Содержание к диссертации
Введение 5
І.Анализ состояния вопроса и обоснование задачи исследования Q
1.1. Обзорный анализ технических систем горных машин именах упругие звенья t % ,Q
1.2. Обзорный анализ привода систем перемещения ГОЄІШ к М АШи и , Л9
Ї.2.І. Анализ привода систем перемещения очистных ком байнов .14
1.2.2. Анализ систем привода струговых установок, Фронтальных агрегатов, конвейеров ZH
1.2.3. Анализ систем привода канатных откаток и породных канатных дорог 2->
1.3. Обзорный анализ методов демпфирования (снижения)., колебаний в электромеханических системах перемещения 26
1.4. Обоснование задач исследования 34
ава 2. Математическая модель электромеханической системы перемеще ния горных машин с-упру.той ,'связью и частотно-регулируемым электроприводом 36
2 .1. Постановка задачи моделирования 36
2.2. Математическая модель электромеханической системы перемещения горных машин с частотно- регулируемым электроп риводом ?
2.2.1. Математическая модель асинхронного двигателя... 3$ 2.2.2.Математическая модель преобразователя частоты... 50
2.2.3.М а т є м а т и ч е с к а я м о д е л ь м е х а н и ч е с к о й части п ри в о д а
перемещения 5Ц
2.3.Передаточные функции линеаризованной электромеха нической системы перемещения горных машин с частБТНо- регулируемым электроприводомv ЬН
2.3.1. Аналитическое описание системы "преобразователь частоты - асинхронный двигатель" ^ , &Ч
2.3.2. Аналитическое описание системы перемещения с частотно-регулируемым электроприводом і би
2 4. Выводы .401 401
Глава
Исследование влияния параметров разомкнутой электромеханической системы перемещения горных машин на колебательные процессы в приводе v,. ^ 1І
3.1. Постановка задачи 7{
3.2. Исследование влияния параметров звена постоянного то ка преобразователя частоты на колебания б приводе перемещения (%.
3.3. Исследование влияния параметров механической части электромеханической 'системы перемещения на колебательные процессы
3.4. Выводы
Исследование средств демпфирования колебаний в замкнутой системе перемещения с част©тко-регули'руемым электроприво- Аналитическое исследование средств демпфировани
4.Ї. Постановка задач:лава о упругих колебании второй массы по управляющему воздействию в замкнутой системе частотно-регулируемого электро привода '. ,
I. Аналитическое исследование систем автоматического регулирования..электропривода с изодромиым регуля- тором скорости
4.2.2.А н а л и т и ч е с к о е и с с л є д о в а н и е с и с т е мц а в т о м а т и ч е с - кого регулирования электроприврда с изодромиым регулято ром и коррекцией введенной на вход регулятора
4.2.3.Аналитическое исследование систем автоматического регулирования электропривода с изодромиым регулятором и коррекцией введенной на выход регулятора
4.J. Аналитическое исследование средстїг"упругих колебаний второй массы по возмущающему воздействию в замкнутой системе частотно-регулируемого электропривода
4.4. Выводы
Реализация результатов исследования и зксперименталь ные исследования электроприводов с демпфированием упругих колебаний
Разработка и испытание системы управления частотно- яегулируемого электропривода канатной дороги с демпширо- ваниеы упругих колебаний d$4
5.2. Разработка и испытание системы управления частотно-регулируемого электропривода механизма подачи очистного комбайна с демпфированием упругих колебаний 4о->
5.3. Выводы .АЩ
Заключение 176
Список использованных источников d7a
Приложения 1 б э
Введение к работе
Актуальность работы. Экономическое и социальное развитие горнодобывающих предприятий определяется производительностью зыеыочных и транспортных горных машин (ГУ). Знемочные и транспортные ГУ вклича му перемещения [ill) исполнительного органа [ АО), которая в
Ряде случаев содержи? упругое звено в виде тяговой цепи или каната При этом жесткость рабочего участка упругого звена в СП меняется п] нчие упругого звена в СП ГМ приводит к автоколебаниям и КО деоанияи скорости перемещения У и моментов и у с и л ни а транс ы и с сиях ИО и системы перемещения. Колебания цементов снижают надежность и" ресурс ГМ, а также их производительность, применение натяжения холостой ветви цепи, регулируемых дросселей и гидравлических аккумуляторов в приводе снижает к.п.д. СП и дает ограниченный эффект снижения колебаний. Кроме того, в последнее время для привода перемещения ГМ стал применяться частотно-регулируемых электропривод ІЧРЗП), представляющий сложное динамическое звено.
Однако в настоящее время недостаточно исследованы условия возникновения колебаний и автоколебаний в переходных процессах СП с ЧРЭП, а также методы демпфирования колебаний средствами автоматического управления электроприводов.
Поэтому разработка средств демпфирования упругих колебаний в системе перемещения ГМ с частотно-регулируемым электроприводом (ЗП), обеспечивающих повышение эффективности их работы, является актуальной научной задачей.
Актуальность настоящей работы подтверждается тем, что она выполнялась по целевой программе Минуглепроыа СССР Ц.б.00.II.46 ( I.SoG-199Z г г . ) и отраслевой научно-технической програмне Минтопэнерго России "Уголь России11 проект № 0-12. (19бо-1бб4гг.).
елью работы является установление закономерностей переходны процессов в системе перемещения іМ с частотно-регулируемым За и упругим звеном с переменной жесткостью для разработки методов и средств демпфирования упругих колебаний, обеспечивающих снижение динамики нагружения ГМ.
идея работы заключается в том, что снижение колебаний в системе перемещения ГМ с частотно-регулируемым ЗІІ и упругим звеном с переменной жесткостью может быть достигнуто путем выбора рационал ных параметров механической части ГМ или воздействием на 31S персы щения с помощью системы автоматического регулирования (С Л Р) с обр ными связями по координатам механической части ГМ.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизн I. Математическая модель системи перемещения П.. с упругим зо ном и частотно-регулируемым ЗП, отличающаяся учетом насыщения гла ной магнитной цепи, активного сопротивления статарной цепи и глуи кого паза ротора асинхронного двигателя (АД), нелинейного характе ра сил трения ИО, постоянной стружкообразования в приводе резания очистного комбайна (ОК) и переменной жесткости упругого звена.
•2. Метод расчета параметров автоколебаний в системе перемеще вия ГМ с нелинейной характеристикой трения и запаздыванием струмк образования.
3. методика выбора параметров системы управления частотно-ре лируемым 311 системы перемещения ГМ с переменной жесткостью уп дуго звена, обеспечивающих апериодический переходный процесс исполните ного органа ГМ при управляющих и возмущающих воздействиях.
4. Зависимости параметров колебаний МО системы перемещения от ее механических параметров и параметров системы управления 3 от переменной жесткости упругого звена.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается конкретным использованием теории элек рических машин и электропривода, теории математического моделирования электромеханических систем, апробированных .методов измерения электрических параметров, удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований (расхождение результатов ке превышает 10-156 при доверительной вероятности О,У), положительными результатами стендовых испытаний и опытом эксплуатации в производственных условиях разработанных систем привода.
Значение работы. Научное значение работы заключается в разра ботке математической модели системы перемещения упру г и ы зве и о і переменной жесткости и частотно-регулируемым ЗП, установлении зави от е г и г Р ! имостеи параметров колеоании пи сист й и Й " я • нических параметров- и параметров системы управления біі от жесткости пр у г о г о з в е на, которые р а з в и в а з т І П П , "• і С. Гі Р. к мах леремешени переходных процеди. и переменной жесткостью упругого звена, .к т и ч е с к о є з н а ч е н и є з а к ли ч а е т с л в араметэов автоколебании в [ е т и, управления ЧРЭП систем перемешени;
Ір а б о т к е м е т о д а расчета ;Ра параметров сметеыы ;менной жесткостью упру того звена, рекомендаций по рациональным параметрам системы перемещения Г;-:, обеспечивающих снижение колебаний скорости ПО, что позволило создать частотно-регулируемый ЗП породной канатной дороги и механизма подачи ОК с тяговой цепью, создающих пониженные динамические нагрузки в трансмиссиях.
реализация выводов и рекомендаций работы. На основе технических решений и рекомендаций, изложенных в диссертации, разработаны ЧРЗГІ породной канатной дороги, опытный образец которого испытан и внедрен на шахте "Дубовекая" АО "Тулауголь1 , и ЧРЭП механизма подачи ОК КШКГУ с тяговой цепью, испытанный на стенде Северо-Эадонско-г о экспериментального з а в о д а.
. Фактический годовой экономический эффект от применения ЧРЗП породной канатной дороги составил 128 млн.руб. в ценах 19Убг. , онидаемьпі годовой .экономический эффект от применения ЧРЗіІ механиз/ подачи 0К.КШІКГУ - 63,18 млн.руб. Б ценах 1995г.
