The control system of the bucket lifting mechanism of a walking excavator is considered, which al-lows to increase the speed of the electric drive
control system, electric drive, converter
Автоматизированные электроприводы переменного тока широко используются при автоматизации промышленных установок горнодобывающей отрасли народного хозяйства [1 - 3].
Для управления электроприводами переменного тока большой мощности используются непосредственные преобразователи частоты с импульсно-фазовым управлением. Этот способ управления позволяет сформировать требуемые форму и амплитуду напряжения питания асинхронного двигателя переменного тока, добиться заданного быстродействия и широкого диапазона регулирования угловой скорости при различном характере нагрузки [4].
Авторами разработана функциональная схема системы управления механизмом подъема ковша шагающего экскаватора (ШЭ) с силовым оборудованием переменного тока, приведенная на рисунке 1, где обозначено: БЗС – блок задания угловой скорости, РС – регулятор скорости, РТ – регулятор тока, БТО – блок токового ограничения, НПЧ – непосредственный преобразователь частоты, АД – два асинхронных двигателя, МП – механизм подъема ковша, ДТ – датчик тока, ДС – датчик скорости.
Рисунок 1 – Функциональная схема системы управления механизмом подъема ковша шагающего экскаватора
Однако у известного способа управления механизмом подъема ковша шагающего экскаватора с непосредственным преобразователем частоты, реализованного в блоке НПЧ (рисунок 1), отмечается сравнительно невысокое быстродействие системы управления, т.к. в ее основе используется способ импульсно-фазового управления (СИФУ) с раздельным управлением комплектов силового тиристорного преобразователя.
Для устранения этого недостатка предлагается использовать способ частотно-импульсного управления (ЧИУ), имеющий в разы меньшую постоянную времени в системе управления [5].
Для исследования системы управления механизмом подъема ковша ШЭ с силовым оборудованием переменного тока с ЧИУ была разработана структурная модель синусоидального ЧИУ.
Структурная модель системы управления механизмом подъема ковша ШЭ с ЧИУ, реализованная в системе Matlab/Simulink, представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Структурная модель механизмом подъема ковша ШЭ с ЧИУ
Сравнение результатов моделирования угловой скорости механизма подъема ШЭ с НПЧ и ПЧ с ЧИУ показывает, что способ ЧИУ за счет ускорения динамических процессов в механизме подъема обеспечивает сокращение цикла работы ШЭ на 0,8 с, что увеличивает производительность работы ШЭ на 4,5 %.
1. Dunaev, M.P. Silovye elektronnye preobrazovateli elektrostanciy: uchebnoe posobie / M. P. Dunaev. – Irkutsk: Izd-vo IRNITU, 2016. – 116 s.
2. Dunaev, M.P. Rezonansnye invertory dlya upravleniya elektroprivodami / M. P. Dunaev. – Irkutsk: Izd-vo IrGTU, 2004. – 103 s.
3. Dunaev, M.P. Preobrazovatel' chastoty s rezonansnym invertorom / M. P. Dunaev, D. A. Irgl. // 3-ya Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskaya konferenciya AEP-2001. – 2001. – S. 149 – 151.
4. Dunaev, M.P. Modelirovanie shemy shirotno-impul'snogo preobrazovatelya / M. P. Dunaev, S. U. Dovudov // Povyshenie effektivnosti proizvodstva i ispol'zovaniya energii v usloviyah Sibiri. – 2019. – № 1. – S. 3-6.
5. Dovudov, S. U. Analiz energeticheskih pokazateley impul'snyh preobrazovateley / S. U. Dovudov, M. P. Dunaev // Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. – 2020. – T. 24. – № 2(151). – S. 345-355.
