вращения винтовой пары 5. Для управления и снижения пульсации крутящего момента реактивно-вентильного двигателя 4 используют три датчиков тока 7, сигналы тока из которых поступают в корректирующее устройство 8, корректирующие сигналы из выхода корректирующего устройства 8 поступают в широтно-импульсный преобразователь 9, управля ющие сигналы из которого регулируют ключи вентильного коммутатора 2.