Керування електроприводом шахтної підйомної установки з урахуванням розподілених параметрів електромеханічної системи - Автореферат

При таких глибинах та масах більш вагомим стає процес енергообміну між електричними та механічними частинами шахтної підйомної установки, зростають динамічні навантаження, особливо в елементах із найменшою жорсткістю - підйомних канатах. Канат у системі шахтної підйомної установки представляє собою найбільш недовговічний елемент. Науково-дослідні роботи зі створення систем автоматичного керування електроприводом постійного та змінного струму з використанням раціональних законів керування, що враховують нестаціонарні параметри податливих елементів електромеханічної системи шахтної підйомної установки, проводились відповідно до науково-дослідної дербюджетної теми: "Розробка методології взаємозвязаної оптимізації однолінійних потокових технологічних процесів гірничо-металургійного виробництва" (№ держреєстрації 0102U003027). Мета дисертаційної роботи - зменшення динамічних навантажень у шахтних підйомних установках шляхом використання законів керування електроприводом, що зменшують полігармонічні динамічні навантаження в електромеханічних системах при збереженні їх швидкодії. розроблений закон керування електроприводом постійного та змінного струму, що забезпечує демпфірування пружних коливань при зміні параметрів обєкту та відхиленні сигналу керування на вході системи автоматичного керування від розрахованого за раціональним законом керування електроприводом шахтної підйомної установки;При розвязанні задач шахтного підйому канат представлений ідеальним пружним стержнем та описаний хвильовим рівнянням за таких умов: не враховується нерівномірність розподілу маси по довжині канату, нехтується силами внутрішнього тертя у канаті та поперечними коливаннями. Для отримання передаточних функцій елементів ШПУ за умови описування динаміки канату хвильовим рівнянням доцільно застосовувати прямий метод математичної фізики. 1) прийняті наступні припущення: підйомні судини рухаються в жорстких направляючих пристроях; нехтується впливом взаємодії судин з арміровкою стовбура на зусилля в канатах; повздовжні коливання зрівноважуючих канатів не передаються з однієї вітки до іншої крізь петлю канатів; нехтується впливом дуги ковзання у точці набігання (збігання) канатів на барабан на динамічні процеси в канаті; система головних та система зрівноважуючих канатів замінена відповідно одним еквівалентним головним та одним еквівалентним зрівноважуючим канатами; в перетині головного та зрівноваженого канатів стискуюче динамічне зусилля менше статичного зусилля, що розтягує канат; коефіцієнт тертя каната об футеровку барабана вважається постійним на всій дузі обхвату барабана канатом; зрівноважуючі канати моделюються вагомими пружно-вязкими нитками; нехтується впливом поперечних та крутильних коливань головних та зрівноважуючих канатів на повздовжні коливання; дисипація енергії в канатах врахована за гіпотезою Фойгхта. 2) та статично не зрівноваженої ШПУ забезпечують: врахування повного спектру частот власних коливань ШПУ; уникнення переходу основних змінних до відносних одиниць, що не дозволяє враховувати динамічні властивості а ні вітки, що опускається, а ні зрівноважуючих канатів; запобігання нехтуванням коефіцієнтами жорсткості в місцях зєднання канатів та зосереджених мас, як це необхідно робити за методом граничних пружностей; врахування розсіювання енергій в канатах за гіпотезою Фойгхта. Три закони керування (закон 1-3), враховуючи нестаціонарні властивості електромеханічної системи ШПУ, забезпечують демпфірування двох найменших частот власних коливань, два з них базуються на апроксимації процесів коливань в канаті консервативною ланкою (відповідно закон 1 та 2) за умови високоточного відпрацювання електроприводом завдання на прискореннябарабану.В дисертаційній роботі наведене нове рішення наукової задачі синтезу законів керування електроприводом шахтної підйомної установки з урахуванням розподілених параметрів системи, що забезпечує зниження динамічних навантажень в електромеханічній системі за рахунок зменшення впливу двох полігармонічних пружних складових моментів. Розроблена методика складання структурних представлень різних типів шахтних підйомних установок за умови використання прямого методу математичної фізики при вирішенні диференційних рівнянь у часткових похідних гіперболічного типу, забезпечує: врахування повного спектру частот власних коливань механічної частини підйомної установки; уникнення переходу основних змінних до відносних одиниць, що дозволяє враховувати динамічні властивості обох віток підйомної установки та зрівноважуючі канати; запобігання нехтуванню коефіцієнтами жорсткості в місцях зєднання канатів і зосереджених мас та врахування розсіювання енергії коливань у канатах за гіпотезою Фойгхта. Відповідно до законів керування за двома та трьома частотами власних коливань електромеханічної системи шахтної підйомної установки встановлені залежності, що дозволяють розраховувати час зміни прискорення і максимальне значення завдання на ривок барабану та оцінювати період зміни прискорення в порівнянні

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ