Повышение энергетической эффективности работы электроприводов мехатронных карьерных машин с дистанционно-автоматическим управлением

• Автор: Малафеев, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАТРОННЫХ КОМПЛЕКСОВ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
1.1. Задачи и особенности исследования и моделирования энергетических процессов в мехатронных системах карьерных экскаваторов
1.2. Современный инструментарий моделирования
мехатронных систем
1.3. Выводы, постановка задачи и определение методов исследования
2. МОДЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В
МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМАХ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
2.1. Особенности преобразования энергии в мехатронных системах карьерных экскаваторов
2.2. Математические модели диссипативных процессов в компонентах мехатронных систем карьерных экскаваторов
2.3. Математическое описание мехатронного комплекса экскаватора
2.4. Модели, оценки и алгоритмы энергетической эффективности мехатронных систем
2.5. Разработка методики структурного моделирования для исследования энергетических процессов в мехатронных системах
2.6. Моделирование и анализ погрешностей измерения энергетических характеристик
Выводы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМАХ ЭКСКАВАТОРОВ
ЗЛ. Методика моделирования энергетических процессов в мехатронных комплексах экскаваторов
3.2. Энергетические процессы в мехатронном комплексе экскаватора с электромашинными усилителями мощности
3.3. Исследование энергетических процессов в мехатронном комплексе экскаватора с транзисторными преобразователями
3.4. Исследование энергетических процессов в мехатронном комплексе экскаватора с емкостным накопителем энергии
3.5. Исследование энергетических процессов в мехатронном комплексе экскаватора с тиристорными преобразователями
3.6. Исследование энергетических процессов в мехатронном комплексе экскаватора с приводами переменного тока
3.7. Сравнительный анализ эффективности использования энергии в различных мехатронных комплексах экскаваторов
Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И
ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
4.1. Экспериментальное исследование и проверка адекватности моделей энергетических процессов в мехатронных комплексах экскаваторов
4.2. Анализ направлений повышения эффективности использования электрической энергии в мехатронных системах
4.3. Разработка системы управления накопителем рекуперированной энергии в мехатронным комплексе экскаватора

4.4. Визуализация работы мехатронного комплекса экскаватора
4.5. Разработка алгоритма контроля сопротивления изоляции с использованием модели деградационного процесса
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Краткое описание мехатронных комплексов
экскаваторов ЭКГ -12К и ЭКГ -12 А
Приложение 2. Листинги программ моделирования
Приложение 3. Акт об использовании результатов диссертационной работы

преобразовательной техники и микроэлектроники. Расчетам и проектированию новых компонентов мехатронных систем, таких как инвертор, активный выпрямитель корректор коэффициента мощности, посвящено значительное количество исследований как отечественных, так и зарубежных авторов. Но до настоящего времени отсутствуют исследования и конкретные рекомендации по проектированию и применению таких мехатронных систем для горных машин. Разработка новых методов моделирования и проектирования для практики горного машиностроения позволит получить оптимальные параметры мехатронной системы с точки зрения максимальной энергоэффективности.
Разнообразие и сложность мехатронных систем горных машин и практическая потребность создания моделей и методов их исследования с учетом новых компонентов и схемотехнических решений для исследования, проектирования и сравнительного анализа вариантов, требуют развития теории моделирования и эффективных вычислительных методов.
Проведение исследования и моделирование процессов управления и преобразования энергии в перспективных мехатронных системах горных машин обеспечивает качественно новый подход к определению основных параметров приводных агрегатов. Создание такой методологии позволит на стадии проектирования машины провести оценку и оптимизацию как всей конструкции в целом, так и конкретных её компонентов.
В связи с этим моделирование энергетических процессов имеет определяющее значение при конструировании мехатронных систем экскаваторов. В настоящее время эта задача приобретает особую актуальность в связи с принципиальным обновлением технических средств управления приводами экскаваторов. При этом используются новые полупроводниковые приборы и устройства на их основе, микроконтроллеры и средства обработки информации. Это определяет необходимость модификации методов расчета и проектирования и сравнительного анализа вариантов. Компьютерное