Klimchenkova, N. V.

Tarasenko, V. M.

Клімченкова, Н. В.

Тарасенко, В. М.

Ukrainian

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

Матеріали VІІ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 28-29 листопада 2018.   86 УДК 621.313 Н.В. Клімченкова канд. тех.наук, доц., В.М. Тарасенко  Донбаська державна машинобудівна академія, Україна  ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ КОНВЕЄРУ ЗА РАХУНОК УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ЙОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ  N.V. Klimchenkova Ph.D, Assoc. Prof, V.M.Tarasenko  IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE CONVEYER OPERATION INCREASED WITH THE IMPROVEMENT OF THE CONTROL SYSTEM OF ITS ELECTRIC POWER DRIVE  Дослідження показують, що основні елементи конвеєрe відчувають значні динамічні навантаження, результатом дії яких є відмови елементів і простої конвеєрів. Питома вага простоїв, пов'язаних з відшукання і усуненням їх причин, становить до 60% від загального часу простоїв конвеєрів. Так при пориві верхніх гілок простої зазвичай складають від півгодини до години, а при пориві нижніх - досягають шість - вісім годин [1]. Рішення проблеми лежить в побудові автоматизованої системи управління режимами роботи конвеєрного транспорту. Для чого важливо мати їх аналітичний опис, на базі якого здійснювати автоматизацію всієї системи [2], що підкреслює актуальність даної задачі. Парк конвеєрного транспорту України представлений вітчизняними установками, експлуатування яких почалось ще у сімдесяті роки минулого сторіччя, 53 % відсотки з них перевищило свій строк служби. Поява відчутних динамічних навантажень пов'язано з технологією завантаження і вивантаження конвеєрів на розгінних ділянках, де спостерігається знос стрічки. При падінні кускового матеріалу в місцях завантаження конвеєра виникають швидконаростаючі удари. Навантаження до стрічки прикладається у вигляді удару з-за вибору зазорів між ротором електродвигуна і елементів приводного барабана. Це призводить також до коливальних процесів в стрічці при запуску електродвигуна, які особливо небезпечні при запуску завантаженого конвеєр[2]. Для зменшення динамічного ударної дії на полотно стрічки переміщюємий вантаж повинен мати швидкість по величині й напрямку близьку до швидкості руху стрічкового полотна [3]. Динамічні навантаження в стрічці виникають по ряду причин, основні з яких: пориви в місцях зносу, особливо небезпечні в місцях стикувань, які раніше піддавалися ремонту; пробуксовка полотна; відставання кінцевій частині від головної для довгих конвеєрів і транспортерів. В результаті знижуються надійність і безпека процесу перевантаження, терміни служби елементів конвеєрів, збільшуються простої і витрати на ремонт транспортерів і конвеєрів. Попередження відмов таких систем передбачає необхідність оцінки граничних значень, що визначають надійність параметрів і діапазони їх безпечних змін. Для дослідження обраний стрічковий конвеєр ЛК-1400, до якого була запропонована для використання система стабілізації погонного навантаження. Системи стабілізації погонного навантаження конвеєру може бути побудована за допомогою використання регулятору швидкості конвеєрної стрічки, який буде змінювати швидкість пропорційно вантажопотоку. У якості критерію оптимальності приймаємо квадратичний функціонал, який інтегрально характеризує якість перехідних процесів та величину енергетичних втрат на рух I=0,5∫ (Хт(t)QX(t)+Uт(t)RU(t)dt, де Q і R – додатньо визначені симетричні матриці. Оптимальне керування U(t) знайдемо у лінійної формі вектору координат стану системи конвеєру Матеріали VІІ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів.  Актуальні задачі сучасних технологій – Тернопіль 28-29 листопада 2018.   87  U(t)*=-КХ(t), де К=R-1B1P – матриця зворотних зв’язків, В – матриця керування. Іскома додатньо визначена матриця  Р матиме вигляд РА+А1Р- РBR-1 B1P+Q=0. Модель стрічкового конвеєру приведемо до вигляду  Ẋ(t)=ȦХ(t)+Ḃ1U1(t)+Ḟμ(t), де U1(t) – рушійний момент електроприводу, керуючий вплив, μ(t) – вектор збуруючого впливу, Ḟ=[Ḃ2:Ḃ3], тоді синтезуємо оптимальний регулятор у вигляді Ẋ(t)=ȦХ(t)+Ḃ1U1(t). Структурна схема регулювання швидкості руху стрічки конвеєру наведена на рисунку 1. Керування конвеєром відбувається шляхом завдання частотно-керованому приводу, необхідної частоти обертання ωзад(t). Регулятор швидкості випрацьовує оптимальне завдання управління U(t),  пропорційне моменту, що рухає привод, тому створений перехід до сигналу завдання шляхом інтегрування сигналу управління ωзад(t)=1/Тm∫М*(t)dt.  Рисунок 1. Структурна схема регулювання швидкості руху стрічки конвеєру  Для зменшення помилки управління в перехідному режимі сигнал завдання на регулятор повинен поступати з упередженням через наявність в об’єкті управління затримки. При незначній зміні сигналу завдання, не перевищуючому попереднє значення більше ніж на 10%, змінювати швидкість руху стрічки є необґрунтовано, бо помилка при цьому не перевищить припустимого значення, а кількість перехідних режимів в системі зменшується. За допомогою отриманої моделі булі досліджені різні режими руху стрічки конвеєру із різним розташуванням автоматичного натягувального пристрою за наявності у системі двох контурів регулювання. Запропонована структура регулювання швидкості руху стрічки конвеєру забезпечує стабілізацію погонного навантаження близькою до номінального значення. При цьому швидкість буде змінюватись плавно, що суттєво знизить динамічні зусилля у стрічці конвеєру. Література 1. Высокодинамичные энергоэффективные электроприводы горных машин [Текст] / Б. З. Дробкин [и др.] // Горное оборудование и электромеханика. - 2011. - N 4. – С. 34-39. 2. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации: уч. пособие для студ. высш. уч. заведений / [Белов, О.И. Зементов, А.Е. Козярук и др.];под ред. В.А. Новикова, Л.М. Чернигова. - М.: Издательский центр "Академия", 2006. – 368 с. 3. Кожубаев Ю.Н. Системы управления ленточным конвейером [Текст] / Ю.Н. Кожубаев, .М. Семенов // Научно-технические ведомости. СПбГПУ. – 2014. – № 2 (195). – С. 181-186.  

Improving the efficiency of the conveyer operation increased with the improvement of the control system of its electric power drive

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/27766/2/VII_AZST_2018v3_Klimchenkova_N_V-Improving_the_efficiency_86-87.pdf

Improving the efficiency of the conveyer operation increased with the improvement of the control system of its electric power drive

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University