Введение 3
1 Математическое описание объекта управления 5
1.1 Электрическая часть двухдвигательного электропривода 7
1.2 Механическая часть двухдвигательного электропривода 15
1.3 Трех-, двух - и одномассовая электромеханическая система поворота
экскаватора 14
2 Синтез систем подчинённого регулирования 21
2.1 Трёхконтурная система подчинённого регулирования 28
2.2 Двухконтурная система подчинённого регулирования 32
2.3 Двухмассовые электромеханические системы с последовательной
коррекцией координат 35
2.3.1 Четырехконтурная система подчиненного регулирования 36
2.3.2 Пятиконтурная система подчиненного регулирования 43
3 Исследование динамики электропривода с последовательной коррекцией
координат 52
3.1 Электропривод с двухконтурной системой подчинённого
регулирования 52
3.2 Электропривод с трёхконтурной системой подчинённого
регулирования 54
Заключение 61
Список использованных источников 62
Приложение А 65
Приложение Б 66
Приложение В 70
Приложение Г 74
Приложение Д 75
Карьерные экскаваторы применяются при разработке наиболее тяжелых, скальных пород. Наиболее типичным для наших карьеров является использование карьерных гусеничных экскаваторов большой и средней мощности, которые имеют электрический привод. Гусеничные экскаваторы, лопаты которых представляют средней производительности, являются самыми массовыми экскаваторами. В России ими выполняется большой объём земляных работ, связанных с сооружением каналов и гидротехнических устройств, разработкой полезных ископаемых открытым способом: на угольных разрезах, строительных карьерах, на железорудных карьерах горно-обогатительных комбинатов. Главным условием повышения эффективности производства открытых горных работ является совершенствование силовой части электромеханической системы управления технологическим процессом добычи, улучшение использования существующего оборудования при помощи автоматизации и оптимизации управления технологическими процессами экскавации.
Классически для привода главных механизмов применяются двигатели постоянного тока с независимым возбуждением, питаемые от регулируемых генераторов (система Г-Д) или регулируемых статических тиристорных преобразователей (система ТП-Д). Однако использование силовых тиристорных преобразователей для электропривода главных приводов приводит к снижению коэффициента мощности энергетической установки экскаватора, появлению дополнительных гармоник и колебаний напряжения в сети, что снижает качество электроснабжения карьера.
Поворотная платформа служит основанием для установленных на ней механизмов экскаватора и рабочего оборудования и составляет вместе с ними поворотную часть экскаватора. Рама поворотной платформы является одновременно корпусом противовеса экскаватора. На поворотной платформе установлены подъемная лебедка, механизм поворота, напорная лебедка, компрессор, кузов экскаватора, кабина машиниста с органами управления. Поворотная платформа опирается на роликовый круг, лежащий на кольцевом рельсе ходовой тележки, и соединяется с ходовой тележкой центральной цапфой.
Характерными особенностями электроприводов поворота являются: во-первых, большие приведенные к валу двигателя инерционные массы поворотной платформы с оборудованием, стрелой и ковшом на значительном вылете, во-вторых, большое передаточное число и, в-третьих, наличие в кинематической цепи открытого зубчатого зацепления ведущей шестерни с не-подвижным венцом, отличающегося невысокой точностью изготовления, работающего с консистентной смазкой и подверженного быстрому износу. Это определяет повышенный кинематический зазор и кинематическую погрешность передач, поэтому режимы разгона и торможения механизма поворота сопровождаются процессом зазорообразования и резонансными явлениями, когда максимальные броски упругого момента более чем в два раза могут превысить стопорное значение. Резонансные явления с зазорообразованиями вызывают вибрацию платформы, тряску и подобные явления в металлоконструкциях, которые затрудняют нормальную работу машины.
К электроприводу механизма поворота дополнительным требованием является обеспечение плавности протекания переходных процессов при от-работке заданного угла поворота и минимально возможное время поворота с ограниченным ускорением. Это вызвано тем, что механизм поворота экскаватора лопаты, обладает значительным приведенным моментом инерции, в несколько раз превышающим момент инерции двигателя. Кроме того, вследствие большого значения передаточного числа в передаче имеются лифты и зазоры. Коэффициент отсечки для привода поворота целесообразно иметь в пределах 0,95...1.
В процессе работы были предложены различные варианты синтеза систем управления двухдвигательного электропривода поворота экскаватора, которые позволяют в зависимости от имеющейся информации о координатах объекта управления увеличить быстродействие и снизить динамические нагрузки электропривода. Увеличение быстродействия происходит за счет уменьшения времени переходных процессов, а ограничение динамических нагрузок - за счет снижения бросков упругих моментов. Это положительно сказывается в конечном итоге на эксплуатационной производительности экскаватора и улучшении технологического процесса экскавации.
В дипломной работе были представлены системы с последовательной коррекцией координат, для двухдвигательного электропривода поворота экскаватора. Были рассмотрены двух-, трёх-, четырёх- и пятиконтурные системы подчинённого регулирования. Для трёхконтурной системы подчинённого регулирования двухдвигательным электроприводом поворота экскаватора была составлена трёхмассовая модель для исследования процессов происходящих в электроприводе и анализе поломок и неисправностей. При работе не ставился вопрос противопоставить эти системы и выявить наилучшую, поэтому все виды имеют право на существование, можно рекомендовать выбор конкретной системы управления, исходя из возможности получить информацию о координатах объекта управления. На моделях, полученных в дипломной работе хорошо видны причины возникновения поломок и аварий в электроприводе поворота экскаватора, стачивание зубцов шестерни и выход её из строя в следствии превышения допустимых нагрузок при бросках момента упругого.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
