Рассмотрена система управления механизмом подъема ковша шагающего экскаватора, позволяющая увеличить быстродействие электропривода
система управления, электропривод, преобразователь
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. Дунаев, М.П. Силовые электронные преобразователи электростанций: учебное пособие / М. П. Дунаев. – Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. – 116 с.
2. Дунаев, М.П. Резонансные инверторы для управления электроприводами / М. П. Дунаев. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004. – 103 с.
3. Дунаев, М.П. Преобразователь частоты с резонансным инвертором / М. П. Дунаев, Д. А. Иргл. // 3-я Международной научно-техническая конференция АЭП-2001. – 2001. – С. 149 – 151.
4. Дунаев, М.П. Моделирование схемы широтно-импульсного преобразователя / М. П. Дунаев, С. У. Довудов // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. – 2019. – № 1. – С. 3-6.
5. Довудов, С. У. Анализ энергетических показателей импульсных преобразователей / С. У. Довудов, М. П. Дунаев // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2020. – Т. 24. – № 2(151). – С. 345-355.
