CC BY
6
УДК 622.62+629.435.4
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРИВОДА ШАХТНЫХ ЛОКОМОТИВОВ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГЕ
К.А. Рябко, Е.М. Арефьев, Е.В. Рябко
Рассмотрен процесс регулирования скорости шахтного локомотива на электрической тяге. Выполнен анализ основных параметров регулирования: диапазон, направление, плавность, допустимая нагрузка и экономичность. Приведена более полная оценка экономичности регулирования тягового привода, которая может быть использована для всех шахтных локомотивов с тяговым электрическим приводом. Предложена система уравнений, описывающая изменение всех составляющих коэффициента полезного действия электропривода.
Ключевые слова: шахтный локомотив, электропривод, скорость движения, диапазон регулирования, допустимая нагрузка, экономичность регулирования коэффициент полезного действия.
Ведение. Основным назначением электропривода шахтных локомотивов, как напочвенных, так и подвесных монорельсовых, является изменение его выходных величин: частоты вращения приводных колес и силы тяги на ободе одноименного колеса. Если представить данные величины в виде векторных, то задачей тягового электропривода будет являться их принудительное направленное изменение в зависимости от профиля пути, массы перевозимого груза и иных условий поездной обстановки в горной выработке. При исследовании способов регулирования выходных величин электропривода шахтных локомотивов, которые представлены в виде векторных, данную задачу целесообразно представить в виде управления переменными координатами.
Актуальность темы. Вопросам управления переменными параметрами привода шахтных локомотивов посвящен ряд исследований отечественных и зарубежных ученых. Отдельный интерес представляют работы В.С. Волкова [1], С.А. Волотковского [2], В.О. Гутаревича [3, 4], В.П. Кон-драхина [5, 6], Л.В. Лукиенко [7]. Особую актуальность представляет управление переменными параметрами электропривода локомотива - изменение машинистом скорости движения или силы тяги, поскольку поездная обстановка представляет собой затяжной переходной процесс принудительного изменения данных параметров в зависимости от ряда ограничений, продиктованных требованиями обеспечения безопасности движения и бесперебойности технологического процесса работы шахтного вспомогательного транспорта, посредством воздействия на механическую характеристику приводного электродвигателя.
Цель исследования. Выполнить анализ способов регулирования выходных величин электропривода шахтных локомотивов и формализиро-вать понятие экономичности регулирования данных величин путем квали-
метрии коэффициента полезного действия.
Основной материал исследования. Частным случаем регулирования выходных величин электропривода шахтных локомотивов является поддержание одной из основных координат на необходимом уровне при случайном изменении другой координаты. Поддержание значений параметров выходных величин в пределах заданных границ позволит увеличить экономичность регулирования привода шахтных локомотивов на электрической тяге. При применении тяговых двигателей постоянного тока в системе электропривода решение данной задачи не представляет собой особой сложности, так как двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением имеют «мягкую» или так называемую «транспортную» гиперболическую характеристику основных переменных координат. Данная характеристика обеспечивает постоянный баланс мощности силовой установки и электропривода на всем скоростном диапазоне шахтного локомотива.
В настоящее время применение электродвигателей постоянного тока в системах привода горных машин вспомогательного транспорта является нецелесообразным. А применение электромеханических преобразователей переменного тока требует проведения дополнительных теоретических исследований, направленных на анализ и оценку экономичности способов регулирования выходных величин электропривода шахтных локомотивов [8].
В большинстве случаев регулируемой координатой является скорость, текущее значение которой определяется внешними условиями: степенью загруженности состава, видом груза, параметрами участка пути [9].
Соответственно, скорость локомотива как монорельсового, так и напочвенного, обусловленная требуемым значением силы тяги, представляет собой наиболее часто регулируемую выходную величину электропривода шахтных локомотивов.
Рассмотрим процесс регулирования скорости шахтного локомотива при переходе с одной зоны характеристики на другую (рис. 1, а) (переход между зонами может достигаться изменением передаточного числа механического редуктора, количества или мощности приводных электродвигателей и т.п.). Следует отметить, что изменение скорости движения шахтного локомотива, которое возникает вследствие изменения профиля пути или других внешних воздействий, фактически изменяющих сопротивление движению, не является регулированием скорости, так как происходит на регулировочной кривой данной тяговой характеристики локомотива (рис. 1, б).
Рис. 1. Тяговые характеристики шахтных монорельсовых
локомотивов: а - регулирование скорости; б - изменение скорости
Как правило, при эксплуатации шахтных локомотивов необходимо осуществлять регулирование как скорости, так и силы тяги. По этой причине в независимости от вида электромеханических характеристик двигателей привода необходимо, чтобы характеристика имела гиперболический вид. Как известно, гиперболическая характеристика является геометрическим местом точек, отношение расстояний от которых до фокуса и до соответствующей директрисы постоянно и равно эксцентриситету. Соответственно, при различных скоростях движения и различной силе тяги мощность шахтного локомотива будет постоянной [10, 11].
Так как регулирование скорости движения локомотива связано с направленным формированием характеристик, определим из возможных характеристик основную. Как правило, в качестве основных характеристик принимаются естественные характеристики тяговых электродвигателей при электрическом приводе или естественные характеристики гидравлических передач. При этом характеристики должны соответствовать номинальным режимам работы, в случае, если приводом шахтного локомотива предусмотрен переход с одной зоны характеристики на другую, то в качестве основной характеристики принимается семейство кривых, соответствующих зонам регулирования (для шахтных локомотивов с приводом от электрических двигателей основной характеристикой может является электротяговая Екд=/(у) или электромеханические характеристики п=/(М), ц=Д1) приводных электродвигателей).
Остальные характеристики, которые формируются для регулирования скорости движения шахтного локомотива, например, скоростная
у=/(1я), тормозная Вт=/(щ) или другие характеристики расширения скоростного диапазона будем называть искусственными. Данные характеристики могут формироваться различными способами регулирования, которые зависят как от технической реализации, так и от экономических параметров.
Для конкретизации основных параметров регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов на электрической тяге примем следующие определения: диапазон, направление и плавность регулирования, допустимая нагрузка и экономичность регулирования [12].
Рассмотрим один из основных параметров любого тягового привода - диапазон регулирования. Данный параметр в общем случае можно представить, как отношение максимальной возможной угловой скорости приводных колес к минимальной В = ютсп/ютт или как отношение максимальной частоты вращения ведущего вала привода к минимальной В = птах/птт при заданных изменениях момента сопротивления ю=ДЫ) на приводных колесах шахтного как монорельсового, так и напочвенного локомотива (рис. 2). Как следует из (рис. 2, а, б) жесткость искусственных характеристик оказывает существенное влияние на диапазоны регулирования. Практически при сопоставимых естественных характеристиках и одинаковом изменении момента сопротивления АМс диапазоны регулирования (рис. 2 а, б) отличаются в 1,5 раза. На шахтных монорельсовых и напочвенных локомотивах диапазон регулирования должен обеспечивать постоянство мощности на всем скоростном диапазоне от утп до утах.
Жесткость характеристик привода также оказывает существенное влияние на стабильность скорости. Стабильность скорости может быть низкой (рис. 2, а) и высокой (рис. 2, б). Стабильность работы приводного двигателя шахтного локомотива на заданной скорости характеризуется изменением частоты вращения Ап при возникающем отклонении момента сопротивления на приводных колесах АМс, как было отмечено ранее, стабильность скорости привода зависит от жесткости механической характеристики (чем выше жесткость механической характеристики, тем выше стабильность). На основных транспортных комплексах горных предприятий требуются абсолютно жесткие характеристики (Р^-да). Эти характеристики актуальны для ленточных конвейеров или лебедочных транспортных систем, а для локомотивов вспомогательного шахтного транспорта как подвесного, так и напочвенного, наоборот, требуются очень мягкие транспортные характеристики.
Направление и плавность регулирования. Данные параметры регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов на электрической тяге зависят, как правило, от искусственных характеристик. В стационарных электроприводах шахтных горнотранспортных машин непрерывного или циклического действия применяется однозонное регулирование, в данном случае искусственные характеристики лежат на плоско-
сти только ниже или только выше естественной. Такие параметры в полной мере справедливы для транспортных комплексов, работающих в стационарных режимах.
Рис. 2. Влияние жесткости искусственных характеристик на диапазоны регулирования: 1 - естественные характеристики; 2 - искуственные характеристики
При рассмотрении привода шахтных локомотивов на электрической тяге во время затяжных переходных процессов применяется двухзонное регулирование при расположении искусственных характеристик как выше, так и ниже естественной.
При этом плавность регулирования имеет очень важное значение при эксплуатации локомотивов вспомогательного шахтного транспорта как подвесного, так и напочвенного. Плавность регулирования подразумевает формирование семейства искусственных характеристик, которые лежат в максимальной близости друг от друга, таким образом, будет достигаться требуемая плавность регулирования. В настоящее время практически все системы управления приводами современных шахтных локомотивов позволяют реализовать плавное регулирование. Для локомотивов ранних выпусков с тяговыми приводами на двигателях постоянного тока характерно ступенчатое регулирование, при котором режим работы соответствует одной из нескольких механических характеристик.
Допустимая нагрузка на привод является основным параметром, который определяет его надежность [13]. Как правило, допустимая нагрузка характеризуется максимально возможным нагревом приводного двигателя при условии работоспособности системы охлаждения. Различают два режима допустимой нагрузки: часовой и длительный. Часовой режим работы приводных электродвигателей локомотивов вспомогательного шахтного транспорта подразумевает такой режим работы, при котором двигатели по условиям нагрева могут развивать номинальную мощность на про-
тяжении 1 часа, работа на данном режиме свыше 1 часа не допускается вследствие выхода из строя системы изоляции от теплового воздействия. Длительный режим подразумевает безотказную работу нерегламентиро-ванную временем на мощностях меньших до 15% от номинальных значений [14, 15].
Допустимая нагрузка для приводных двигателей локомотивов вспомогательного шахтного транспорта, как правило, характеризуется номинальным вращающим моментом Мном [16]. Если пренебречь изменением теплоотдачи, при работе электродвигателя при номинальном значении тока 1ном, тогда номинальный вращающий момент для приводного двигателя можно представить в виде:
Мном =/ (1ном,Ф).
Соответственно, номинальный вращающий момент определяется номинальным током 1ном и магнитным потоком двигателя Ф на регулировочной искусственной характеристике.
Под экономичностью регулирования приводных двигателей локомотивов вспомогательного шахтного транспорта подразумевается коэффициент полезного действия, соответствующий одному из способов регулирования. Во многих исследованиях [17, 18] экономичность регулирования представляется усреднённой, как отношение мощности использованной для реализации силы тяги Р2 к потребляемой мощности приводом локомотива от источника питания Р1 или как отношение полезных мощностей с учетом потерь АР:
Л
Р2 Р2
Р Р2 +АР
Следует отметить, что определенная таким образом экономичность регулирования дает поверхностную оценку при характерном режиме работы на определенной искусственной характеристике.
Режимный коэффициент полезного действия обеспечивает более достоверный анализ экономичности регулирования, поскольку учитывает
определенный режим работы тягового привода за время 1р:
1р
Т Рг (У1
Н = -0-.
т Р2 ( )ж + т В Р ( )ж
о о
В работе [19] приведена более полная оценка экономичности регулирования тягового привода шахтных локомотивов на аккумуляторной тяге, которая может быть использована для всех шахтных локомотивов с тяговым электрическим приводом.
Для оценки экономичности регулирования предложена система уравнений, описывающая изменение всех составляющих коэффициента
полезного действия электропривода [19]:
ЛЛаб _ дЛаб dCаб
Лг дСа6 dt
ЛЛсн _ дЛсн ЛСаб . дЛсн бРс
Лг дСаб & ЭРСН Ж
ЛЛи _ дЛи ЛРи .
Лг дР Ж
и
Л лТд =дЛж ЛПж+дЛж ЛЬ* +дЛж ЛРтд;
Лг дптд Лг д/тд Лг дРТд Ж
ЛЛзп _ дЛзп + дЛзп dЬдL+ дЛзп тд
Лг дптд Лг д/тд Лг дРтд бг
где Лаб - КПД аккумуляторной батареи; Лсн - условный КПД вспомогательных систем и агрегатов собственных нужд; Ли - КПД инверторного преобразователя; Лтд - КПД тягового электрического двигателя; Саб - емкость аккумуляторной батареи, А^ч; Рсн - мощность агрегатов собственных нужд, кВт; Ри - мощность инвертора, кВт; птд - частота вращения ротора тягового двигателя, с-1; 1тд - ток тягового двигателя, А; Ртд - мощность тягового двигателя, кВт.
В случае, когда применяется неавтономная электрическая тяга, то есть
Л Лаб
локомотив питается от контактной сети, член —— исключается из систе-
Лг
мы и оценка экономичности регулирования тягового привода осуществляется без учета коэффициента полезного действия электрической сети.
На основании приведенной системы уравнений были получены расчетные значения экономичности регулирования тягового привода шахтных локомотивов с асинхронными и синхронными тяговыми двигателями [19], которые свидетельствуют, что наиболее экономичное регулирование и изменение силы тяги или скорости шахтного локомотива обеспечивается при отношении передаваемой мощности к номинальной не менее 60 %. Соответственно, наиболее приемлемый диапазон регулирования, который обеспечивает максимальную экономичность, лежит в пределах 0,6... 1 передаваемой мощности к номинальной.
Для реализации задачи качественного регулирования выходных величин тягового привода как напочвенных, так и подвесных шахтных локомотивов на электрической тяге предлагается применение микропроцессорной системы управления тяговым режимом. Функциональная схема предлагаемой системы приведена на рис. 3.
Предлагаемая система управления выходных величин тягового привода шахтных локомотивов (рис. 3) включает в себя задающее устройство (ЗД) (задатчиком может являться контроллер машиниста или рукоятка
управления силой тяги), генератор задающего воздействия (ГЗВ), который выполнен на базе микропроцессорного устройства и реализует одновременно две функции, а именно, формирование качественного выходного сигнала регулятора и сопоставление сигнала обратной связи с задающим воздействием.
Рис. 3. Функциональная схема системы управления выходных величин
тягового привода шахтных локомотивов: ЗД - задатчик (контроллер машиниста); ГЗВ - генератор задающего воздействия; СУ - сравнивающее устройство; АР - автоматический регулятор; ОУ - объект управления (тяговый электрический привод); g(x) - задающее воздействие; Up(t) - выходной сигнал регулятора;
e(t) - ошибка регулирования; u(t) - управляющее воздействие; i(t) - возмущающее воздействие; Fk(v) - регулируемый параметр (сила тяги); yoc(t) - сигнал обратной связи
Сравнивающее устройство СУ (сумматор) выполняет функцию генератора ошибки регулирования на основании сигнала обратной связи и выходного сигнала регулятора. Автоматический регулятор (микропроцессорная система управления) на основании сигнала об ошибке регулирования формирует управляющее воздействие, которое непосредственно задает функцию регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов на электрической тяге. Объект управления (ОУ) - тяговый электрический привод воспринимает возмущающие воздействия (масса состава, силы сопротивления движению) и на основании управляющего воздействия формирует регулируемый параметр - силу тяги приводной тележки.
В данном случае управляемой величиной, зависящей от скорости движения v, является сила тяги шахтного локомотива с электрическим приводом, которая может быть оценена по нескольким параметрам (выходной мощности, силе тока, напряжению и др.) приводных двигателей тяговых тележек.
ОУ также может быть представлен в виде совокупности составляющих рабочего процесса перевозки груза вспомогательным шахтным транспортом (подвесным монорельсовым локомотивом), которая включает в себя подпроцессы преобразования электрической энергии в механиче-
скую, трансформацию вращающего момента вала ротора приводного двигателя в редукторе и реализацию тягового усилия на приводных колесах. Возмущающие воздействия на ОУ представляют собой, в первую очередь, силы сопротивления движения, которые зависят от координат профиля монорельса и могут быть как положительными, так и отрицательными. Также к возмущающим воздействиям относится масса состава, которая для каждой конкретной поездки будет оказывать непосредственное влияние на регулирование и изменение скорости шахтного локомотива, а также на формирование искуственных характеристик привода.
Совокупность ГЗВ, СУ и АР представляет собой микропроцессорную систему управления тяговым приводом и реализует закон управления по отклонению. При отклонении фактического значения управляемой величины Fk(v) от заданного значения, регулятор формирует на выходе сигнал и^) изменения тока и напряжения приводных электродвигателей.
Так как движение шахтного локомотива на электрической тяге представляет собой затяжной переходной процесс, то оно может быть представлено в виде уравнения неустановившегося движения:
С(РлокУ) = р _ Ж
я Рк W'
где PЛoк - масса локомотива, т; v - скорость движения км/ч; t - время движения, с; Fk - сила тяги, Н; W - силы сопротивления движению.
Уравнение вращения приводных колес тяговой тележки может быть записано в виде:
С (Jw) я ^
——- = М ТЭД - МС ,
сСг ТЭД С
где J - момент инерции локомотива, кгм2; ы - угловая скорость вращения приводных колес тяговой тележки, рад/с; Мтэд - крутящий момент приводного тягового двигателя, Нм; МС - момент сопротивления на валу приводных двигателей, Нм.
Соответственно, функция отражающая показатель качества регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов на электрической тяге может быть представлена в виде функционала:
\
0= (V 1
{ (У1-Ут>У1-У>
ж
где xi, уу - функции характеристик регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов.
Таким образом, основные параметры регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов на электрической тяге такие как: диапазон, направление и плавность регулирования, допустимая нагрузка и экономичность регулирования, могут быть обобщены в один критерий, отражающий показатель качества регулирования выходных величин тягового привода.
Заключение. Выполнен анализ процесса регулирования скорости шахтного локомотива с электрическим тяговым приводом. С целью конкретизации основных параметров регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов на электрической тяге рассмотрены: диапазон, направление и плавность регулирования, допустимая нагрузка и экономичность регулирования. Для оценки экономичности регулирования предложена система уравнений, описывающая изменение всех составляющих коэффициента полезного действия электропривода. Получены расчетные значения экономичности регулирования тягового электрического привода шахтных локомотивов с двигателями переменного тока, которые свидетельствуют, что наиболее экономичное регулирование и изменение силы тяги или скорости шахтного локомотива обеспечивается при отношении передаваемой мощности к номинальной не менее 60 %. Соответственно, наиболее приемлемый диапазон регулирования, который обеспечивает максимальную экономичность, лежит в пределах 0,6.1 передаваемой мощности к номинальной. Для реализации задачи качественного регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов на электрической тяге предложено применение микропроцессорной системы управления тяговым режимом. Предлагается обобщить основные параметры регулирования выходных величин тягового привода шахтных локомотивов на электрической тяге в один критерий, отражающий показатель качества регулирования выходных величин тягового привода.
Список литературы
1. Волков В.С. Электрооборудование транспортных и транспорт-но-технологических машин. М.: Академия, 2010. 208 с.
2. Волотковский С.А. Рудничная электровозная тяга. М.: Недра, 1981. 389 с.
3. Гутаревич В.О., Кондратенко М.П. Динамика тягового устройства шахтной подвесной монорельсовой дороги // Устойчивое развитие горных территорий. 2020. Т. 12. №. 3 (45). С. 410.
4. Подвижной состав шахтной подвесной монорельсовой дороги: пат. № 2770968 С1 РФ. № 2021122860; заявл. 29.07.2021: опубл. 25.04.2022. БЭК ХТБРОБ.
5. Кондрахин В.П., Косарев В.В., Стадник Н.И. Устойчивый момент и диапазон частотного регулирования двухдвигательного привода механизма перемещения очистного комбайна // Сб. науч. тр. Донецкого национального технического университета. Сер. Горно-электромеханическая. 2010. №18(172). С. 77-90. БЭК ООХХКЬ.
6. Кондрахин В.П., Стадник Н.И. О характере нагрузки частотно-регулируемых приводов двухдвижительных механизмов перемещения очистных комбайнов // Физико-технические проблемы разработки полез-
ных ископаемых. 2012. № 3. С. 113-124.
7. Лукиенко Л.В., Каменский М.Н. Повышение эффективности работы шахтных электровозов в наклонных выработках // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2019. Вып. 4. С. 130139. БЭК АООМ.
8. Сташинов Ю.П., Семенчук А.С. Тяговый привод шахтного аккумуляторного электровоза на базе двигателей с независимыми обмотками возбуждения // ГИАБ. 2009. № S8. С. 210-215. БЭК К2ХРАУ.
9. Зиборов К.А., Литвин В.В. Оптимизация параметров привода и управления шахтных локомотивов // ГИАБ. 2002. №8. С. 217-218. БЭК КУОБИТ.
10. Кондрашин А.Ю. Методика расчета технических характеристик подвесной монорельсовой дороги с локомотивным органом тяги // ГИАБ. 2009. № Б10. С. 56-76.
11. Борисов С.В., Колтунова Е.А., Кладиев С.Н. Совершенствование структуры имитационной модели тягового асинхронного электропривода рудничного электровоза // Записки Горного института. 2021. Т. 247. С. 114121. ЭО1 10.31897/РМ1.2021.1.12. БЭК ЛИЬРК
12. Макаров В.Г. Анализ современного состояния теории и практики асинхронного электропривода // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 6. С. 109-120. БЭК МРКУТ.
13. Малахова В.В., Малахов О.В. К вопросу выбора узлов автомобиля, подлежащих модернизации, с учетом критерия повышения надежности автомобиля // Вестник Луганского национального университета имени Владимира Даля. 2019. № 6(24). С. 171-175. БЭК /аУБ1^.
14. Сухомлинова Е.В., Водолазская Н.В. Анализ надежности электродвигателей сельскохозяйственных машин // Сб. науч. тр. «Горинские чтения. Наука молодых - инновационному развитию АПК»: междунар. студ. научной конф. Т. 4. п. Майский: Белгородский ГАУ, 2019. С. 292.
15. Панов В.С., Водолазская Н.В. Анализ основных причин отказа электродвигателей сельскохозяйственных машин // Сб. науч. тр. «Горин-ские чтения. Инновационные решения для АПК». П. Майский: Белгородский ГАУ, 2021. С. 68.
16. Рябко К.А. Переходные процессы в приводе шахтных подвесных монорельсовых локомотивов на аккумуляторной тяге // Вестник Луганского государственного университета имени Владимира Даля. 2022. № 7(61). С. 129-134. БЭК ТО^а.
17. Шабанов В.А., Шарипова С.Ф. Критерии эффективности частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов на нефтеперекачивающих станциях // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2013. Т. 9. № 1. С. 38-43. БЭК ИРБаОК
18. Фираго Б.И., Александровский С.В. Энергетические показатели синхронного частотно-регулируемого электропривода // Энергетика. Изве-
стия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2018. Т. 61. № 4. С. 287-298. DOI 10.21122/1029-7448-2018-61-4-287-298. EDN TODPUE.
19. Рябко К.А. Теоретическая оценка эффективности эксплуатации горнотранспортных монорельсовых локомотивов на аккумуляторной тяге // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2022. № 6. С. 7282. DOI 10.21440/0536-1028-2022-6-72-82. EDN MCCUFZ.
Рябко Константин Александрович, канд. техн. наук, доц., railroad-er@yandex.ru, Россия, Воронеж, Ростовский государственный университет путей сообщения (филиал в г. Воронеж),
Арефьев Евгений Михайлович, канд. техн. наук, доц., elcross@,mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет),
Рябко Евгения Владимировна, канд. техн. наук, доц., evgeniya.ryabko@,mail.ru, Россия, Донецк, Донецкий институт железнодорожного транспорта
MAIN PARAMETERS OF CONTROL OF THE DRIVE OF MINING LOCOMOTIVES
ON ELECTRIC TRACTION
K.A. Ryabko, E.M. Arefiev, E.V. Ryabko
The process of regulating the speed of a mine locomotive on electric traction is considered. The analysis of the main control parameters is carried out: range, direction, smoothness, load capacity and economy. A more complete assessment of the efficiency of traction drive control is given, which can be usedfor all mine locomotives with traction electric drive. A system of equations is proposed that describes the change in all components of the efficiency of the electric drive.
Key words: mine locomotive, electric drive, movement speed, control range, allowable load, control efficiency, efficiency.
Ryabko Konstantin Aleksandrovich, candidate of technical sciences, associate professor, railroader@yandex.ru, Russia, Voronezh, Rostov State University of Communications (branch in Voronezh),
Arefiev Evgeny Mikhailovich, candidate of technical sciences, associate professor, elcross@,mail.ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State Technological Institute (Technical University),
Ryabko Evgenia Vladimirovna, candidate of technical sciences, associate professor, evgeniya.ryabko@mail.ru, Russia, Donetsk, Donetsk Institute of Railway Transport
Reference
1. Volkov V.S. Electrical equipment of transport and transport-technological machines. M.: Academy, 2010. 208 p.
2. Volotkovsky S.A. Rudnichnaya electric locomotive traction. M.: Nedra, 1981. 389
p.
3. Gutarevich V.O., Kondratenko M.P. Dynamics of traction equipment of a mine suspended monorail // Sustainable development of mountain territories. 2020. Vol. 12. No. 3 (45). p. 410.
4. Rolling stock of the mine suspended monorail: pat. No. 2770968 C1 of the Russian Federation. No. 2021122860; application No. 29.07.2021: publ. 25.04.2022. EDN XTSPOE.
5. Kondrakhin V.P., Kosarev V.V., Stadnik N.I. Steady state and frequency control range of the two-motor drive of the movement mechanism of the cleaning combine // Collection of scientific tr. Donetsk National Technical University. Ser. Mining-electro-mechanical. 2010. No. 18(172). pp. 77-90. EDN QGXXRL.
6. Kondrakhin V.P., Stadnik N.I. On the nature of the load of frequency-controlled drives of two-moving mechanisms for moving cleaning combines // Physico-technical problems of the development of minerals. 2012. No. 3. pp. 113-124.
7. Lukienko L.V., Kamensky M.N. Improving the efficiency of mine electric locomotives in inclined workings // Izvestiya Tula State University. Earth sciences. 2019. Issue 4. pp. 130-139. EDN AOOJNI.
8. Stashinov Yu.P., Semenchuk A.S. Traction drive of a mine ak-cumulator electric locomotive based on engines with independent excitation windings // GIAB. 2009. № S8. pp. 210-215. EDN KZXPAV.
9. Ziborov K.A., Litvin V.V. Optimization of drive and control parameters of mine locomotives // GIAB. 2002. No. 8. pp. 217-218. EDN KVODHT.
10. Kondrashin A.Yu. Methodology for calculating the technical characteristics of a suspended monorail with a locomotive traction organ // GIAB. 2009. No. S10. pp. 56-76.
11. Borisov S.V., Koltunova E.A., Kladiev S.N. Improving the structure of the simulation model of a traction asynchronous electric drive of a mining electric locomotive // Notes of the Mining Institute. 2021. Vol. 247. pp. 114-121. DOI 10.31897/PMI.2021.1.12. EDN JJHLPN.
12. Makarov V.G. Analysis of the current state of the theory and practice of asynchronous electric drive // Bulletin of Kazan Technological University. 2011. No. 6. pp. 109120. EDN NPIZYT.
13. Malakhova V.V., Malakhov O.V. On the issue of choosing car components to be upgraded, taking into account the criterion of increasing the reliability of the car // Bulletin of Lugansk National University named after Vladimir Dahl. 2019. No. 6(24). pp. 171-175. EDN ZGVEWO.
14. Sukhomlinova E.V., Vodolazskaya N.V. Reliability analysis of electric motors of agricultural machines // Sb. nauch. tr. Gorinskie readings. Science of the young - innovative development of the agro-industrial complex. International Student Scientific Conference. Volume 4. P. Maysky: Belgorod State University, 2019. p. 292.
15. Panov V.S., Vodolazskaya N.V. Analysis of the main causes of failure of electric motors of agricultural machines // Collection of scientific tr. Gorin readings. Innovative solutions for the agro-industrial complex. Maysky: Belgorod State University, 2021. p. 68.
16. Ryabko K.A. Transients in the drive of mine suspension monorail locomotives on battery traction // Bulletin of the Vladimir Dahl Luhansk State University. 2022. No. 7(61). pp. 129-134. EDN YDJFFG.
17. Shabanov V.A., Sharipova S.F. Criteria of efficiency of a frequency-controlled electric drive of main pumps at oil pumping stations // Electrotechnical and information complexes and systems. 2013. Vol. 9. No. 1. pp. 38-43. EDN RPFGOR.
18. Firago B.I., Alexandrovsky S.V. Energy indicators of synchronous frequency-controlled electric drive // Energy. Proceedings of Higher Educational Institutions and Energy Associations of the CIS. 2018. Vol. 61. No. 4. pp. 287-298. DOI 10.21122/1029-7448-201861-4-287-298. EDN TODPUE.
19. Ryabko K.A. Theoretical evaluation of the efficiency of operation of mining monorail locomotives on battery traction // Izvestia of higher educational institutions. Mining Journal. 2022. No. 6. pp. 72-82. DOI 10.21440/0536-1028-2022-6-72-82. EDN MCCUFZ.
УДК 622.2
ЗНАЧЕНИЕ КРИТЕРИЕВ «УДЕЛЬНАЯ ЗЕМЛЕЕМКОСТЬ» И «ЗЕМЛЕВАНИЕ» В ОБОРОТЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В.П. Сафронов, Ю.В. Зайцев, В.В. Сафронов
Рассмотрены вопросы оценки земельных ресурсов, используемых карьерами при разработке месторождений твердых полезных ископаемых по сплошной системе. С целью сохранности плодородия почв, складируемых во временные склады, фронт землевания и фронт добычных работ должны обеспечивать баланс экологического равновесия по почвенному слою. Показано, что отставание фронта землевания от фронта добычных работ по нижнему добычному уступу должно быть минимальным.
Ключевые слова: удельная землеемкость, землевание, земельный ресурс, разработка месторождений, рекультивация
Земля является одним из ценнейших природных ресурсов, который используется для производства продуктов питания человека и животных. Увеличение ее продуктивности необходимо для национальной безопасности и развития нашего общества, в связи с дефицитом отечественных продуктов питания, обусловленным, в том числе, изменением климата планеты и сокращением земель сельхозназначения.
Переход России к рыночной экономике принес изменения в законы о земле. Значительная часть земельный угодий перешла в частную собственность, выводится из сельскохозяйственного оборота и используется не по своему прямому назначению, т.е. производству продуктов питания, а для размещения промышленных сооружений, автомобильных дорог, коттеджных поселков и горнодобывающих предприятий, что создает значительную техногенную нагрузку на природную среду, в первую очередь, на земельные ресурсы. Сокращение площади земель сельскохозяйственного назначения заставляет наращивать продуктивность почвенного покрова оставшихся площадей сельхозугодий для поддержания воспроизводства необходимого количества продуктов питания.
Сложившееся положение значительно повысило ценность земель и определило необходимость постоянного мониторинга за их состоянием,
