CC BY
61
тов на отопительные приборы, применение аэраторов и автоматики управления кранами горячей воды. Потенциал сбережения тепловой энергии (табл. 1) предприятиями составил от 11,76 до 75,91 Гкал в год или 8,2.. .24,3% от годовой потребляемой тепловой энергии.
Мероприятия по экономии природного газа включали организационные, установку энергосберегающих горелок, применение программного управления горелками. Потенциал сбережения природного газа составляет от 0,36 до 0,68 тыс. м в год или 23,4.48,6% от годового потребления газа.
Технико-экономическая оценка предложенных энергосберегающих мероприятий показала, что чистый доход за 5 лет отдельными предприятиями составит от 38,7 до 697 тысяч рублей при индексе рентабельности от 1 до 3 лет при сроке окупаемости от 2 до 3 лет.
Бабокин Геннадий Иванович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, [email protected], Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д.И. Менделеева
EVAL UA TION OF THE ENERGY EFFICIENCY THE MUNICIPAL ENTERPRISES AND ESTABLISHMENTS
TULA REGION
G.I. Babokin
Results of estimation of energy efficiency of municipal enterprises in the specific parameters of energy consumption and measures on energy saving resources.
Key words: energy efficiency, energy saving potential, electric and thermal energy, natural gas.
Babokin Gennady Ivanovich, doctor of technical science, professor, manager of department, gibabokinnov'a,yandex.ru, Russia, Novomoskovsk, The Novomoskovsk’s Institute (subdivision) of the Mendeleyev Russian Chemical-Technological University
УДК 62-581.6
НЕЧЕТКИЙ РЕГУЛЯТОР ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА
Г.И. Бабокин, Т.А. Гнатюк
Предложен нечеткий регулятор нагрузки привода очистного комбайна с пропорционально-интегральным законом управления.
Ключевые слова: нечеткий регулятор, электрический привод переменного тока, очистной комбайн.
Повышение эффективности механизированной выемки полезных ископаемых способствуют методы совершенствования конструкций и систем управления очистными комбайнами (ОК). Очистной комбайн основная
машина в механизированном комплексе, осуществляющая отбойку и погрузку угля на конвейерную систему комплекса. Производительность ОК в основном определяет и производительность добычи угля на угольных предприятиях. Современные ОК представляют сложную электромеханическую систему, включающую приводы резания и механизма подачи. Как правило, привод резания включает два асинхронных электродвигателя, которые через редукторы вращают шнеки, оснащенные резцами. В качестве привода механизма подачи применяется регулируемый электропривод (ЭП) переменного тока - это частотно-регулируемый асинхронный электропривод, включающий общий преобразователь частоты (ПЧ), питающий два асинхронных электродвигателя (АД), приводящих в движение каждый свой двигатель бесцепной системы подачи (БСП). Для обеспечения полной загрузки электродвигателей резания в системе управления ЭП очистного комбайна применяется регулятор нагрузки (РН), назначение которого обеспечить полную загрузку по мощности электродвигателей шнеков, путем изменения скорости подачи комбайна при изменении условий разрушения и крепости угля.
Объект управления включает передаточные функции элементов электромеханической системы ОК: система «преобразователь частоты -асинхронный электродвигатель» механизма подачи; трансмиссия механизма подачи; шнековый исполнительный орган ОК; трансмиссия привода резания (двухмассовая расчетная схема); электродвигатель резания (колебательное звено второго порядка).
Передаточная функция объекта регулирования регулятора нагрузки имеет вид [1]:
Щ( р) = К /[(Т3Р + 1)(т2 р2 /12+ тр /2 + 1) х
X (т2р2 + 2Х рТ4р +1)(т2р2 + 2Х>пТ5р +1)] где К=К1КредпКредртБКАДр - коэффициент усиления объекта; т - постоянная времени запаздывания в процессе стружкообразования ИО, зависящая от количества резцов в одной линии резания; В - коэффициент зарубаемости, пропорциональный крепости угля; Т3, Т4, Тэ, Тм - постоянные времени; £р, £п - коэффициенты затухания; К1, Кредп, Кредр - коэффициенты передачи элементов ОК.
Полученная передаточная функция Щ(р) показывает, что объект регулирования представляет собой сложную динамическую систему с набором последовательно соединенных звеньев первого и второго порядка. Коэффициент передачи объекта К пропорционален коэффициенту крепости угля В, который изменяется в процессе работы комбайна случайным образом, при этом его математическое ожидание в условиях одной лавы может изменятся в 2 - 3 раза. Кроме того, передаточная функция объекта получена путем линеаризации ряда параметров, тогда как в реальных условиях
работы системы управления эти нелинейности существуют. Таким образом, объект управления регулятора нагрузки обладает элементами неопределенности в части изменения его параметров в процессе работы, поэтому применяемые статические пропорционально - интегральные (ПИ) регуляторы нагрузки не всегда обеспечивают заданного качества переходных процессов (быстродействия, минимального перерегулирования, минимума среднеквадратической ошибки) во всех режимах работы ОК. В связи с изложенным предложено применить интеллектуальную систему управления
с цифровым нечетким регулятором нагрузки (НРН), на вход которого поступает сигнал рассогласования ек = 1з - 1ф, (4 , 1ф - соответственно, заданное и фактическое значения тока резания) (рис. 1).
Такой регулятор обеспечивает статическую ошибку регулирования равной нулю. Кроме того, далее в системе принято «прямое» регулирование. Структура предложенного нечеткого РН представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема нечеткого регулятора нагрузки
В структурной схеме сигнал рассогласования в дискретном виде ек поступает на блоки «1» вычисления пропорциональной части ер и интегральной части е] по формуле.
В блоке фаззификации для сигнала ер используются четыре нечетких множества А1, А2, А3, А4, а для сигнала е] три нечетких множества Ы,
2, Р. Функции принадлежности для входов нечеткого регулятора представлены на рис. 2. Применение для фаззификации пропорциональной части четырех нечетких множеств позволяет автоматически изменять коэффициент усиления пропорциональной части регулятора нагрузки в зависимости от величины сигнала рассогласования.
а б
Рис. 2. Функции принадлежности нечеткого ПИ регулятора нагрузки: а - пропорциональной части; б - интегральной части
Так если сигнал рассогласования находится в пределах ер1<ер<ер2 или ер3<ер<ер4, то коэффициент усиления одинаков и определяется наклоном статической характеристики и(е) и равен К2, а когда сигнал рассогласования находится в пределах ер2<ер<ер3, то коэффициент усиления равен К1, который меньше К2.
В базу правил предлагаемой структуры регулятора входят 12 элементов лингвинистических правил:
Ш: ЕСЛИ (ер = А1) И (е7 = М), ТО (и = В1)
Ш2: ЕСЛИ (ер = А4) И (е7=Р), ТО (и = В12)
Дефаззификация осуществляется по методу одноэлементных нечетких множеств с использованием множеств В1...В12, рис. 1. В этом случае сигнал и на выходе регулятора нагрузки принимает одно из дискретных значений В1...В12.
Сравнение качества функционирования ПИ-регулятора нагрузки и нечеткого регулятора НРН проведено путем математического моделирования в системе МАТЬАВ, при ступенчатом управляющем воздействии и изменении коэффициента усиления объекта К, и постоянной стружкообра-зования т.
В результате моделирования установлено, что нечеткий регулятор нагрузки в отличие от ПИ-регулятора обеспечивает стабильный переходный процесс при изменении коэффициента усиления объекта и постоянной стружкообразования в пределах ±50 % от номинальных значений и может быть рекомендован для применения на практике.
Список литературы
1. Серов В.И., Бабокин Г.И., Колесников Е.Б. Система управления частотно - регулируемым электроприводом механизма подачи // Изд. вузов. Горный журнал. 1992. №6. С. 93-96
2. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. М.: Бином. Лаборатория знаний. 2009. 798 с.
3. Бабокин Г.И., Колесников Е.Б. Частотно-регулируемый электропривод механизмов подачи очистных комбайнов. Горный информационноаналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ, 2004. №3. С. 231 - 235.
Бабокин Геннадий Иванович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, [email protected], Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д.И. Менделеева
Гнатюк Татьяна Алексеевна, ст. преподаватель, Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д. И. Менделеева
FUZZY REGULATOR CURRENT ELECTRIC DRIVE THE CLEANING MACHINE
G.I. Babokin, T.А. Gnatjuk
The fuzzy regulator of current with electric drive the cleaning machine, inclusive in proportion and integral part.
Key words: fuzzy regulator; electric drive; cleaning machine.
Babokin Gennady Ivanovich, doctor of technical science, professor, manager of department, [email protected], Russia, Novomoskovsk, The Novomoskovsk’s Institute (subdivision) of the Mendeleyev Russian Chemical-Technological University,
Gnatuk Tatjana Alekseevna, teacher, 8(48762)61383, Russia, Novomoskovsk, The Novomoskovsk’s Institute (subdivision) of the Mendeleyev Russian Chemical-Technological University
УДК 621.311.1 (075.8)
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ГОРОДСКОЙ СЕТИ
Г.И. Бабокин, Е.Б. Колесников, В.А. Ставцев, С.Б. Малков
Приводятся результаты выборочной оценки качества электрической энергии напряжением 0,4 кВ г. Новомосковска Тульской области. Показано, что у ряда объектов положительные отклонения фазного напряжения и нормальные коэффициенты 3-й гармонической составляющей напряжения превышают нормированные значения.
Ключевые слова: электроэнергия, показатели качества, отклонение напряжения, коэффициент гармонических составляющих напряжения, анализатор электропотребления.
Обеспечение надежного качества электроэнергии ведет к повышению эффективности работы приемников электроэнергии и электроэнергетических систем в целом.
