ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЯЕМОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО РЕЗОНАНСА ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОГО МАССИВА

Представлена математическая модель ТП-Д электропривода, адаптированная для исследования энергоэффективных резонансных режимов электромеханической системы органов резания горных машин. Энергоэффективность достигается за счет рационального закона движения органа резания с учетом динамического процесса резания, имеющего возвратно-вращательную траекторию координаты скорости в области контакта режущего инструмента с горным массивом. Такой процесс можно обеспечить за счет резонансного режима в электромеханической системе при использовании внешнего возмущающего воздействия. При совпадении частоты колебания внешнего возмущающего воздействия с частотой собственных колебаний электромеханической системы достигается резонансный режим функционирования. Система управления должна обеспечивать настройку на резонансную частоту и ограничивать амплитуду вынужденных колебаний тока и скорости электродвигателя. В качестве регулятора управляемого резонансного режима функционирования предложен ПИД-регулятор. Аналитические исследования посредством математической модели позволили получить зависимости частоты собственных колебаний электромеханической системы и коэффициента динамичности тока электродвигателя (амплитуды колебаний тока) от параметров регулятора, которые показали, что настройка на резонансную частоту достигается за счет дифференциальной части ПИД-регулятора. Ограничение амплитуды вынужденных колебаний тока возможно пропорциональной частью регулятора.


Для цитирования: Ляхомский А. В., Фащиленко В. Н. Исследование энергоэффективного управляемого электромеханического резонанса для процессов резания и разрушения горного массива // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 10. – С. 223–234. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-10-0-223-234.

Ключевые слова

Электромеханическая система, структура управления, энергоэффективный резонансный режим, пропорционально-интегрально-дифференциальный режим управления, коэффициенты динамичности по току и скорости, повышение производительности бурения.

Номер: 10
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
UDK: 62-83
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-10-0-223-234
Авторы: Ляхомский А. В., Фащиленко В. Н.

Информация об авторах: Ляхомский Александр Валентинович — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: lav.eegp@mail.ru, Фащиленко Валерий Николаевич — д-р техн. наук, профессор, e-mail: vnf48@mail.ru, МГИ НИТУ «МИСиС». Для контактов: Ляхомский А.В., e-mail: lav.eegp@mail.ru.

Библиографический список:

1.     Фащиленко В. Н. Теория управляемого электромеханического резонанса. Монография. Ч. 1. — Saarbrücken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. — 101 р.

 

2.     Пейль Н. Г. Обоснование и выбор структур управления электроприводами исполнительных органов горных машин в энергосберегающих режимах: Дис. … канд. техн. наук. — М.: МГУ, 2007. — 179 с.

 

3.     Фащиленко В. Н., Пейль Н. Г., Белых Р. А. К вопросу построения схемы управления ЭМС вращателя бурового станка в резонансном режиме на базе микропроцессорной техники // Горный информационный аналитический бюллетень. — 2011. — ОВ 4. — С. 167—177.

 

4.     Кулаковский Ю. М., Аристов А. В. Определение влияния параметров источника питания на резонансный режим работы вентильного электропривода колебательного движения // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Энергетика. — 2018. — № 1. — С. 133—139.

 

5.     Никулин О. В., Шабанов В. А. Компьютерная модель регулятора подачи долота на основе двигателя постоянного тока и ферропорошкового тормоза // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. — 2017. — № 3—4. — С. 184—194.

 

6.     Ляхомский А. В., Фащиленко В. Н. Теория и практика разработки энергоэффективного электропривода вращателя станков шарошечного бурения / Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу — АЭП-12. — Иваново: Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина, 2012. — С. 579—583.

 

7.     Пейль Н. Г. Сравнительный анализ работы одномассовых и двухмассовых электромеханических систем рабочих органов в резонансном режиме // Горный информационный аналитический бюллетень. — 2006. — № 7. — С. 331—337.

 

8.     Решетняк С. Н. К вопросу исследования резонансных режимов электромеханической системы буровых станков // Приволжский научный вестник. — 2013. — № 11(27). — С. 70—74.

 

9.     Решетняк С. Н. Актуальность исследования резонансных режимов работы электромеханической системы буровых станков // Горные науки и технологии. — 2014. — № 1. — С. 83—86.

 

10.    Решетняк С. Н. Перспективы применения пространственно-векторной модуляции в системе электроприводов пластинчатого питателя // Электротехнические и информационные комплексы и системы. — 2016. — Т. 12. — № 2. — С. 35—40.

 

11.    Сафонов Ю. М., Благодаров Д. А., Шевырёв Ю. В., Оливетский И. Н. Влияние частотно-регулируемого электропривода на динамические нагрузки в колонне бурильных труб при геологоразведочном бурении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2010. — № 3—3. — С. 235—239.

 

12.    Мелентьева И. А., Немчинов Р. А., Егоров А. Н. Анализ современных систем автоматизированного электропривода машин и установок горного производства / X Международная студенческая электронная научная конференция «Студенческий Научный форум — 2018», Москва, 15—20 февраля 2018 г. — М.: ООО «Научно-издательский центр «Академия Естествознания», 2018. https://elibrary.ru/item.asp?id=36349355.

 

13.    Kuznetsov N. M. Monitoring the quality of electric power in power grids // International Journal of Applied and Fundamental Research. 2016, no 2, p. 16. https://elibrary.ru/item.asp?id=28122691.

 

14.    Khrebtova O., Sergienko S. Investigation of the properties of electric drive hoist the dam”s shutter // Електромеханiчнi I енергозберiгаючi системи. 2012, no 4 (20), pp. 63—69.

 

15.    Iov I. A., Iov A. A. Investigation of control system of traction electric drive with feedbacks on load / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 11. «International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2017 — The Electric Drive in Mechanical Engineering», 2018, p. 052023.

Подписка на рассылку

Подпишитесь на рассылку, чтобы получать важную информацию для авторов и рецензентов.