Система выравнивания нагрузок электропривода скребкового конвейера Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Цейтлин Ю.А., Мурзин В.А. Пневматические установки шахт. Москва, "Недра" 1985г, 352 с.

2. Трегубов В.А. Замыцкий О.В. Оценка энергопотерь от нарушений температурных режимов турбокомпрессорных установок//Гірнича електромеханіка та автоматика 2 (61).- Дніпропетровськ-1999р., с. 130-132.

3. Степанов А.И. Центробежные и осевые компрессоры, воздуходувки и вентиляторы. М.: ГНТИМЛ,

1960.-348 с.

4. Отчет о научно-исследовательской работе механизация и автоматизация технологических процессов добычи и переработки руд//КГРИ.- Кривой Рог,1987г.-82 с.

5. Снижение энергозатрат при производстве сжатого воздуха для горных машин/ Кобелев Н.С.//Изв. вузов. Геол. и разведка. 1997.-№6.-С. 167-168.

6. Чистяков Ф.М., Игнатенко В.В., Романенко

Н.Т., Фролов Е.С. Центробежные компрессорные машины. М.: Машиностроение, 1969г.-328 с.

— Коротко об авторах

Замыцкий Олег Владимирович - доцент, кандидат технических наук, Криворожский технический университет.

------------------------------------------ © Г. И. Бабокин, Д. М. Шпрехер,

Т.В. Насонова, 2005

УДК 622.604.8

Г.И. Бабокин, ДМ. Шпрехер, Т.В. Насонова

СИСТЕМА ВЫРАВНИВАНИЯ НАГРУЗОК ЭЛЕКТРОПРИВОДА СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА

Семинар № 18

Электропривод конвейера является многодвигательным и включает головной и концевой приводные блоки соединенные бесконечной упругой тяговой цепью, к которой прикрепляются скребки, несущие груз. В процессе пуска, набросе нагрузки и установившемся режиме работы конвейера распределение нагрузки между головным и концевым приводами конвейера неравномерно. При этом причиной неравномерного нагружения головного и концевого приводов может быть статическая асимметрия нагрузки и динамические воздействия возмущений. Статическая асимметрия обусловлена следующими причинами: различием параметров асинхронного двигателя (АД) и кабельной

сети, питающей АД; различным шагом цепи, вследствие разного удлинения и износа звеньев тяговой цепи; различным предварительным натяжением верхней и нижней ветвей цепи; различным передаточным отношением редукторов; различным местом приложения нагрузок - головной привод первым воспринимает нагрузку, концевой - с запаздыванием. Динамические воздействия, вызывающие неравномерное нагружение приводов, обусловлены: резким изменением момента нагрузки; различным во времени включением приводов при пуске; стопорени-ем одной из ветвей цепи в результате преодолимого или непреодолимого заклинивания.

Оценка неравномерности нагружения от указанных факторов показала, что отношение моментов головного и концевого приводов может достигать: из - различия электрических параметров АД и сети до 1,42; при разности передаточных отношений редукторов - до 1,44; разнице делительной окружности звездочек - до 1,49; неравномерном удлинении цепи - до 2,1.

В результате неравномерного нагружения головного и концевого приводов конвейера в установившемся и переходных режимах работы головной привод работает в двигательном режиме, а концевой, кратковременно, - в генераторном режиме. Неравномерное нагружение головного и концевого приводов приводит к недоиспользованию

установленной мощности привода конвейера на 3Ор50%ожена система управления электроприводом конвейера, обеспечивающая выравнивание нагрузок головного и концевого с применением частотно-регулируемого электропривода (ЧРЭП) приводов [1]. Система управления включает датчик разности моментов АД. регулятор выравнивания нагрузок и логическую часть.

Исследование процессов выравнивания нагрузок осуществлено с помощью математической модели привода.

При составлении модели приняты следующие допущения: тяговый орган совместно с перемещаемым грузом, равномерно распределен по длине конвейера и представляется в виде п сосредоточенных масс, соединенных упруго-вязкими связями; тяговый орган воспринимает только растягивающие нагрузки; тяговый орган разбит на две подсистемы: первая включает головной привод с нижней тяговой цепью; приводной электродвигатель соединен с соответствующей звездочкой также упруго-вязкими связями. Допущения при составлении модели асинхронного двигателя общеизвестны.

В этом случае математическая модель двухдвигательного ЧРЭП конвейера представляется в виде системы дифференциальных уравнений:

01 и = ®(IBJ)(Еы -иш -1Ш *;

Оиси =( !ы -1*)/С„ ; 04SJ = и* -1* * я* ;

ОЧ PJ = -IpJ * ^ ^ * рп * ¥ ш;

= {[3*рп %*(¥х 1^и )/2] - ;

-CpJ *(УpJ -PpJ *JpJ

°Ч«1 = [СР1 * »Р1/ 71 - ^„1) + Рр1 * Ор1 / 71 - ®„1) +.

+Я„1 * (^ - \„1)]/ ^

= [СР2 *Ор2 / 72 ~9«г) + Рр2 * (®Р2 / 72 “ ®3.2) + ■

+Я3.2 * (^.2 - Л.2

= (^ _ ?тр1 )/т1; 1=1,2,...п, где - 1=1,2 - номер привода; Б = - опера-

тор Лапласа; ЕВ, и<1, 1В, Id - значения напряжений и токов элементов цепи выпрямителя и сглаживающего фильтра; ЯФ, ЬФ, СФ - параметры цепи силового фильтра; ИБ -вектор напряжения статора; 1Б, 1Р - векторы токов статора и ротора; ТБ, ¥Р - векторы потокосцеплений статора и ротора; ЯБ, ЯР -активные сопротивления статора и ротора; ЬБ, ЬР, ЬМ - полные индуктивности статора и ротора и индуктивность цепи намагничивания; РП - число пар полюсов АД; фр, фзв, юР, юзв - соответственно углы поворота и скорости вращения ротора АД и приводной звездочки; 1Р и 1зв - соответственно моменты инерции ротора АД и приводной звездочки; ^- передаточное отношение редуктора; СР, Рр - коэффициенты жесткости и вязкости связей между АД и приводными звездочками конвейера; 1 и п - соответственно номер и число сосредоточенных масс тягового органа; Ш1 - сумма сил, действующих на 1-ю массу тягового органа; ШТр1 - сила трения, действующая на 1-ю сосредоточенную массу; т1 - 1-я сосредоточенная масса; У1 -скорость 1-й массы тягового органа; Б1,зв1, Бп,зв1 -натяжения участков тягового органа между звездочкой головного привода и соответственно 1-й и п-й сосредоточенными массами; Бк,зв2, Бзв2, к+1 - натяжения участков тягового органа между звездочкой концевого привода и соответственно к-й и (к+1)-й сосредоточенными массами, к = п/2.

\шт + шг = 2*Ь * д/п,если г < к;

ш, = •

\шт = 2*Ь *до /п,если г > к,

где - тТ, тг - сосредоточенные массы груза и тягового органа, q и qo - погонные массы груза и тягового органа, Ь - длина конвейера.

к =

Sзel^ - §1,2 , если і = 1; вп-и _ Sп,>если і = п; §к-1,к - ^2,к,если і = к;

в - S

зв2,к+1 к+1,к+2

, если 1 = к +1;

Б1-11 - , ,+1 , в других случаях,

где- Б1-1,1 - натяжение участка тягового органа между (1-1) и 1-й сосредоточенными массами.

, -1,1 = С * (х, - х,)+р* (V - V),

где - Сир соответственно жесткость и вязкость участка тягового органа, Х1 -линейное перемещение участка массы тягового органа.

С = Е *Ь/п; р = ц*Ь/п;

где Еи^ - соответственно модуль упругости и коэффициент вязкости тягового органа.

Сила трения или сила сопротивления перемещению рабочего органа на прямолинейном участке равна [2]:

Ртр1 = шг * Я *Щ * ‘^п(¥1) ; где ю1 - коэффициент сопротивления движению тягового органа.

=

(тг *шг + шт * шт )/Ші , если і < к ;

[ФТ , если і > к ,

где - штишг - соответственно коэффициенты сопротивления движению порожней и груженой ветви конвейера.

С помощью модели установлены оптимальные параметры регулятора выравнивания для статических и динамических режимов работы привода обеспечивающие равенство моментов АД. Оптимальные параметры регулятора проверены экспериментально на стенде электропривода конвейера.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чугреев Л.И. Динамика электропривода конвейера с цепным тяговым органом. М.: Недра, 1976.- 160 с.

2. А.с 1731946, Е21 С35/34 Устройство управ-

ления многодвигательным механизмом подачи горной машины/Бабокин Г.И. - № 4975254; Заявл. № 4975254; Заявл. 22.02.90; Опубл. 07.05.92, Бюл. № 17.

— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------------

Бабокин Геннадий Иванович - профессор, доктор технических наук, проректор по научной работе, зав. кафедрой “Электротехника”,

Шпрехер Дмитрий Маркович - кандидат технических наук, доцент кафедры “Электротехника”,

Насонова Татьяна Васильевна - зав. кафедрой “Общетеоретические дисциплины”,

Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева.