книги из ГПНТБ / Глушко В.В. Характеристики режимов работы горных машин и их автоматическое управление

Д л я данного случая: m, (t) — 94 а;

Рис. 26. Диаграммы тока электродвигателя ком­ байна МКМ-1:

а—при нормальной работе; б—при встрече исполнительным органом твердого прослойка в, г — при встрече исполнитель­ ным органом твердых включений

Соответственно регулируемый параметр описывается функцией

При работе комбайнов, имеющих многоэлементный исполнитель­ ный орган, возможно существование вынужденных колебаний нескольких частот. В зависимости от условий работы колебания од­ ной из частот могут преобладать. Так, например, при работе комбай­ на 2К52 при его движении снизу вверх преобладают вынужденные колебания с частотой, соответствующей угловой частоте вращения нижнего шнека. Момент Мл на валу двигателя будет меняться со­ гласно формуле

во

На рис. 26, б изображена диаграмма регулируемого параметра — тока электродвигателя комбайна при встрече исполнительным орга­ ном твердого прослойка, т. е. при скачкообразном изменении внеш­ него воздействия.

где Ui и U2 — напряжение питания соответственно до и после его изменения.

При подключении автоматического регулятора непосредственно к зажимам электродвигателя возникают дополнительные колебания напряжения, обусловленные колебаниями нагрузки электродвига­ теля комбайна. Частота этих колебаний напряжения регулятора со­ впадает с частотой колебаний нагрузки электродвигателя. Однако эти колебания существенного влияния на работу САР не оказывают.

Аналогичные колебания возникают при питании привода горной машины и регулятора от пневматической или гидравлической сети.

Внешние воздействия в виде импульса возникают в момент встре­ чи исполнительного органа с малыми включениями колчедана, при

62

разрушении исполнительным органом больших кусков угля, при их заклинивании между исполнительным органом и погрузочным щит­ ком. Воздействия такого рода возникают и при срабатывании защитных средств (предохранительного клапана гидросистемы, предохранительных муфт и т. п.), при пуске мощных электро­ двигателей центрального водоотлива и т. д.

Рис. 27. Характер изменения напряжения сети

На рис. 26, в и г показаны возможные импульсные изменения ре­ гулируемой величины при встрече исполнительным органом твердых включений. Эти изменения описываются уравнением

Импульсное изменение напряжения сети показано на рис. 27

Другие виды внешних воздействий возникают при случайном из­ менении параметров питания за счет колебаний напряжения, за­ тупления резцов исполнительного органа и т. п.

Переменные внешние воздействия, приложенные к регулятору и вызывающие переходные процессы в САР горных машин, могут возникать в следующих случаях:

1. При перенастройке САР на новое значение регулируемой ве­ личины изменением уставки регулятора машинистом или корректи­ рующими звеньями САР (рис. 28).

63

Д ля большинства систем автоматического регулирования, для которых соблюдается неравенство

150 г-Р,к.йт

Рис. 28. Переходный режим в САР при из­ менении уставки регулятора комбайна ЛГД

и для которых переходный процесс апериодический, процесс регули­ рования при перенастройке будет описываться уравнением вида

2. При включении САР в момент включения комбайна в работу или при переходе с ручного на автоматическое управление режимом работы машины.

При переходе с ручного на автоматическое управление горная машина уже имела какую-то нагрузку. В момент включения регуля­ тора имеет место начальное рассогласование между фактическим и требуемым значениями регулируемой величины, чем и вызывается переходной режим (рис. 29). В этом случае процесс описывается тем же уравнением, что и при перенастройке регулятора.

В случае включения горной машины совместно с регулятором (рис. 30) он участвует в процессе разгона объекта до номинального режима.

64

Приведенные уравнения, описывающие характер изменения ве­ личины регулируемого параметра и напряжения питания регулятора (или другого параметра питания регулятора) в период работы САР

Л кбт

Рис. 29. Переходный режим в САР при переходе с ручного на автоматическое управление

6

Р,к6т,

горных машин при возникновении различных внешних воздействий на объект регулирования или автоматический регулятор, могут быть использованы при исследованиях САР горных машин на электро­ динамических моделях и электронных моделирующих установках в условиях, близких к реальным.

При этом различные возмущения должны прикладываться к раз­ ным звеньям САР горных машин.

Внешние воздействия, связанные с изменениями сил сопротив­ ления резанию, должны прикладываться к звену, соответствующему рабочему процессу горной машины. Изменения параметров питания привода горной машины должны учитываться путем соответству­ ющих изменений величин уставок регуляторов. Воздействия, свя­

Р.кбт 150 г*

100 У

50 h

Рис. 31. Диаграмма мощности комбайна К-101 при регулиро­ вании скорости подачи:

1 — автоматическом; г — ручное

могут быть упрощены за счет составляющей колебаний сил сопро­ тивления, обусловленных процессом стружкообразования. Прак­ тически безынерционные электрические схемы автоматических ре­ гуляторов нагрузки (например, САДУ-2) реагируют на все учтенные формулами изменения величины регулируемого параметра. Оба управляемых вентиля периодически открываются, а срабатывание электрогидравлического золотника в ту или иную сторону зависит от соотношения времени открытия и закрытия каждого вентиля.

Пульсирование с большой частотой и с переменным знаком на­ пряжения на выходе схемы сравнения приводит к изменению быстро­ действия электрогидравлического золотника по сравнению с услови­ ями, когда высокочастотная составляющая отсутствует. Для этих схем сигнал при моделировании должен имитироваться в полном со­ ответствии с приведенными формулами.

С учетом уравнений (2-66) и (2-69) уравнение нагрузок на испол­ нительный орган машины может быть записано в следующем виде:

€6

Г л а в а 3

ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

§ 1. НАУЧНО ОБОСНОВАННЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К САУ

Научно обоснованные эксплуатационно-технические требования (ЭТТ) к САУ режимами работы горных машин должны направлять исследователей на создание высоконадежных САУ, обеспечивающих

получение максимального технико-экономического эффекта от при­ менения систем при одновременном повышении безопасности работ [44, 60, 62].

Исследования показали, что различные параметры, характери­ зующие работу горной машины, оказывают различное влияние на технико-экономическую эффективность автоматического управления

68

режимами. На рис. 32—34 показаны зависимости производительности

(y p/y n = opt, yp/yK = opt).

4. Обеспечение работы гидротурбинного и другого аналогичного привода в зоне его максимального к. п. д.

(т) = max).

Кроме основных функций, САР может выполнять ряд дополни­ тельных, например, стабилизацию в определенных условиях скорости подачи машин, количества выделяемого из лавы газа, температуры обмоток двигателя или масла гидросистемы, успокоение колебаний корпуса и т. п.

(ѵп= const, Qr — const, t — const).

69