Системы автоматического управления взаимосвязанными электроприводами мощных экскаваторов (197,40 руб.)

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Библиотека научных разработок и проектов НИУ МГСУ М.А. Гордеев-Бургвиц СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗАННЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ МОЩНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ Учебное пособие Москва 2014

Стр.1

УДК 621.879.323 ББК 32.965 Г67 СЕРИЯ ОСНОВАНА В 2008 ГОДУ Рецензенты: доктор технических наук, профессор Г.Е. Иванченко, академик МАИН; доктор технических наук, профессор К.Я. Вильданов, член-корреспондент Академии электротехнических наук Монография рекомендована к публикации научно-техническим советом МГСУ Гордеев-Бургвиц, М.А. Г67 Системы автоматического управления взаимосвязанными электроприводами мощных экскаваторов : монография / М.А. Гордеев-Бургвиц ; М-во образования и науки Росс. Федерации, Моск. гос. строит. ун-т. Москва : МГСУ, 2014. 208 с. (Библиотека научных разработок и проектов НИУ МГСУ). ISBN 978-5-7264-0892-7 Рассмотрены способы и технические средства предотвращения тяжелых аварий и повышения безопасности работы мощных шагающих экскаваторов с практикой внедрения разработанных систем. Обоснована постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Описаны найденные алгоритмы управления взаимосвязанными электроприводами, способы управления и технические средства их реализации. Изложены схемные решения и примеры построения САУ электроприводами на основе получения информации о координатах рабочего органа драглайна. Даны результаты и анализ полевых испытаний изобретенных систем на действующих экскаваторах. Для конструкторов-разработчиков систем управления драглайнами. УДК 621.879.323 ББК 32.965 ISBN 978-5-7264-0892-7 © ФГБО У ВПО «МГСУ», 2014

Стр.2

Оглавление ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................... 5 Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ПУТИ ЕГО РЕШЕНИЯ .......................................10 1.1. Предпосылки автоматизации рабочего цикла экскаваторов ..........10 1.2. Критический анализ известных систем управления электроприводами подъема и тяги в процессе автоматического транспортирования ковша драглайна ..............................................12 1.3. Критический анализ известных систем защиты от растяжки .........20 1.4. Цель, задачи и методы исследований ...............................................29 Глава 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ В ПРОЦЕССЕ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ КОВША ..............................................32 2.1. Анализ способов и средств получения информации о положении ковша ...........................................................................32 2.1.1. Непосредственное измерение координат ковша с помощью датчиков угловых и линейных перемещений ....33 2.1.2. Реализация способа получения информации о положении ковша без непосредственного измерения его координат ....36 2.2. Разработка и исследование способов и систем управления электроприводами подъема и тяги в процессе транспортирования ковша в функции длин канатов .......................39 2.2.1. Аналоговая система с линейными датчиками ......................44 2.2.2. Аналоговая система с нелинейными датчиками ..................46 2.2.3. Цифроаналоговая система автоматического управления транспортированием ковша (ЦАСАУТК) ............................53 2.3. Исследование и разработка способа и системы управления электроприводами в режиме транспортирования ковша в функции нагрузок приводов ..........................................................61 2.4. Разработка системы управления электроприводами в режиме растяжки ковша .................................................................................68 Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ В ПРОЦЕССАХ ЗАЩИТЫ ОТ РАСТЯЖКИ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ КОВША ..........................................77 3.1. Математическое описание систем управления электроприводами в режиме защиты от растяжки и при автоматическом транспортировании ковша ..........................78 3.1.1. Двигатели ...............................................................................79 3.1.2. Тиристорный преобразователь ..............................................80 3.1.3. Регулятор тока ........................................................................80 3.1.4. Звено ограничения ................................................................81 3.1.5. Регулятор напряжения ...........................................................81 3.1.6. Уравнение суммы длин канатов ............................................82 3

Стр.3

3.1.7. Сельсины-датчики суммы длин канатов ..............................82 3.1.8. Магнитный усилитель системы защиты от растяжки (УР) ....................................................................83 3.1.9. Система автоматического транспортирования ковша .........85 3.1.10. Полное уравнение САУТК и защитой от растяжки .............85 3.2. Синтез и качество переходных процессов систем автоматизации и защиты от растяжки ..............................................87 3.2.1. Вывод аналитического выражения верхней границы зоны выбора варьируемых параметров .................................99 3.2.2. Построение переходных процессов ....................................102 3.3. Исследование динамики систем управления электроприводами в процессе транспортирования ковша математическим моделированием на ЦВМ ...............................................................104 3.3.1. Исследование на ЦВМ аналоговой системы автоматического управления транспортированием ковша в функции длин канатов ...........................................104 3.3.2. Исследование на ЦВМ цифроаналоговой САУ транспортированием ковша (ЦАСАУТК) экскаватора ЭШ 75.85 ..............................................................................110 3.3.3. Исследование динамики САУТК в функции нагрузок приводов моделированием на ЦВМ ...................................118 Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ В ПРОЦЕССЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ КОВША И ЗАЩИТЫ ОТ РАСТЯЖКИ .............................................................................126 4.1. Разработка устройства для записи траекторий движения ковша драглайна .........................................................................................126 4.2. Экспериментальное исследование системы защиты от растяжки ......................................................................................129 4.3. Экспериментальное исследование системы управления электроприводом тяги при автоматическом транспортировании ковша в функции длин канатов ......................................................138 4.4. Экспериментальное исследование системы управления электроприводом тяги при автоматическом транспортировании ковша в функции нагрузок приводов .............................................145 4.5. Технико-экономическая эффективность внедрения системы автоматического управления процессом транспортирования ковша экскаватора ЭШ 100.100 ......................................................151 4.6. Технико-экономическая эффективность внедрения системы защиты стрелы от растяжки на серийных экскаваторах ЭШ 15/90A .......................................................................................152 3АКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................153 Библиографический список .........................................................................156 ПРИЛОЖЕНИЯ ...........................................................................................173

Стр.4