В добычных работах используют передвижные конвейеры, для транспортировки материал от
активных лав до центрального околоствольного двора. Конвейеры должны легко монтироваться и демонтироваться, для
обеспечения снижения времени на цикл перемещения работ от отработанной лавы к новой лаве. Для того, чтобы увеличить
производительность шахты, длину лавы и скорость тоннажа необходимо увеличить. При исследовании проблемы материальных
затрат горные инженеры, пришли к выводам, что необходимы более длинные конвейеры, более высокие скорости тоннажа, за
счет чего снижаются затраты на оплату электроэнергии. Ниже изложенное исследование покажет, что снижение затрат для
стабилизации натяжения ленты конвейера может быть достигнуто за счет применения приводов переменный или постоянного тока,
а не за счет применения пассивных проектов на основе муфт. Ниже представлено короткое описание горного конвейера с
типичным вспомогательным шкивом.
Рисунок 1. Одиночный вспомогательный шкив конвейера
Механизм выключения шахтной конвейерной линии с одиночным шкивом состоит из ленты,
используемой для транспортировки материала, головного ш190 с регулируемой скоростью головного привода, вторичный шкив
с регулируемым натяжением вторичного привода, лебедка, управляемая накопителем, и концевой шкив (Рисунок 1).
Головной шкив определяет быстродействие конвейера и обычно комплектуется двигателем
переменного тока, который прямо связан с главными магистральными питателями переменного тока. Двигатель доведен до
требуемого размера и для того, чтобы вращаться на большой скорости напряжение на якоре немного ниже линейного напряжения
сети питателя. Механическая муфта используется, чтобы поступательно вывести скорость конвейера на рабочий режим, согласовав
с частотой вращения двигателя переменного тока. Регулирование частоты вращения достигнуто замкнутым контуром (SML),
который снабжает урезанную рекомендуемую(PREF) к контуру давления муфты (CPL). CPL может работать как открытый или
закрытый прижимной контур в зависимости от конфигурации муфты O.E.M. Вторичный шкив обычно формируется как двигатель
переменного тока, который работает почти таким же способом как и быстродействующий регулируемый шкив за исключением того,
что урезанная рекомендуемая (PREF) на контуре давления муфты снабжена закрытым контуром натяжения (TML) с обратной связью
от датчика нагрузки, которое показано на рисунке 1. Накопитель используется, чтобы запасти и разъединить конвейерную ленту,
столь же необходим, как и концевой шкив, перемещаемый вдоль разрабатываемой лавы. Лебедка типично приводится в движение
двигателем переменного тока или двигателем постоянного тока, который формируется как открытый контурный ток или регулятор
крутящего момента (логические схемы с переключателями тока). Рекомендуемый ток или вращающий момент определяют желательное
натяжение ленты в или около головного шкива. Концевой шкив не управляется, но разработан, чтобы легко перемещаться при
передвижке цикла добычи вдоль активной лавы.
| |
 |
|
Рисунок 2. Одномагистральная схема муфты, регулирующей натяжение горного конвейера.
При регулировании натяжения с помощью муфты, лента является всегда в состоянии проскальзывания, в результате нагревается, и это тепло постоянно генерируется в блоке муфты. Как описано выше, система охлаждения должна быть установлена на шкивах с достаточно высокими грузопотоками. Если используются привод постоянного тока или привод переменного тока, то регенеративная энергия, которая возникает при регулировании натяжения ленты, может быть возвращена в главные электрические питающие линии, как электрическая энергия, вместо этого эта энергия отводится в окружающую среду шахтного ствола как тепловая энергия. Рисунок 3 представляет одномагистральную диаграмму предложенной схемы.
Рисунок 3. Одномагистральная схема привода, регулируя натяжение горного конвейера.
Логические схемы с переключателями тока шкива должны быть разработаны с регенеративными блоками питания, чтобы учесть поток энергии от двигателя до главных питающих линий. Существенная экономия энергии и более чувствительная стабилизация натяжения может быть обоснована с точки зрения управления, если регулятор натяжения разработан с устойчивым и чувствительным закрытым контуром натяжения.
Реализация регулирования натяжения, показанного в архитектуре, описанной в рисунке 3 возможно только с ПИ-регулятором, что неизменно приведет к неустойчивому или чрезвычайно нестабильному контуру натяжения. ПИ-регулятор отдельно не может соответственно дать компенсацию низкочастотных амортизируемых резонансов электростанции, типа тех, которые возникают в применяемых конвейерах. Схема регулирования, которая соответственно дает компенсацию низкой частоты, амортизировала полюса и обеспечивает существенное усовершенствование в регулировании натяжения, так же как и существенное снижение затрат в оплате электроэнергии.
В разделе 2 разработана и проанализирована простая линейная модель конвейера. Разработаны передаточные функции, которые обеспечивают хорошую аппроксимацию электростанции с точки зрения регулирования натяжения. Эти передаточные функции снабжают базис для того, чтобы определить структуру регулятора в разделе 3. В разделе 4 представлено краткое энергетическое исследование, которое обосновывает энергосбережения при оплате за электроэнергию между по предложенным схемам. Раздел 5 завершается некоторыми наблюдениями и замечаниями.
2. ПОЛУЧЕНИЕ МОДЕЛИ КОНВЕЙЕРА
2.1 ТЕРМИНОЛОГИЯ
2.2 МОДЕЛИ КОНВЕЙЕРА
Рисунок 4. Линеаризованная модель заводского конвейера
Линеаризованная форма (1) из уравнения напряжения, описанного в [1], [2], и [3] и
уравнения равновесия момента двигателя (3) может быть объединена, чтобы показать приблизительную линейную модель конвейера
(рисунок 4 и 5). Модель предполагает работу с установленным количеством накопителей и пренебрегает нелинейной динамикой,
связанной с насыпным перемещением ленты и свойств откаточного материала как описано в [1].
