Мета роботи – оцінити можливість застосування привода змінного струму на базі асинхронного двигуна (АД) з короткозамкненим ротором для механізму повороту кар’єрного екскаватора.
Кар'єрні екскаватори використовуються для проведення розкривних робіт при розробці корисних копалин. Механізми й електрообладнання екскаваторів працюють у вкрай тяжких умовах експлуатації. Останнім часом помітна тенденція переходу до асинхронного електропривода для екскаваторних механізмів. Це пов'язане з тим, що асинхронні двигуни мають високі експлуатаційні показники, а сучасні перетворювачі та системи векторного керування можуть забезпечити потрібні статичні та динамічні властивості електропривода.
Застосування принципу векторного керування асинхронним двигуном дозволяє створювати високодинамічні системи електроприводу широкого застосування з практично будь-яким потрібним діапазоном регулювання швидкості. Векторне управління призване забезпечити закон частотного керування Ψ2=const, отож, потрібні статичні та динамічні властивості електроприводу шляхом використання розподільного регулювання механічними (момент, швидкість), і магнітними (магнітний потік або потокозчеплення) координатами.
Для привода механізму повороту можна запропонувати два однакових АД з короткозамкненими роторами, які мають жорсткий кінематичний зв'язок між собою. Кожен з двигунів має свою систему векторного керування з орієнтацією за потокозчепленням ротора.
Виходячи з вимог які ставляться до привода механізму повороту – у систему керування додається зовнішній спільний контур регулювання положення. Доцільно застосовувати лінійний регулятор положення, а нелінійність об’єкта керування врахувати в нелінійному задатчику положення. Для отримання астатизму за збурюючим впливом, тобто нульової помилки за положенням Δφc=0 потрібно використовувати пропорційно-інтегральний регулятор швидкості, одним із варіантів налагодження є – симетричний оптимум.
В многодвигунних приводах однією з важливих задач системи керування є забезпечення рівності навантажень двигунів, якщо вони однакової потужності, або розподіл навантажень пропорційно їх потужностям. Для вирішення цієї задачі необхідно застосовувати ланку, що корегує навантаження. Корекцію навантажень найкраще здійснювати через регулятори швидкості із тієї причини, що саме вони виробляють завдання на моментний струм.
Функціональна схема запропонованого електропривода зображена на рис.1.



На функціональній схемі застосовується інкрементальний давач (ІД), який дозволяє отримувати інформацію про швидкість двигунів (ω1, ω2) та переміщення робочого органу φ.
За функціональною схемою можна скласти модель в пакеті MatLab. Для моделювання було обрано технічні данні кар’єрного екскаватору ЕКГ 4,6 в умовах ВАТ «Комсомольське рудоуправління». Результати моделювання наведені на рис.2 (великі переміщення) та рис.3 (середні переміщення).
Можна сформулювати таки особливості системи векторного керування для механізму повороту кар’єрним екскаватором:
1)система векторного керування з контуром положення асинхронним двигуном може забезпечити високодинамічні характеристики механізму повороту;
2)синтезована система керування забезпечує вирівнювання навантажень на двигунах при застосуванні додаткової корегуючої ланки;
3)для відпрацювання завданого переміщення з нульовою усталеною помилкою необхідно синтезувати пропорційно-інтегральні регулятори швидкості.



Результати роботи можуть бути використані при розробці нових електроприводів або модернізації існуючих для механізмів де потрібно регулювати положення робочого органу.

Перелік посилань: