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

Система может выполнять как одну, так и нескольк'о основных и дополнительных функций. В связи с этим ЭТТ не должны ограни­

«Правилам изготовления взрывозащищенного и рудничного электро­ оборудования», а также ГОСТ, ГСП и другим руководящим

аварии или к потере возможности снятия напряжения с привода машины.

Температура окружающей авторегулятор среды может колебаться в очень широких пределах. Если система установлена вне машины, температура может колебаться в зависимости от времени года, ско­ рости вентиляционной струи, а при малом объеме корпусов аппа­ ратуры — от длительности включения системы. При размещении системы в корпусе машины температура может колебаться также в зависимости от изменения режима работы. Колебания температуры в этом случае будут наиболее резкими и параметры элементов схемы ав­ торегулятора могут изменяться в широких пределах. Поэтому ста­ билизация уставки системы с точностью 10% при установке авторе­ гулятора в корпусе машины должна обеспечиваться при колебаниях температуры в камере от 17 до 70° С, в то время как при размещении авторегулятора в отдельном взрывонепроницаемом корпусе до­ пустимый предел изменения температуры в корпусе, при которой обеспечивается точность стабилизации уставки 10%, составляет всего 1 7 - 4 0 ° С.

В связи с тяжелыми горногеологическими условиями работы

ния угля, геологическими нарушениями в пласте и т. п. Поэтому должна быть предусмотрена возможность изменения уставки в диапазоне, соответствующем рабочему диапазону скоростей машины.

При работе горных машин электрические параметры питающей сети могут изменяться в широких пределах. При этом максимально возможная уставка автоматического регулятора при принятии в качестве регулируемого параметра мощности определяется по формуле^(2-11). Если в качестве регулируемого параметра принят ток,

70

максимально возможная уставка может быть определена по следу­ ющей формуле:

Т^ У £

У3 Un COS ф

(3-1)

В связи с этим схема регулятора должна предусматривать ав­ томатическую коррекцию уставки в зависимости от изменений пара­ метров электрической сети. Однако полностью автоматический выбор уставки не может быть обеспечен, так как на одном и том же типе ком­ байна могут устанавливаться электродвигатели, имеющие различные технические характеристики. Поэтому до создания единого ряда электродвигателей допускается подбор максимально возможной ус­ тавки машинистом с последующей ее автоматической корректировкой при колебаниях напряжения сети.

Величина уставки тока автоматического регулятора нагрузки может быть определена в зависимости от параметров реальной уча­ стковой электрической сети и типа электродвигателя по номограм­ мам, приведенным на рис. 36.

Для упрощения номограммы рассчитаны и построены для шахт­ ной кабельной сети с сечением кабеля 50 мм2 . Для реальной кабель­

пересечения с кривой, соответствующей установленному на комбайне типу электродвигателя и соответствующей мощности трансформатора. Из точки пересечения проводим горизонталь до пересечения во вто­ ром квадранте с линией, соответствующей разности фактического напряжения холостого хода трансформатора £/0 и потерь напряжения в трансформаторе Д£7т Р . н и бронированном кабеле АС/б р . н от тока нагрузки всех электродвигателей участковой электрической сети,

71

б

Щ,в Іус.н,а

тора нагрузки в зависимости от напряжения электрической сети: 6 — 660 в

73

72

коэффициенту к, характеризующему степень колебаний фактической нагрузки двигателя при ручном регулировании скорости подач. Проводя из этой точки горизонталь до пересечения с осью ординат, получим величину уставки мощности автоматического регулятора Рус в киловаттах. Для получения величины уставки в амперах необхо­ димо продолжить проведенную горизонталь до пересечения со шкалой токов / у с . н , соответствующей номинальной величине напряжения сети. Для определения величины уставки тока / у с . ф авторегулятора нагрузки, соответствующей фактическому напряжению сети, не­

обходимо из точки L n p восставить перпендикуляр до пересечения с линией, соответствующей полученной в третьем квадранте величины мощности Рус. Проведя из этой точки горизонталь до пересечения с осью ординат, получим величину фактических потерь напряжения в сети АС7С.

Величина фактической уставки может быть определена по фор­

где UH — величина номинального напряжения сети.

• Построение номограмм для определения максимально допус­ тимой величины уставки мощности Рус автоматического регулятора производилось исходя из следующих положений. С учетом степени колебаний нагрузки электродвигателя величина мощности, которую фактически может нести электродвигатель комбайна, т. е. величина уставки мощности регулятора нагрузки, может быть определена по формуле

Построение номограмм для определения максимально допустимой величины уставки мощности Ру. м автоматического регулятора про­ изводилось согласно формуле (3-3).

Шкала величин уставок в амперах Іус. н , соответствующих но­ минальной величине напряжения сети U„, определяется по формуле

74

Технические характеристики горных машин предусматривают возможность их работы на пластах с переменной сопротивляемостью угля резанию. Изменение крепости разрушаемого массива оказывает сильное влияние на качество процесса регулирования, если в сис­ теме не предусмотрена соответствующая корректировка параметров. Качество процесса регулирования изменяется вследствие изменения при этом коэффициента передачи исполнительного органа и параме­ тров внешней динамики машины. Качество процесса регулирования горных машин определяется следующими основными параметрами:

а) временем, в течение которого продолжается переходный про­ цесс в САР, т. е. временем, при котором регулируемый параметр системы, выведенной из состояния равновесия, достигает нового ус­ тановившегося значения с заданной точностью. Это время опреде­ ляет быстродействие системы;

б) значением наибольшей величины отклонения регулируемого параметра в переходном режиме от нового установившегося значения; в) величиной установившегося отклонения регулируемой ве­

личины от заданного значения.

От быстродействия системы регулирования режимов работы гор­ ных машин зависит обеспечение надежности защиты элементов горных машин при технологических перегрузках, степень стабилизации регулируемого параметра при Гармоническом изменении возмуща­

в переходном режиме зависит степень перегрузки деталей и узлов машин при изменении величины возмущающего воздействия или изменении уставки регулятора.

Большинство САУ горных машин обеспечивает автоколебатель­ ный характер изменения регулируемого параметра. О степени вли­ яния крепости массива на качество процесса регулирования можно судить, исследовав эти системы с позиций качества. Одним из важных методов исследования таких систем является метод гармонического баланса.

Основная идея этого метода [81, 82] заключается в том, что рассматриваются режимы автоколебаний, которые предполага­ ются близкими к синусоидальным. Это справедливо для большинства автоматических систем горных машин, линейная часть которых яв­ ляется хорошим низкочастотным фильтром, пропускающим только колебания основной частоты и не пропускающим колебания высших гармоник. В первом приближении при расчете учитывается только первая гармоника. При расчете производится разложение нелиней­ ной функции в ряд Фурье; при этом ограничиваются членами первой кратности.

Для режима устойчивых допустимых автоколебаний регулируе­ мого параметра системы, амплитуда и частота автоколебаний этого параметра при работе регулятора может быть ориентировочно оп­ ределена аналитическим путем. Однако прежде необходимо методом расчета или моделирования убедиться в существовании в данной

75

системе устойчивых гармонических автоколебаний. После эксперимен­ тального определения отдельных коэффициентов системы можно для малых отклонений параметров объекта и системы определить влияние этих параметров на амплитуду и частоту автоколебаний по предла­ гаемым приближенным формулам.

Амплитуда автоколебаний мощности, потребляемой электро­ двигателем комбайна при работе релейного автоматического регуля­ тора нагрузки, может быть ориентировочно определена исходя и:«

tc — суммарное время наброса или сброса нагрузки при ра­ боте автоматического регулятора нагрузки;

tga — тангенс угла наклона характеристики системы подачи комбайна при разгоне,

где ДРі — зона нечувствительности электрической схемы авторегу­ лятора нагрузки к изменению величины регулируемого параметра (для двухпозиционных регуляторов ДРХ — ширина петли гистерезиса);

76

h — время изменения нагрузки в пределах зоны нечувстви­ тельности;

Рис. 37. Автоколебания нагрузки на машину при работе регулятора нагрузки

77

где tû — время изменения эксцентриситета насоса от 6М до 0 при вы­

можно по выражениям (3-10) и (3-17) найти пределы автоколебаний скорости подачи Д У „ . Ф-

78

Из формул (3-13), (3-20), (3-21) и (3-22) видна степень влияния того или иного переменного параметра на качество процесса регу­ лирования.

Параметр Вх, зависящий от сопротивляемости массива разруше­ нию исполнительным органом, величина чистого времени запазды­

этих параметров, необходимо в той же степени изменить другой пара­ метр. Время чистого запаздывания т 3 зависит от схемы и параметров регулятора. Необходимо стремиться, чтобы его величина была ми­ нимальной, поэтому изменять его в процессе работы нецелесо­ образно. Величины Вх и кх зависят от условий работы комбайна и непрерывно изменяются. Изменения этих величин для сохранения качества регулирования могут быть скомпенсированы изменениями коэффициентов усиления гидросистемы tgcci и tgaî..

Качество автоматического регулирования может ухудшаться при больших и при малых величинах tgax и tga^. При больших величи­ нах этих параметров возможна неустойчивая работа САР. При малых

Для автоматических регуляторов нагрузки, имеющих коррек­ тировку быстродействия сервопривода механизма подачи в зависи­

требляемой комбайном при холостом ходе машины, и некоторых других величин.

Аналогичным образом может быть определена угловая частота

79

или соответственно для AI

Значение tc можно определить из формул для симметричных гидросистем

80