Исследование системы автоматического регулирования нагрузки электропривода резания очистного комбайна

Дмитрий Маркович Шпрехер; Геннадий Иванович Бабокин; Евгений Борисович Колесников; Александр Вадимович Зеленков

doi:10.17213/0136-3360-2020-2-3-30-37

Авторы

Дмитрий Маркович Шпрехер Тульский государственный университет
Геннадий Иванович Бабокин Горный институт Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»
Евгений Борисович Колесников Новомосковский институт (филиала) Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева
Александр Вадимович Зеленков Тульский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2020-2-3-30-37

Ключевые слова:

очистной комбайн, привод подачи, привод резания, математическая модель, переходные процессы, крепость угля, система управления

Аннотация

Разработана математическая модель очистного комбайна (ОК) со встроенной системой подачи и системой автоматического регулирования (САР) нагрузки электропривода резания с ПИ-регулятором. Показано, что САР позволяет снизить динамические нагрузки на механические части электроприводов ОК в условиях внезапного изменения крепости угля. Приводятся результаты исследований переходных процессов, возникающих при ступенчатом изменении крепости угля. Показано, что при работе комбайна на слабых углях имеет место снижение быстродействия САР практически в 1,5 - 2,0 раза относительно быстродействия САР при работе комбайна на крепких углях. Предложено для стабилизации быстродействия САР регулятора тока резания корректировать параметры регулятора в зависимости от сопротивляемости угля резанию. Сделан вывод о необходимости применения интеллектуальных регуляторов.

Биографии авторов

Дмитрий Маркович Шпрехер, Тульский государственный университет

д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры «Электротехника и электрооборудование» Тульского государственного университета.

Геннадий Иванович Бабокин, Горный институт Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»

д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Энергетика и энергоэффективность» Горного института Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».

Евгений Борисович Колесников, Новомосковский институт (филиала) Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» Новомосковского института (филиала) Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева.

Александр Вадимович Зеленков, Тульский государственный университет

аспирант кафедры «Электротехника и электрооборудование» Тульского государственного университета.

Библиографические ссылки

Shu R., Liu Z., Liu C., et al. Load sharing characteristic analysis of short driving system in the longwall shearer. // Journal of Vibroengineering. Vol. 29. № 4. 2015. P. 3572 - 3585.

Liu C., Qin D., Liao Y. Electromechanical dynamic analysis for the drum driving system of the longwall shearer. //Advances in Mechanical Engineering. Vol. 7. № 10. 2015. P. 1 - 14.

Колесников Е.Б. Разработка и исследование механизма подачи очистного комбайна с частотно-регулируемым электроприводом: дис. … канд. техн. наук. М., 1996. 249 с.

Кучик А.С. Математическое моделирование режимов функционирования привода исполнительного органа проходческого комбайна // Вестн. Белорусско-Российского ун-та. 2017. № 2(55). С. 36 - 46.

Janusz Kowal, Andrzej Podsiadło, Janusz Pluta, Bogdan Sapiński. Control Systems for Multiple Tool Heads for Rock Mining / Acta Montanistica Slovaca Ročník. 8 (2003). číslo 4. 162 - 167.

Jianjun Hu, Junlin Zha, Changzhao Liu, Chengjie Sun. Research on drum shearer speed control strategies under sudden-changing load. // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering (2018) 40:323. P. 1 - 11.

Кондрахин В.П., Косарев В.В., Стадник Н.И. Устойчивый момент и диапазон частотного регулирования двухдвигательного привода механизма перемещения очистного комбайна // Наукові праці ДонНТУ. Серія: «Гірничо-електромеханічна». Випуск 18(172). 2010. С. 77 - 90.

Ткачев В.В., Бубликов А.В. Использование имитационного моделирования для исследования системы автоматического управления добычным комбайном / Монография. Днепропетровск: НГУ, 2015. 182 с.

Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1998. 704 с.

Стариков Б.Я., Азарх В.Л., Рабинович З.М. Асинхронный электропривод очистных комбайнов. М.: Недра, 1981. 288 с.

Удут Л.С., Мальцева О.П., Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 8 Асинхронный частотно-регулируемый электропривод: учеб. пособие. Томский политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. 448 с.

Шпрехер Д.М., Бабокин Г.И., Колесников Е.Б. Математическое моделирование электропривода очистного комбайна с встроенной системой перемещения // Изв. Тульского гос. ун-та. Техн. науки. 2019. № 3. С. 645 - 651.

Бабокин Г.И., Шпрехер Д.М., Колес-ников Е.Б. Синтез системы стабилизации момента ре-зания выемочного комбайна с нечетким регулятором (in English) // Изв. вузов. Горный журнал. № 5. 2019. С. 107 - 115.

Клементьева И.Н. Обоснование и выбор динамических параметров трансмиссии привода шнека очистного комбайна: дис. … канд. техн. наук: Москва. 2015. 124 с.