Исследование динамики электропривода вращателя бурового станка шарошечного бурения с нечетким управлением
https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-78-88
Аннотация
Применение высокопроизводительных буровых станков требует особого внимания к разработке энергосберегающего электропривода при добыче полезных ископаемых открытым способом. Повышение коэффициента полезного действия и энергоэффективности бурового станка достигается при управлении электроприводом, позволяющим регулировать удельную резонансную частоту и ограничивать амплитуды тока и скорости. Основная идея работы заключается в применении нечетких регуляторов в системах автоматического регулирования режимами работы электропривода вращателя бурового станка шарошечного бурения. Использование нечетких регуляторов направлено на улучшение характеристик ПИ- и ПИД-регуляторов. Расчеты и моделирование переходных процессов с применением имитационных моделей в программном комплексе MatLab 7.11 Simulink позволили проводить достоверный анализ режимов работы электропривода вращателя бурового станка. При моделировании переходных процессов изменения скорости вращателя бурового станка с применением нечеткого регулятора обоснованы нечеткие переменные: рассогласование скорости вращения, скорость изменения рассогласования, напряжение задания по скорости. Проведенный анализ позволил установить терм-множества нечетких переменных и функции принадлежности каждому терм-множеству нечеткой переменной. Результаты выполненного моделирования показывают, что время регулирования переходных процессов изменения момента и тока двигателя вращателя при применении регулирования скорости вращателя нечетким регулятором с увеличением нагрузки в зависимости от крепости породы уменьшается в 2 раза. Внедрение системы автоматического регулирования скорости вращателя бурового станка с применением нечеткого регулятора позволяет снизить вибрацию бурового станка, обеспечить эффективную защиту двигателя вращателя от перегрузки, повысить надежность работы оборудования и производительность при бурении.
Об авторах
Н. М. Кузнецов
Кольский научный центр РАН
Россия
Россия
Николай Матвеевич Кузнецов – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Scopus ID 56252352900, ResearcherID G-3754-2017
г. Апатиты
И. Н. Морозов
Мурманский арктический государственный университет
Россия
Россия
Иван Николаевич Морозов – кандидат технических наук, доцент
Scopus ID 57210912468, ResearcherID W-4918-2018
г. Мурманск
Список литературы
1. Овсянников Н. Б., Пичуев А. В. Методы прогнозирования электрической нагрузки на горнодобывающих предприятиях. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015;(1):292–296.
2. Клюев Р. В., Босиков И. И., Гаврина О.А., Ляшенко В. И. Оценка эксплуатационной надежности электроснабжения развивающихся участков добычи руд на высокогорном руднике. Горные науки и технологии. 2021;6(3):211–220. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-3-211-220
3. Садридинов А. Б. Анализ энергетических показателей работы горнопроходческих комплексов угольной шахты. Горные науки и технологии. 2020;5(4):367-375. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-4-367-375
4. Petrov V., Sadridinov A., Pichuev A. Analysis and modeling of power consumption modes of tunnelling complexes in coal mines. In: E3S Web of Conferences. Vth International Innovative Mining Symposium. 18 June 2020. 2020;174:01006. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017401006
5. Petrov V., Kuznetsov N., Morozov I. Experimental studies of energy technology indicators during ore crushing at a processing plant. In: 2020 IEEE International Conference on Advent Trends in Multidisciplinary Research and Innovation (ICATMRI). 2020. Pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/ICATMRI51801.2020.9398320
6. Егоров А. Н., Семенов А. С., Харитонов Я. С., Федоров О. В. Анализ эффективности применения частотно-регулируемого электропривода в условиях алмазодобывающих предприятий. Горный журнал. 2019;(2):77–82. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.02.16
7. Кузнецов Н. М., Щуцкий В. И. Рациональное электропотребление на горнодобывающих и горно-обогатительных предприятиях. Апатиты: Кольский научный центр Российской академии наук, 1997. 211 с.
8. Фащиленко В. Н., Решетняк С. Н. Исследование резонансного режима работы электропривода горных машин. Горный журнал. 2017;(7):80–83. https://doi.org/10.17580/gzh.2017.07.15
9. Фащиленко В. Н., Решетняк С. Н. Синтез электромеханической системы органов резания горных машин при резонансном режиме работы. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(S29):39–47. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-12-29-39-47
10. Шевырева Н. Ю. Влияние на качество электроэнергии ступенчатого фильтро-компенсирующего устройства при работе буровых установок с частотно-регулируемым электроприводом. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015;(1):408–415. URL: https://www.giab-online.ru/files/Data/2015/01/65_408-415_Shevyreva.pdf
11. Shevyrev Y.V., Pichuev A.V., Shevyreva N. Y. Improving energy performance in networks with semiconductor converters. In: 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 25–29 March 2019. Sochi, 2019. Pp. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICIEAM.2019.8743020
12. До Т. Л. Исследование, оценка и предложения по решению проблемы качества электроэнергии для системы электроснабжения глиноземного завода в Лам Донге, Вьетнам. Горные науки и технологии. 2021;6(2):121–127. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-2-121-127
13. Кузнецов Н. М., Морозов И. Н. Синтез нечеткого регулятора производительности главной вентиляционной установки рудника. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018;(S48):336–345. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-11-48-336-345
14. Морозов И. Н., Кириллов И. Е. Использование теории нечетких множеств при построении автоматизированной системы регулирования процесса измельчения горно-обогатительных предприятий. Труды Кольского научного центра РАН. 2016;(6–7):141–147. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-teorii-nechetkih-mnozhestv-pri-postroenii-avtomatizirovannoy-sistemy-regulirovaniyaprotsessa-izmelcheniya-gorno
15. Жуковский А.А, Нанкин Ю.А., Сушинский В.А. Привод и системы управления буровых станков для карьеров. М.: Недра; 1990. 223 с.
Рецензия
Для цитирования:
Кузнецов Н.М., Морозов И.Н. Исследование динамики электропривода вращателя бурового станка шарошечного бурения с нечетким управлением. Горные науки и технологии. 2022;7(1):78-88. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-78-88
For citation:
Kuznetsov N.M., Morozov I.N. Behaviour of electric drive of roller-bit drilling rig swivel head with fuzzy control. Mining Science and Technology (Russia). 2022;7(1):78-88. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-78-88
Просмотров:
591
Послать статью по эл. почте 