Система управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом вентилятора местного проветривания угольных шахт

• Автор: Маслов, Иван Петрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1 Оценка современного состояния вопроса

1Л Обзор нормативно-технической документации

1.2 Обзор научных публикаций

1.2.1 Вопросы аэрологии

1.2.2 Моделирование гидро-газодинамических процессов в тупиковых выработках

1.2.3 Автоматизированный электропривод ВМП

1.2.4 Краткие выводы по обзору научных публикаций

1.3 Технические средства

1.4 Результаты анализа и постановка задач

2 Предлагаемая система управления
2.1 Концепция системы управления
2.2 Математическое описание
2.2.1 Математическая модель системы вентиляции
2.2.2 Расчет параметров модели
2.3 Настройка параметров регуляторов
2.4 Результаты и выводы
3 Вычислительные и физические эксперименты
3.1 Анализ энергетической эффективности
3.2 Анализ качества регулирования состава рудничной
атмосферы
3.3 Экспериментальные исследования
3.4 Результаты и выводы

Заключение
Список сокращений
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Горная промышленность сегодня является одной из важнейших отраслей нашей страны. В 2012 г. Правительством РФ утверждена Программа развития угольной отрасли на период до 2030 г., предполагающая, рост добычи угля и уровня производительности труда. Реализация этих показателей приведет к повышению количества и мощности применяемой техники, что при отсутствии дополнительных мер увеличит вероятность возникновения аварийных ситуаций.
Важным вопросом обеспечения безопасности ведения горных работ является поддержание нормальных параметров рудничной атмосферы, как по всей шахте, так и в ее отдельных участках. Состав рудничного воздуха полностью регламентируется нормативной документацией, а для его поддержания в установленных пределах в тупиковых выработках применяются системы местной вентиляции, которые для газовых шахт построены нагнетательный способом с применением вентиляторов местного проветривания (ВМП), устанавливаемых в выработке со свежей струей.
Для воздействия на состав рудничной атмосферы применяется ряд способов регулирования производительности ВМП, среди которых применение частотно-регулируемого электропривода. Этот способ дает возможность регулировать производительность вентилятора в автоматическом режиме при этом снижать количество потребляемой мощности. Подобные системы регулирования для вентиляторов общепромышленного назначения давно нашли применение на производстве и хорошо себя зарекомендовали. Однако в утвержденных в 2013 г. Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору Правилах безопасности в угольных шахтах автоматическое регулирование производительности ВМП для обеспечения требуемого

SCADA-системе Trace Mode 6 и пакета имитационного моделирования MATLAB Simulink.
Значительный вклад в задачу разработки систем управления вентиляторами различного назначения внесла научная школа Института горного дела СО РАН (г. Новосибирск) под руководством Д.В. Зедге-низова.
Статья Д.В. Зедгенизова «Синтез алгоритма управления тоннельным вентилятором с поворотными на ходу лопатками рабочего колеса» [67] посвящена разработке математического описания тоннельного вентилятора с ПЛРК-вентиляционной сетью, а также алгоритмов автоматического управления для повышения эффективности тоннельного проветривания. В ней закон управления электромеханическим исполнительным механизмом поворота лопаток рабочего колеса тоннельного вентилятора синтезирован по методу скользящих режимов.
В статье «Система автоматического управления частотным электроприводом тоннельного вентилятора метрополитена» Д.В. Зедгени-зовым [68] разработана математическая модель объекта «станционный вентилятор с регулируемой частотой вращения - участок вентиляционной сети метрополитена», необходимая для проведения синтеза алгоритмов управления воздухораспределением в вентиляционной сети линии метрополитена. С применением частотного метода выполнен синтез алгоритмов управления производительностью станционного вентилятора. Численным экспериментом подтверждена адекватность предложенной математической модели системы автоматического управления станционным вентилятором с регулируемой частотой вращения.
В статье «Основные принципы автоматического управления вентиляцией линии метрополитена» [66] Д.В. Зедгенизовым приведены критерии оптимального управления проветриванием линии метрополитена мелкого заложения, особенности вентиляционной системы.