Совершенствование системы многодвигательного двухбарабанного электропривода ленточного конвейера на основе измерения его тягового фактора

Исследуется тяговый фактор многодвигательного двухбарабанного асинхронного частотно-регулируемого электропривода ленточного конвейера. Актуальность работы обусловлена наличием проблемы неравномерной нагрузки привода шахтных угольных конвейеров с регулируемой скоростью, сказывающейся на эффективности его эксплуатации. Поставлена задача усовершенствования рассматриваемого электропривода средствами внедряемой системы автоматического управления с целью уменьшить неравномерность нагрузки каждого электроприводного агрегата и тем самым повысить технологическую и энергетическую эффективность установки. В качестве объекта, подходящего для исследования работы многодвигательных электромеханических систем многобарабанных приводов, выбран шахтный ленточный конвейер 2Л100У-01. Основным методом исследования является компьютерное моделирование статических и динамических режимов работы объекта в MATLAB/Simulink. В разработанной модели автором предложена алгоритмическая реализация измерения распределения тяговых усилий и тяговых факторов всех приводных барабанов, а также структурная схема системы выравнивания нагрузок между всеми двигателями частотно-регулируемого электропривода с прямым управлением моментом. Экспериментальные результаты исследования подтверждают способность разработанной системы обеспечить как устойчивое соотношение тяговых усилий приводных барабанов, так и выравнивание мощности двигателей с точностью до 1,8%, в отличие от режима регулирования привода только по скорости. Сделаны выводы о целесообразности предлагаемого подхода к совершенствованию систем многодвигательного электропривода конвейеров.

Дзюин Д. В. Совершенствование системы многодвигательного двухбарабанного электропривода ленточного конвейера на основе измерения его тягового фактора // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 8. – С. 167–178. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_8_0_167.

Дзюин Дмитрий Владленович — аспирант, ассистент, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, e-mail: dzyuin.d@gubkin.ru, ORCID ID: 0009-0007-0411-9948.

1. Корнеев С. В., Зотов В. А., Доброногова В. Ю., Долгих В. П. Система автоматического регулирования скорости шахтных ленточных конвейеров с упреждением // Наукоемкие технологии и оборудование в промышленности и строительстве. — 2020. — № 21 (64). — С. 61—67.

2. Wang L., Li H., Huang J., Zeng J., Tang L., Wu W., Luo Y. Research on and design of an electric drive automatic control system for mine belt conveyors // Processes. 2023, vol. 11, no. 6, article 1762. DOI: 10.3390/pr11061762.

3. He D., Liu X., Zhong B. Sustainable belt conveyor operation by active speed control // Measurement. 2020, vol. 154, article 107458. DOI: 10.1016/j.measurement.2019.107458.

4. Овсянников Д. С., Шпрехер Д. М. Согласованное управление многодвигательным электроприводом скребкового конвейера // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. — 2025. — Т. 68. — № 1. — С. 49—57. DOI: 10.17213/0136-3360-2025-1-49-57.

5. Vasić M., Miloradović N., Blagojevic M. Speed control of high power multiple drive belt conveyors // Research and Development in Heavy Machinery. 2021, vol. 27, no. 1, pp. 9—15. DOI: 10.5937/IMK2101009V.

6. Bebic M. Z., Ristic L. B. Speed controlled belt conveyors: drives and mechanical considerations // Advances in Electrical and Computer Engineering. 2018, vol. 18, no. 1, pp. 51—60. DOI: 10.4316/AECE.2018.01007.

7. Алиев С. Б., Брейдо И. В., Данияров Н. А., Келисбеков А. К. Управление распределением нагрузок между электроприводами многодвигательного пластинчатого конвейера при бесперегрузочной доставке угля в условиях открытых горных работ // Уголь. — 2020. — № 9 (1134). — С. 14—17. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-9-14-17.

8. Кубрин С. С., Решетняк С. Н. Имитационное моделирование режимов технологического оборудования комплексно-механизированного забоя высокопроизводительной угольной шахты в программе MATLAB // Электротехнические и информационные комплексы и системы. — 2021. — Т. 17. — № 1. — С. 120—130. DOI: 10.17122/1999-5458-2021-17-1-120-128.

9. Эшмуродов З. О. Исследование факторов влияющие на эффективность работы ленточных конвейеров горнотранспортных систем // Journal of Advances in Engineering Technology. — 2024. — № 3 (15). — С. 42—49.

10. Jurdziak L., Bajda M. Balancing load and speed: A new approach to reducing energy use in coal conveyor systems // Energies. 2025, vol. 18, no. 17, article 4716. DOI: 10.3390/en18174716.

11. Wheatley G., Rubel R. I. Analysis of conveyor drive power requirements in the mining industry // Acta Logistica. 2021, vol. 8, no. 1, pp. 37—43. DOI: 10.22306/al.v8i1.200.

12. Тарамов Ю. Х., Эльмурзаев А. А., Цамаева П. С., Кривенко А. Е., Зотов В. В. Анализ и перспективы модификаций привода ленточных конвейеров // Вестник ГГНТУ. Технические науки. — 2025. — Т. XXI. — № 1 (39). — С. 71—78.

13. Yuan Y., Qu W., Zhou L., Zhang A., Bai Y., Wang M. Energy-saving speed control of mining belt conveyor based on second-order linear self-immunity // AIP Advances. 2025, vol. 15, no. 7, pp. 1—12. DOI: 10.1063/5.0271984.

14. Zhou Q., Gong H., Sun W., Yan Q., Shi K., Du G. Active speed control of belt conveyor with variable speed interval based on fuzzy algorithm // Journal of Electrical Engineering & Technology. 2024, vol. 19, no. 3, pp. 1499—1513. DOI: 10.1007/s42835-023-01647-0.

15. Ji J., Miao C., Li X., Liu Y. Speed regulation strategy and algorithm for the variable-belt-speed energy-saving control of a belt conveyor based on the material flow rate // Plos One. 2021, vol. 16, no. 2, article e0247279. DOI: 10.1371/journal.pone.0247279.

16. Котин Д. А., Сухинин С. Е. Способы минимизации тягового фактора ленточного конвейера // Горное оборудование и электромеханика. — 2023. — № 1 (165). — С. 24—32. DOI: 10.26730/1816-4528-2023-1-24-32.

17. Конопляник И. А. Определение коэффициентов динамичности и запаса прочности ленточного конвейера в зависимости от применяемой системы привода // Горная механика и машиностроение. — 2011. — № 2. — С. 84—91.

18. Усупов С. С. Современное представление о передаче тягового усилия приводным футерованным барабаном ленточного конвейера // Инновационная наука. — 2025. — № 5-2. — С. 73—75.

19. Дзюин Д. В., Дмитриева В. В. Система частотно-регулируемого многодвигательного электропривода шахтного ленточного конвейера с прямым управлением моментом // Горное оборудование и электромеханика. — 2025. — № 3 (179). — C. 3—13. DOI: 10.26730/1816-4528-2025-3-3-13.

20. Шабо К. Я. Особенности функционирования многодвигательных электроприводов и их моделирование // Интернет-журнал «Науковедение». — 2017. — Т. 9. — № 5. — С. 49.

21. Zhang X., Hu H., Wang H., Wang Z. Overview of position synchronous control technology for multi-motor system // Systems Science & Control Engineering. 2024, vol. 12, no. 1, article 2427074. DOI: 10.1080/21642583.2024.2427074.