CC BY
56
2. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. М.: Бином, 2009. 798 с.
3. Бабокин Г.И., Колесников Е.Б. Частотно-регулируемый электропривод механизмов подачи очистных комбайнов. //Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд-во МГГУ, 2004. №3. с. 231 - 235.
G.I. Babokin, T.А. Gnatjuk
FUZZY REGULATOR CURRENT ELECTRIC DRIVE THE CLEANING MACHINE
The fuzzy regulator of current with electric drive the cleaning machine, inclusive in proportion and integral part is presented.
Key words: fuzzy regulator; electric drive; cleaning machine.
Получено 24.12.11
УДК 62-83(075.8)
Г.И. Бабокин, д-р техн. наук, проф., зам. директора, (48762) 6-13-83, [email protected]
(Россия, Новомосковск, РХТУ им. Д.И.Менделеева),
Н.С. Дегтерёв, ассист., (48762) 6-13-83, [email protected]
(Россия, Новомосковск, РХТУ им. Д.И.Менделеева)
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА НАГРУЗКИ СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА
Получена структурная схема скребкового конвейера, включающая передаточные функции частотно-регулируемых электроприводов домкрата и конвейера, и звена формирования производительности. Выбрана структура и параметры системы управления электропривода домкрата. Синтезирован ПИ-регулятор, обеспечивающий заданный апериодический переходный процесс.
Ключевые слова: скребковый конвейер, электропривод, асинхронный электродвигатель, система управления, ПИ-регулятор, регулятор Смита.
Повышение эффективности и качества получения ванадия на ООО «Ванадий-Тула» осуществляется повторным использованием отходов основного производства шлама в технологическом процессе. Для этого спроектирован дополнительный пункт загрузки шлама на основной ленточный конвейер, подающий исходный материал в плавильные печи. Для подачи шлама применён оригинальный обратный конвейер, подача которого на шлам осуществляется домкратом.
Энергосберегающий электропривод и нетрадиционные возобновляемые источники ...
Пункт загрузки шлама на основной ленточный конвейер 5 (рис. 1) состоит из бункера 1, скребкового обратного конвейера 2, шибера 3, дозатора 4. Скребковый конвейер включает в себя бесконечную цепь 6, лемехи 7, оснащённые резцами.
Рис. 1. Оборудование пункта перегрузки шлама
Загрузка бункера 1 шламом 8 осуществляется с помощью самосвалов (на рис. 1 не показан). При этом скребковый конвейер 2 с помощью механизма домкрата 9 принимает максимальное положение (пунктир). Привод скребкового конвейера 2 и электрического домкрата 9 включает асинхронные электродвигатели АДк, АДд, которые питаются от преобразователей частоты ПЧд и ПЧк.
Двигатель скребкового конвейера приводит в движение цепь с лемехами. Механизм домкрата АДк нужен для того, чтобы менять угол поворота скребкового конвейера относительно оси 10. Верхний слой шлама срезается лемехами с резцами, и по направлению движения цепи транспортируется в шибер. Подача конвейера на насыпанный шлам осуществляется домкратом. При открытой задвижке шибера шлам попадает в дозатор. Дозатор определяет нужную порцию и передаёт её на ленточный конвейер.
Для управления конвейером и домкратом необходима система управления (СУ), (см. рис.1), которая обеспечит либо заданную производительность конвейера Q3=const, либо заданный ток электродвигателя конвейера I3K=const при наложении ряда ограничений на параметры системы «конвейер - домкрат», например, это ограничение на линейную скорость конвейера (VK<VKmax), токи электродвигателей конвейера (IK<IKmax) и домкрата (Id<Id max ), и т.д.
Для синтеза системы управления получим передаточные функции электромеханической системы «конвейер - домкрат».
Уравнения электропривода конвейера в операторной форме:
- преобразователь частоты
Ю0к = К0киук , (1)
- электродвигатель
вк Ю)к -®к ) = Мк (1 + ТэкР), (2)
Мк - МСк =®квкТмкР , (3)
V* = ю^ . (4)
Уравнения для электродвигателя домкрата:
Ю0д = К0диуд , (5)
вд (юод -Юд ) = Мд (1 + ТэдР), (6)
Мд - Мсд =ЮдвдТмдР , (7)
где К0к, К0д - коэффициенты передачи преобразователя частоты конвейера и домкрата (далее индексы соответствуют к - конвейер, д - домкрат); иук, иуд - сигналы задания частоты вращения двигателей; т0к, т0д - синхронные угловые скорости двигателя; юк, шд - текущее значение угловых скоростей двигателя; Мк, Мд - моменты электродвигателей; Тэк, Тэд - электромагнитные постоянные двигателей; Тмк, Тмд - электромеханические постоянные времени; Vк - линейная скорость цепи скребкового конвейера; R - радиус барабана привода конвейера.
Производительность конвейера
а=к^укв-т, (8)
где у - удельный вес шлама; Ь - ширина рабочей части конвейера; h - глубина погружения лемеха конвейера в шлам; Vк - линейная скорость лемехов конвейера; ^ - коэффициент, учитывающий свойства материала; т = 1^к -постоянная запаздывания; II - расстояние между ближайшими лемехами.
Уравнение для перемещения штока домкрата:
Vл
h = к2 ^, (9)
2 V
к
где к2 - коэффициент передачи домкрата; Vд = кхЮд - линейная скорость погружения лемеха
Из уравнений (1) - (9) получаем структурную схему электропривода конвейера (рис.2), содержащую передаточные функции электроприводов домкрата и конвейера.
Как следует из рис. 2, электропривод конвейера с домкратом имеет следующие свойства. Объект управления является взаимосвязанным, так как толщина срезаемого слоя шлама hсл напрямую зависит от отношения скорости подачи домкрата Vд к линейной скорости конвейера Vк; имеет чис-
Энергосберегающий электропривод и нетрадиционные возобновляемые источники
тое запаздывание т, которое при регулировании скорости конвейера изменяется.
Предложена система управления СУ, представляющая собой регулятор Смита в своей традиционной форме, в которую входят ПИ-регулятор и цепь коррекции (рис.3)
Рис. 2. Структурная схема модели скребкового конвейера
Рис. 3. Модель системы управления скребкового конвейера
В представленной модели СУ Кр, Ки - коэффициенты пропорциональной и интегральной составляющих ПИ-регулятора, т - временная задержка, Gо(£) - рациональная передаточная функция.
В работе предложено изменять коэффициенты Кр, Ки регулятора в зависимости от величины запаздывания, измеряемого блоком БЗ, так, чтобы переходный процесс регулирования производительности был апериодическим. Графики зависимостей изменения коэффициентов регулятора Кр, Ки от величины запаздывания представлены на рис.4.
Рис. 4. Зависимости пропорциональной и интегральной составляющих регулятора от величины запаздывания
Математическое моделирование предложенной системы управления конвейера показало, что выбранный регулятор обеспечивает заданный апериодический переходный процесс с быстродействием, которое зависит только от величины временной задержки.
Список литературы
1. Бабокин Г.И., Насонова Т.В. Выбор системы привода скребкового конвейера // Электроснабжение и электросбережение, 2003. С. 26 - 28.
2. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат. 2001.
697 с.
3. Бабокин Г.И. Исследование параметров частотно-регулируемого электропривода режущего органа // Динамика и функционирование электромеханических систем. Тула, 1989. С. 19-22.
4. Гудвин Г.К., Гребе С.Ф., Сальгадо М.Э. Проектирование систем управления. М.: БИНОМ, 2010. С. 431 - 452.
G.I. Babokin, N.S. Degterev
THE MOTIVATION PARAMETERS CONTROLLER LOAD DRAG CONVEYORS
The block diagram of the scraper conveyor including transfer functions of frequency-regulated electric drives of a jack and the conveyor, and link of formation of productivity is received. The structure and parameters of a control system of the electric drive of a jack is chosen. It is synthesized PI the regulator providing set aperiodic transient.
Key words: the scraper conveyor, the electric drive, the asynchronous electric motor, a control system, PI a regulator, Smith's regulator.
Получено 24.12.11
