CC BY
13
© С.И. Таранов, 2013
УДК 621.398 С.И. Таранов
ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГОРНО-ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА
Рассмотрены новейшие системы управления приводом переменного тока экскаваторов и самосвалов горно-добывающих предприятий Выделены основные тенденции по развитию диагностики привода переменного тока дя данного типа оборудования, рассмотрены основные режимы работы двигателей хода экскаватора и самосвала. Ключевые слова: асинхронный привод, диагностика, унификация, метод ваттмет-рографии, экскаватор, самосвал.
На горных предприятиях для добычи и транспортировки горной массы применяются экскаваторы и самосвалы, имеющие электропривода с применением асинхронных двигателей. Анализ эксплуатации карьерных экскаваторов показывает, что для машин с большим объемом ковша наиболее перспективными системами привода являются электроприводы переменного тока с частотным регулированием. Задачу управления экскаваторами с электроприводом можно разделить на две части - создание системы автоматического управления электроприводом и создание системы автоматизации управления экскаватором.
Учитывая требования по ограничению динамических моментов и усилий в трансмиссиях экскаватора, система автоматического управления режимами работы электропривода должна реализовывать алгоритм «прямого управления моментом» (Direct Torque Control), обеспечивающий самое высокое быстродействие по контуру момента (тока) двигателя [1]. Ранее были разработаны структуры и устройства системы «разрывного» управления частотным электроприводом с реализацией табличных алгоритмов формирова-
ния управляющих воздействий на электронные ключи полупроводникового преобразователя частоты.
Для более рационального управления работой электроприводов необходимым и целесообразным является применение систем управления с переменной структурой, поскольку они не предполагают скользящего режима работы, а последовательно изменяют структуру по заранее заданным алгоритмам в зависимости от каких-либо возмущающих воздействий извне или по достижении объектом управления заранее заданных значений. Техническим результатом является обеспечение режимов максимальных крутящих моментов при низких скоростях вращения электродвигателя, стабилизации скорости движения в широком диапазоне и ограничения мощности, потребляемой от источника.
Немаловажной задачей является унификация в подходах к проектированию. Примером привода подходящего под данную задачу может служить привод хода экскаватора и тяговый привод самосвалов. В части структуры и алгоритмов управления электроприводами механизмов горнотранспортного комплекса переход определяется в первую очередь тре-
бованиями по обеспечению максимальных моментов в режимах трога-ния, стопорения и ограничения длительных перегрузок рабочих органов в этих режимах. При помощи среды БтиНпк были смоделированы электродвигатели мотор -колес самосвала и хода экскаватора с одним типом привода. По полученным характеристикам работы в номинальном режиме и с перегрузкой можно сделать вывод о возможности унификации типа привода для данных машин, что позволит снизить затраты на изготовление и эксплуатацию.
Поскольку стоимость оборудования достаточно высока, актуальной задачей становится постоянный мониторинг и оценка остаточного ресурса оборудования. Системы контроля и учета, как правило, вырабатывают следующую информацию: общий расход электроэнергии, усилие в механизме подъема (по току двигателя), усилие в механизма напора или тяги (по току двигателя), угол поворота платформы, время поворота, энергопотребление за цикл экскавации, и т.д. На современном уровне особо важную роль в обеспечении эффективности и надежности электромеханического оборудования играют системы позволяющие использовать полученную информацию для определения состояния оборудования. Существующие методы диагностики электрооборудования основанные на: анализе вибраций отдельных элементов оборудования; Измерении и анализе акустических колебаний, создаваемых
1. Козярук А. Е., Рудаков В. В. Прямое управление моментом в электроприводе переменного тока машин и механизмов горного производства. С-Пб, СПГТИ (ТУ). 2008, 100 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
работающим оборудованием; измерении и анализе магнитного потока в зазоре электрической машины; анализе вторичных электромагнитных полей электрооборудования; измерении и анализе температуры отдельных элементов оборудования; анализе значений сигналов электрических параметров оборудования и потребленной мощности (метод ваттметрографии).
Для электромеханического оборудования наиболее целесообразным методом функционирования диагностического комплекса является метод на основе «ваттметрографии» (измерение, обработка и анализ электрических сигналов.), поскольку наиболее точно и в режиме реального времени позволит определить состояние оборудования. Оценка остаточного ресурса, позволит спрогнозировать необходимость ремонта агрегата, закупку необходимых запчастей, тем самым сократив время простоя горно-транспортного комплекса, а значит и экономические потери. Кроме того сократятся эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание данного оборудования.
Из изложенного можно сделать следующие выводы:
1. Структура привода самосвала и экскаватора может быть унифицирована, что подтверждается сопоставлением характеристик полученных при одной структуре привода.
2. Применение современных методов оценки остаточного ресурса позволит сократить затраты на производство продукции.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные приводы с векторным управлением. - Л: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение 1987.-134 с. и'.ца
Таранов Сергей Игоревич - аспирант, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», [email protected]
