Научная статья на тему 'Влияние коммутационных ограничений на механические характеристики приводов мощных драглайнов'

Влияние коммутационных ограничений на механические характеристики приводов мощных драглайнов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
58
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Полузадов В. Н., Дружинин А. В., Бабенко А. Г.

Рассмотрены два способа управления скоростью вращения привода мощного экскаватора-драглайна вверх от номинальной с помощью изменения напряжения якоря и магнитного потока. Проанализирована возможность реализации этих способов управления с учетом ограничений по длительному коммутационному нарушению. Предложен комбинированный способ регулирования скорости: от нуля до номинальной путем изменения напряжения якоря, а выше номинальной путем ослабления магнитного потока.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Полузадов В. Н., Дружинин А. В., Бабенко А. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The Influence of Commutation Limitations on Mechanical Characteristics of Powerful Draglines Drives

The authors consider two methods pf velocity control of a drive rotation of a powerful excavator-dragline up from nominal with the help of changes in anchor tension and magnetic flux. The possibility has been analyzed on realization of these means of control accounting limitations on long commutation disturbance. A combined method of velocity regulation has been suggested: from zero till nominal by means of changes of anchor tension and above nominal by means of a magnetic flux decrease.

Текст научной работы на тему «Влияние коммутационных ограничений на механические характеристики приводов мощных драглайнов»

пользования таких систем управления силовым приводом экскаватора-драглайна.

По результатам исследовании разработана методика определения настроечных параметров регуляторов адаптивной системы управления

(Лтр.тах ином

И

1.Ь

а

" ал об 0.8 f.o f.z hums

Рис. 2. Результаты решения задачи оптимизации электромеханического преобразования энергии для диапазонов технологических перемещений и времен рассогласования

приводом в транспортной операции, позволяющая оптимизировать процесс электромеханического преобразования энергии силовым электроприводом.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

]. Дружинин А. В., Бабенко А. Г. Использование экспертных систем в информационно-управляющих комплексах одноковшовых экскаваторов//Известия вузов Горный журнал,— 1992 — Л» 7,— С. 115—117.

2. Дружинин А. В., Бабенко А. Г. Оптимизация режимов работы электропривода поворота мощного драглайна//Известия вузов. Горный журнал.— 1990.— № 4.— С. 85— 91.

3. Носырев М. Б. Алгоритм согласования длительности операций подъема ковша и поворота платформы экскаватора-драглайна//Автоматическое управление технологическими првцессами в горной промышленности: Межвуз. науч. темат. сб/Свердл. горный ин-т,—Свердловск. 1991—С. 35—39.

4. Энергосберегающая технология электроснабжения народного хозяйства: В 5 кн.: Практ. пособие/Под ред. В. А. Веникова. Кн. 2: Энергосбережение в электроприводе/ Н. Ф. Ильинский и др.—М.: Высш. школа, 1989 — 127 с.

5. Karajakin A., Nosyrev М., Druzinin A., Zameshin V. Adaptiv Control of Exava-tors Technological Processes//10 International Converence «ICAMC-90».— Ostrava, 1990 - pp 237—242.

УДК 621.829.329

В. И. Полузадов, А. В. Дружинин, А. Г. Бабенко

ВЛИЯНИЕ КОММУТАЦИОННЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИВОДОВ МОЩНЫХ ДРАГЛАЙНОВ

Разработка качественных систем управления главными приводами мощных экскаваторов, обеспечивающих широкий диапазон регулирования скорости вращения путем изменения значений напряжения якоря

и магнитного потока электродвигателей постоянного тока (1), невозможна без решения проблемы обеспечения удовлетворительной коммутации (класс коммутации 1-Й'/2) и предотвращения кругового огня.

В связи с тем, что электродвигатели главных приводов мощных экскаваторов выпускаются с компенсационными обмотками, в них, как правило, снимаются ограничения по потенциальным условиям на коллекторе, определяемым средним значением напряжения между смежными коллекторными пластинами и коэффициентом искажения магнитного поля [4].

Согласно теории коммутационных нарушений наиболее сильное влияние на качество коммутации оказывают длительные коммутационные нарушения, которые, в частности, возникают при превышении предельных значений тока якорной цепи и скорости вращения электродвигателей. Поэтому при создании систем управления главными приводами необходимо учитывать эти коммутационные ограничения.

Качество коммутации электродвигателя при повышенной скорости вращения может быть оценено путем вычисления длительного коммутационного нарушения [4]:

Дш.х= ((1+<?р.срЛ'р.ср+2Д^)) • 100) .Ащ-о.5, (1)

где 2М1 — переходное падение напряжения на пару щеток; = ск-/;-(й — коммутационный коэффициент; ер.ср=ет>.Ср.„(/а/1ан) ((о/ы„) — среднее значение реактивной коммутационной ЭДС электродвигателя; ^р.ср.н — среднее значение реактивной коммутационной ЭДС в номинальном режиме; /а, со — текущее значение тока якорной цепи и угловой скорости вращения электродвигателя; /ан> м„— номинальные значения тока якорной цепи и угловой скорости вращения; с — коэффициент пропорциональности.

Согласно действующему стандарту электродвигатели постоянного тока по коммутации должны допускать перегрузку, соответствующую величинам максимального момента при оговоренных стандартных значениях скорости вращения. При этом следует учитывать, что при работе двигателя в предельном режиме значение допустимого длительного коммутационного нарушения не должно опускаться ниже 10%.

Учитывая эти требования, выражение (1) преобразовано в аналитическую зависимость тока якорной цепи от скорости вращения электродвигателя при условии стабилизации длительного коммутационного нарушения на уровне 10%:

1|>|(ю) -/а.прея2—Фг(со) • /а.пред+Фз = 0, (2)

ГДе г£1 ((0) =0,1 •ер.ср.н'Ыпред- (С"(Опрел)0'5,

ф2(со) =0,1 -1|-з- (С-(Опред)0'5Н-2-<?р.ср.„-(1)пред,

фв=(2Д£/) ./,.„•«„,

где /а.пред» сопред — предельные значения тока якорной цепи и скорости вращения электродвигателя при условии Дтах= 10 % = Соп$1.

С учетом выражения (2) построены механические характеристики привода поворота мощного экскаватора-драглайна при использовании комбинированного способа регулирования скорости привода: от нуля до номинального путем изменения напряжения якоря, а в диапазоне Он "5" 2(Он путем ослабления магнитного поля электродвигателей (рис. 1,а). На рис. 1, б показаны механические характеристики этого же привода при применении способа регулирования скорости только путем изменения напряжения якоря. Механические характеристики (рис. 1, а, б) соответствуют приводу поворота экскаваторов-драглайнов ЭШ40.85 и ЭШ65.100, укомплектованных силовыми модулями с элек-

Механические характеристики

моментов привода по условию коммутации. При формировании экскаваторных механических характеристик привода подъема со значением М„=(2,0+2,5)/Ин ограничение предельных моментов происходит при меньших значениях скоростей вращения.

При комплектовании главных приводов мощных экскаваторов-драглайнов унифицированными силовыми модулями Г—Д практически невозможно применить способ регулирования скорости вращения электродвигателя вверх от номинальной путем увеличения приложенного напряжения якоря без изменения номинальных параметров электрических машин, входящих в состав этих модулей. Наиболее перспективным, не требующим разработки новых унифицированных силовых модулей, следует признать способ регулирования скорости вращения привода вверх от номинальной путем ослабления магнитного потока возбуждения электродвигателей.

Инерционность систем возбуждения, характерная для приводов Г—Д, не является непреодолимым препятствием при регулировании скорости

тродвигателями МПВЭ-450-29УЗ, со значением стопорного момента МСт= 1,8 -уИн. Анализ полученных зависимостей С1)пред*=/(МПред.) позволяет сделать следующие выводы о влиянии коммутационных органи-чений на формирование механических характеристик мощных экскаваторов-драглайнов: начиная со скорости вращения (оПре**—1,4 в первом случае (рис. I, а) и со скорости вращения <оПред* = 1,75— во втором—(рис. 1, б), необходимо ограничивать значение предельных

путем изменения магнитного потока. Проведенные исследования [2] показывают, что при использовании 4-^-6-кратных форсировок по напряжению возбуждения электродвигателя даже при постоянной времени обмотки возбуждения 3-^4 с достигается требуемое изменение момента за 0,3^-0,5 с, что является вполне приемлемым для экскаваторного электропривода. Кроме этого, так как в настоящее время на мощных экскаваторах-драглайнах применяется безредукторный привод поворота с тихоходными двигателями с соотношением резонансной частоты вращения к рабочей 2,6-н 2,9 [3], при увеличении скорости вращения двигателя в два раза по сравнению с номинальной последний продолжает работать в дорезонансной зоне.

Следовательно, в настоящее время имеются все предпосылки для разработки двухканальных систем управления экскаваторным приводом с широким диапазоном регулирования скорости при удовлетворительном качестве коммутации и динамических процессов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИ И СПИСОК

1. Дружинин А. В.. Бабенко А. Г. Оптимизация режимов работы электропривода поворота мощного драглайна//Известия вузов. Горный журнал,—1990,—№ 4.— С. 237—242.

2. Ключев В. И. и др. Разработка и исследование реверсивного тиристорного электропривода для тяжелых условий работы//Автоматизированный электропривод/Под обшей ред. И. И. Петрова, М. М. Соколова. М. Г. Юнькова.— М.: Энергия, 1980.— С 314—317.

3. Оленев В. А., Петухов П. А., Русанов Ю. А. Исследование эффективности демпфирования электроприводом колебаний момента в механизме поворота экскаватора II Исследование нагрузок в узлах экскаваторов: Сб. науч. тр. / ВНИИметмаш; Под общей ред. В. А. Оленева —М„ 1986 —С. 3—12.

4. Хвостов В. С. Электрические машины: ¡Машины постоянного тока.— М.: Высшая школа, 1988 — 336 с.

УДК 622.7—52

А. Г. Бабенко

ПРОЕКТ ИНТЕРАКТИВНОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ

Рассматривая широкий круг задач, связанных с созданием промышленных информационных систем (ИС) различного назначения (систем контроля и учета, диспетчерских, диагностирующих и управляющих систем), можно прийти к выводу, что при их реализации вполне достаточно использовать комплекс традиционных программных средств: электронных таблиц (ЭТ), баз данных (БД), систем коммуникаций, которые отличаются от обычных работой в реальном времени и связью с объектами реального мира. Идея разрабатываемого проекта состоит в переносе технологии интегрированных систем из сферы делопроизводства в сферу контроля (диагностики и управления) техническими и технологическими процессами, в частности, работы горного оборудования. Цель проекта заключается в создании комплекса взаимосвязанных программных средств, реализующих единую концепцию промышленной интегрированной ИС. Такая система должна отличаться интерактивностью, средо- и объектно-ориентированным характером программирования, наличием эффективных средств связи с физическим миром, работой в реальном времени и наличием развитого графического интерфейса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.