Разработка и исследование системы двухдвигательного электропривода конвейеров для транспортировки сыпучих материалов

• Автор: Тарасов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 МНОГОПРИВОДНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР ЗАГРУЗОЧНЫХ УСТРОЙСТВ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ

1.1 Электропривод конвейера транспортировки сыпучих грузов

1.2 Динамические процессы ЭМС ленточного конвейера и

анализ исполнительных элементов

1.3 Регулируемый электропривод для подъемно - транспортных

механизмов

Постановка задач исследования

2 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЛЕНТОЧНОГО

КОНВЕЙЕРА КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
2 Л Динамические нагрузки и демпфирующая способность привода
при использовании асинхронного двигателя
2.2 Исследование двухмассовой электромеханической системы с
учетом естественного демпфирования
2.3 Электромеханическая система конвейера с распределенными
параметрами как объект управления
Выводы
3 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
С УПРУГИМИ МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
3.1 Модель системы управления двухдвигательного электропривода конвейера на базе асинхронного двигателя
3.2 Адаптивная система управления электроприводом с сосредоточен -ными параметрами механической системы ленточного конвейера
3.3 Адаптивная система управления электроприводом с распределен -

ными параметрами механической системы ленточного конвейера
3.4 Согласующее устройство скоростей исполнительных
элементов двухдвигательной приводной станции
Выводы
4 АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
4.1 Структура системы автоматического управления
4.2 Практическое исследование применяемого корректора подавления упругих колебаний для промышленного контроллера
4.3 Оценка энергетической эффективности регулируемых
электроприводов
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Исходные данные электропривода и параметры
механической части конвейера
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Модель системы управления асинхронным приводом
ленточного конвейера с электромеханической системой в блоках Simulink 136 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Расчет передаточных функций ЭМС с сосредоточенными и распределенными параметрами ленточного конвейера в Matlab
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Модель корректирующего устройства в программном
обеспечении Concept 2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Влияния значения коэффициента коррекции для
уменьшения упругих колебаний в ЭМС конвейера
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Акты об использовании результатов диссертации
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы определяется необходимостью создания систем надежного управления многодвигательным электроприводом ленточного конвейера для транспортировки сыпучих материалов к загрузочному устройству доменных печей. Главный конвейер относится к нерезервируемым системам, поэтому обеспечение бесперебойной работы в пусковых режимах и при продолжительной работе при доставке рудного материала, должно сопровождаться снижением динамических нагрузок и подавлением упругих колебаний.
Главный подъемный конвейер и группа вспомогательных перегрузочных линий составляют целый комплекс, используемый для обеспечения материалом современной доменной печи, при этом согласованность механизмов и непрерывность подачи является одной из актуальных задач. В этой связи использование методов математического представления и анализа, описывающих двухдвигательную систему транспортера с использованием асинхронных двигателей и сложной механической структурой, при учете негативных факторов возникающих при пуске и движении с разгрузкой материала, является актуальной.
Механическая часть конвейеров представляет собой достаточно сложную систему с распределенными по длине конвейера параметрами: массой перемещаемого груза, массой и упругостью тягового органа, усилием статического сопротивления. Присутствие упругого элемента в виде резинотросовой ленты определяет степень увеличения динамических нагрузок, что при неблагоприятных условиях таких как запыленность доменных цехов, повышенная влажность или присутствие такого эффекта как науглероживание приводных барабанов, приводит к пробуксовке и нестабильной работе агрегата.
На данный момент наиболее распространенным типом электропривода механизмов непрерывного транспорта является нерегулируемый или регулируемый при помощи многоступенчатого реостата привод переменного тока на основе асинхронных двигателей. Основными недостатками существующих систем электропривода (ЭП) являются:

2 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
2Л Динамические нагрузки и демпфирующая способность привода при использовании асинхронного двигателя
Для исследования степени воздействия динамических нагрузок в сложных ЭМС допускается ряд допущений при использовании упрощенных расчетных схем, которые позволяют оценить свойства не нарушая сущности протекающих процессов [88, 90]. Рассмотрим наиболее опасные режимы при пуске конвейера, где определим степень влияния динамических нагрузок и оценим демпфирующую способность самим электроприводом. При решении этой задачи, для рассматриваемых расчетных схем ленточного конвейера с электромеханической системой, следует построить упрощенные математические модели, учитывающие систему как с сосредоточенными параметрами, так и аналог этому - модель, имеющую распределенно - упругий характер тягового органа [4, 12].
Для определения динамических и статических нагрузок, а также коэффициента динамичности при пуске с выбором зазоров, примем допущение, что во всех режимах двухдвигательный электропривод ленточного конвейера может быть заменен эквивалентным однодвигательным. Тогда уравнения движения для этой схемы в операторной форме будут иметь следующий вид, согласно [8]:
М, -М^ -Мс1 =^<0,;
Му -М' = 32р©';
12 02 2 , (2.1) мп=сп(ф1-ср2±дФз/2) при к-Фз^ДФз/2;
Му12=0 при |ср, — Ф2| < Дфз/2, где М,- момент первого по ходу ленты двигателя (рис. 1.8);Мс1 = 0 - статический момент на валу двигателя; Му =Мс2 + Мс5- приведенный статический момент на первом приводном барабане и суммарного момента сопротивления сил, воздейст-