Введение к работе
Актуальность работы. Разработка надежных и эффективных
электроприводов горных машин требует отработки структурных параметров, а также режимных с учетом воздействия внешних окружающих факторов
Для этого целесообразно использовать такие испытательные устройства, которые позволяют моделировать поведение электромеханической системы во всем диапазоне необходимых параметров. Особенно важно это для установления закономерности поведения систем управления указанными электроприводами.
Сложность заключается в том, что доработка и отладка систем управления электроприводом на объекте сопряжена, во-первых, ограниченным временем эксперимента; во-вторых, при проведении эксперимента могут возникнуть аварийные ситуации, в результате недоработки отлаживаемой системы управления; в-третьих, тяжелыми условиями проведения эксперимента (к примеру, для одноковшовых экскаваторов - вибрация, тряска, запыленность и влияние сезонных изменений температуры) и др.
Но основным недостатком существующих испытательных устройств является невозможность моделирования поведения системы управления, позволяющей обеспечить заданные-динамические свойства реальных объектов.
С этой точки зрения разработка систем и средств имитации нагрузки для установления закономерностей поведения как самого электропривода, так и системы его управления является актуальной научной'зздачей.
Целью работы является установление закономерностей движения одно-, двух- и трехмассовон электромеханических систем с учетом переменных параметров и возмущающих воздействий для разработки систем и средств имитации нагрузки, позволяющих ускорить процесс внедрения новых систем управления электроприводами.
Идея работы заключается в ускорении внедрения новых систем управления электроприводами горных машин на базе испытательного стенда, реализующего движение одно-, двух- и трехмассовой электромеханических систем с учетом переменности параметров и возмущающих воздействий
Научные положения, разработанные лично соискателем, и нови иi_a_
1. Метод исследования контура тока но ошибке на входе регудяюра юка. работающего в режиме регулируемого источника тока, отличающийся тем. чю используется передаточная функция ошибки на входе регулятора іока
2.Аналитическая зависимое.ь угловой скорости одмомассовой электромеханической системы or се момента инерции, отличающаяся іем. чю учитывает переменный момент инерции
-/-
-
Математическая модель двухмассовой электромеханической системы, огличающаяся тем, что учитывает влияние переменных параметров жесткости и момента инерции второй массы.
-
Математическая модель трехмассовой электромеханической системы, отличающаяся тем, что учитывает влияние переменного параметра жесткости соединений и возмущающих воздействий.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов, содержащихся в работе, подтверждаются:
- теоретическими исследованиями, выполненными с использованием
теории автоматического управления, методов аналого-цифрового и
физического моделирования;
- удовлетворительной сходимостью экспериментальных результатов,
полученных на универсальном лабораторном стенде с результатами
теоретических исследований ( 20% при уровне значимости 0,05 ).
Научное 'значение работы состоит в том, что разработанные метод исследования контура тока по ошибке на входе регулятора тока, аналитическая зависимость для одномассовой электромеханической системы с переменным моментом инерции, а также математические модели двух- и трехмассовой электромеханических систем с учётом переменных параметров и возмущающих воздействий развивают теорию управления электроприводами.
Практическое значение работы состоит в разработке метода оценки контура тока, работающего в режиме регулируемого источника тока, структурных схем имитаторов нагрузки одно-, двух- и трехмассовой электромеханических систем, реализующих закономерности движения экскаваторного электропризода н электропривода скиповой подъемной установки; алгоритмов функционирования цифровой составляющей имитаторов одно- н трехмассовой электромеханических систем; методик расчета параметров имитаторов одно-, двух- и трехмассовой электромеханических систем.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанные метод оценки контура тока, работающего в режиме регулируемого источника тока, структурные схемы одно- и двухмассовой электромеханических систем с переменными параметрами, для создания нагрузочного' агрегата, имитирующего движение экскаваторного электропривода, приняты к использованию институтом " Гипроуглеавтоматизация " . Эффективность внедрения результатов работы заключается в сокращении Бремени внедрения ноьых систем регулирования экскаваторных электроприводов и повышении надежности их работы.
Разработанное и изготовленное устройство аналогового управления, реализующее движение двухмассовой электромеханической системы, используется в учебном процессе на кафедре электропривода и автоматизации промышленных установок Магнитогорской горно-металлургической академии.
-А-
Апробация работы. Результаты работы и её основные этапы докладывались на IV Всесоюзной конференции молодых ученых " Интенсификация горнорудного производства " ( г. Свердловск, ИГД МЧМ СССР, 1991 г), на заседании кафедры электрификации горных предприятий Московского государственного горного университета.
Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 6 научных работ.
Объем работ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит 128 стр. текста, 65 рисунков и 4 таблиц, списка литературы из 84 наименований.
Автор выражает искреннюю признательность декану энергетического факультета МГМА доц., к. т. н. Е. Я. Омельченко за научно-методическую помощь при проведении исследований, а также сотрудникам кафедры ЭГП МГГУ за помощь при подготовке автореферата диссертации.
