автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Снижение динамических нагрузок в электроприводах карьерных экскаваторов

На правах рукописи

Семыкина Ирина Юрьевна

СНИЖЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

Специальность 05 09 03 - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово - 2007

003062740

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет»

Научный руководитель -

кандидат технических наук, доцент Завьялов Валерий Михайлович Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор Пугачев Емельян Васильевич кандидат технических наук Соколов Игорь Александрович

Ведущая организация филиал «Вахрушевский угольный разрез» ОАО

«Угольная Компания «Кузбассразрезуголь»

Защита состоится 23 мая 2007 г в 1400 часов на заседании диссертационного

совета Д212102 01в Государственном образовательном учреждении высшего

профессионального образования «Кузбасский государственный технический

университет» по адресу

650026, г Кемерово, ул Весенняя, 28

Факс (3842)36-16-87

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет»

Автореферат разослан 20 апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

В Г Каширских

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Открытый способ добычи угля обладает более высокой по сравнению с подземным способом производительностью и более низкой себестоимостью Доля добычи угля открытым способом в Кузбассе составляет около 53 % Одним из наиболее значимых элементов в комплексе открытой добычи угля являются карьерные экскаваторы, в связи с чем задача повышения эффективности их работы является актуальной

Карьерные экскаваторы работают в условиях высоких динамических нагрузок, вызванных различными факторами, такими как резкопеременный характер нагрузки на режущей кромке ковша, действия машиниста, наличие в механической подсистеме упругих элементов и т д В процессе работы суммарное действие данных факторов вызывает механические напряжения в элементах механической подсистемы карьерного экскаватора, существенно превышающие их средние значения

Эффективным способом снижения динамических нагрузок является использование возможностей систем управления электроприводов экскаватора, обеспечивающих требуемый уровень и характер изменения механических напряжений в элементах трансмиссии

Электроприводы серийно выпускаемых в России карьерных экскаваторов построены на базе двигателей постоянного тока с системой подчиненного регулирования, где основными регулируемыми переменными являются угловая скорость двигателя и ток в цепи якоря Такие системы управления в рабочем диапазоне нагрузок поддерживают угловую скорость вала двигателя на заданном уровне, а в случае перегрузок ток цепи якоря ограничивается допустимым стопорным значением Однако в этом случае ограничивается только величина электромагнитного момента двигателя, в то время как механические напряжения в элементах трансмиссии, в связи с наличием упругих звеньев, могут существенно превышать значения, соответствующие номинальному режиму работы Вопросами создания автоматизированных систем управления электроприводов экскаваторов, оптимизации экскаваторного электропривода и ограничения динамических нагрузок занимались В И Ключев, Ю А Буль, В И Яковлев, В П Ломакин, Д А Каминская, В Я Ткаченко, П Д Гаврилов, Е К Ещин, С Г Филимонов, М Б Носырев, С Н Скобцов, Г Я Пятибратов и многие другие ученые

Вопросам формирования нагрузок в звеньях карьерного экскаватора посвящены работы Д П Волкова, Б В Ольховикова, А Б Розенцвайг, Н А Копы-сова, Н Г Домбровского, Р Ю Подэрни и др

Несмотря на большой объем проведенных работ в области снижения динамических нагрузок в механической подсистеме электроприводов карьерных экскаваторов, данный вопрос до конца не исследован, поэтому актуальной задачей является разработка системы управления электроприводов экскаватора, позволяющих управлять динамическим состоянием его трансмиссии

Дель работы - снижение динамической нагруженности элементов трансмиссии электроприводов подъема и напора карьерных экскаваторов

Идея работы заключается в использовании возможностей регулируемого асинхронного электропривода для управления состоянием механической подсистемы приводов напора и подъема карьерного экскаватора, обеспечивающего снижение динамических нагрузок

Задачи работы:

- разработка математической модели электроприводов подъема и напора карьерного экскаватора, учитывающей изменение их параметров в процессе копания,

- разработка компьютерной модели электроприводов подъема и напора карьерного экскаватора,

- разработка системы управления электроприводов подъема и напора карьерного экскаватора, обеспечивающей снижение динамических нагрузок,

- исследование влияния разработанной системы управления на динамические процессы, протекающие в электроприводах карьерного экскаватора

Методы исследований. Научные и практические результаты диссертационной работы получены с использованием

- теории обобщенной электрической машины для анализа динамических процессов, протекающих в асинхронных двигателях,

- методов разработки математических моделей механических систем с использованием уравнения Лагранжа,

- методов синтеза регуляторов, основанных на алгоритме скоростного градиента и на синергетической теории управления,

- компьютерного моделирования с использованием численного решения систем дифференциальных уравнений

Основные научные положения.

1 Асинхронный двигатель с регулятором электромагнитного момента, синтезированным на основе метода скоростного градиента, является безынерционным источником момента для электроприводов карьерного экскаватора

2 Снижение динамических нагрузок в электроприводах карьерного экскаватора достигается путем регулирования упругих сил с использованием безынерционного источника момента

3 Угловые скорости электродвигателей, положение и скорость ковша, упругие силы в трансмиссиях приводов напора и подъема для используемой расчетной схемы определяются в реальном времени на основе информации, содержащейся в значениях электромагнитных моментов и угловых положений валов электродвигателей

Научная иовизна.

1 Разработана математическая модель взаимосвязанных электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора

2 Исследованы динамические свойства асинхронного двигателя с регуляторами электромагнитного момента, позволяющие рассматривать их совокупность как безынерционный источник момента

3 Разработаны регуляторы упругих сил и регуляторы скорости для электроприводов напора и подъема карьерно1 о экскаватора, обеспечивающие ограничение динамических нагрузок в его трансмиссии

4 Разработан алгоритм идентификации состояния электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора

Практическая ценность работы состоит в том, что ее результаты могут быть использованы

- при построении систем управления электроприводов карьерных экскаваторов,

- для оценки статических и динамических нагрузок в элементах трансмиссии экскаватора на стадии проектирования,

- для мониторинга состоягшя электроприводов экскаватора в процессе его работы

Достоверность научных положений и выводов подтверждена результатами вычислительных экспериментов, правомерностью принятых исходных положений и допущений, сопоставлением результатов компьютерного моделирования с экспериментальными данными

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на Международной научно-технической конференции «Электротехнические преобразователи энергии», Томск, 2005 г, Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск, 2006 г, Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири», Кемерово, 2006 г, Всероссийской научно-практической конференции «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях», Новокузнецк, 2006 г и на научных конференциях Кузбасского государственного технического университета (г Кемерово, 2005-2006 гг.)

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ и получен патент на изобретение

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения, приложений и содержит 125 страниц текста, 51 рисунок, 11 таблиц и список литературы из 107 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, определены научная новизна и практическая ценность результатов исследований

В первой главе на основании статистических данных отказов карьерных экскаваторов показано, что большая часть их аварийных простоев вызвана выходом из строя механических элементов, среди которых существенную часть занимают отказы элементов приводов напора и подъема Основными причинами выхода из стоя механических элементов являются динамические нагрузки, вызванные взаимодействием ковша с забоем, ускоренным движением ковша, изменением масс и моментов инерции, а также динамическими процессами, протекающими в трансмиссии и обусловленными наличием упругих элементов,

например, таких как канат Существенное влияние на величину динамических нагрузок оказывают также действия машиниста экскаватора Механические напряжения в электроприводах экскаваторов, вызванные этими причинами, в 33,5 раза превышают свои средние значения

Снижение динамических нагрузок в элементах экскаватора может осуществляться посредством регулируемого электропривода Для серийно выпускаемых в России карьерных экскаваторов применяются электроприводы с унифицированной структурой, построенной на базе системы генератор - двигатель (Г-Д) или тиристорный преобразователь - двигатель (ТП-Д) с системой подчиненного регулирования (СПР), дополненной корректирующими обратными связями

Такая система управления электропривода разработана для одпомассовои расчетной схемы механической части, в результате чего переходные процессы в реальной механической подсистеме электроприводов экскаваторов носят колебательный характер

Основными путями снижения динамических нагрузок в электроприводах являются пассивное демпфирование колебаний, активное ограничение динамических нагрузок и регулирование усилий в исполнительных органах машин

При пассивном демпфировании колебаний демпфирующие возможности регулируемого электропривода оптимизируют путем реализации рациональных параметров его системы управления, чем обеспечивают наилучшие условия для безвозвратных потерь энергии механических упругих колебаний в электрических цепях электромеханической системы

Способы активного демпфирования упругих колебаний позволяют уменьшить амплитуду напряжений в упругих элементах передач электропривода за счет соответствующего изменения тока (момента) двигателя при резком изменении нагрузки

Существует достаточно большое количество работ, посвященных снижению динамических нагрузок как в электроприводах экскаваторов, так и других машин с упругими связями, но, несмотря на это, данный вопрос до конца не исследован

электроприводов подъема и напора Рис 2 Схематическое изображение

с

карьерного экскаватора

конструкции приводов экскаватора

В завершении первой главы сформулированы основные задачи, решаемые в диссертационной работе

Вторая глава посвящена разработке математической модели электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора, учитывающей их связь посредством ковша

Поскольку разрабатываемая система электроприводов ориентируется на использование асинхронных электродвигателей (АД), в работе использовалась математическая модель АД, полученная из уравнений обобщенной электрической машины

где и!а, Uip- составляющие по осям неподвижной системы координат (а, /?) вектора подводимого к статору напряжения, ¥1а, W2a, 'У2ft ~ составляющие векторов потокосцеплений статора и ротора соответственно, Rh R2- активные сопротивления статора и ротора соответственно, Z,/, L2 - индуктивности обмоток статора и ротора соответственно, Lm - взаимная индуктивность обмоток статора и ротора, со — угловая скорость вала двигателя, р - число пар полюсов

При разработке математической модели механической части этектропри-водов подъема и напора использовалась расчетная схема, показанная на рис 1, где J„ — суммарный приведенный момент инерции первой массы электропривода напора, включающий момент инерции ротора двигателя, муфты предельного момента, тормозного шкива, зубчатой передачи и напорного барабана, сн - приведенная жесткость канатов напорного механизма, J„ - суммарный приведенный момент инерции первой массы электропривода подъема, включающий момент инерции ротора двигателя, муфты предельного момента, тормозного шкива, зубчатой передачи и барабана подъемной лебедки, сп - суммарная приведенная жесткость канатов подъемного механизма, тр, тк, т„ - масса рукояти, ковша и породы соответственно, Мн - электромагнитный момент двигателя напора, приведенный к скорости напорного барабана, М„ - электромагнитный момент двигателя подъема, приведенный к скорости подъемного барабана, сон, со„ - угловые скорости первых масс приводов напора и подъема соответственно, FCH, Мсп - сила и момент сопротивления приводов напора и подъема соответственно, w - линейная скорость ковша, сок - угловая скорость ковша и рукояти

О)

1 2~т

Для этой расчетной схемы было решено уравнение Лагранжа второго рода Входящие в его состав параметры определялись на основе конструктивной схемы, показанной на рис 2, где а - угол наклона стрелы относительно горизонта, /? - угол наклона подъемного каната относительно рукояти, г„ - радиус напорного барабана, г„ - радиус подъемного барабана, 1Р - полная длина рукояти, йст - длина участка стрелы от седлового подшипника до головного блока, Скп - вес ковша с породой, (}р — вес рукояти, Р0! - тангенциальная сила сопротивления породы копанию, Р02 - нормальная сила сопротивления породы копанию, (рн, (р„ - угловое положение напорного барабана и подъемного барабана соответственно, - величина выбега рукояти, <рк — угловое положение рукояти Результатом решения уравнения Лагранжа стала система уравнений (1сои_Мн-гнР,2н йозп_М„-гпР12п Л Jн ' А Зп

¿V 1г!2н + трсо2к{5к-1/2У(т+тп)со15к-Рсн-Е12псо$р-У1

сЬ тр +тК + тп

(2)

Л ™Р (**-1/2)2 +тЛ/2+(т,+т»X

¿(р ¿(рп й(рк Л " Л А К Л ' где Р]2ц, р12п - упругие силы в напорном и подъемном канатах соответственно

При использовании этой модели учитывалось, что масса породы в процессе черпания увеличивается, а также изменяется жесткость подъемного каната Математическое описание нагрузки электроприводов напора и подъема содержит случайную и детерминированную составляющие При этом силы сопротивления породы копанию Р0], Ро? носят случайный характер, вес ковша с породой носит детерминированный характер, но в процессе черпания увеличивается, а вес рукояти <7р неизменен

Адекватность математической модели механической подсистемы электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора оценивалась на основании сопоставления результатов компьютерного моделирования механической части с экспериментально полученными осциллограммами для типовых систем электроприводов экскаваторов и СПР Соответствующие графики приведены на рис 3 и рис 4

В третьей главе описывается синтез системы управления электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора Структурная схема этой системы представлена на рис 5, где РСП, РС„ - регуляторы скорости привода подъема и напора соответственно, БИМП, БИМН - безынерционные источники момента, РУСП, РУС„ - регуляторы упругих сил, РЭМП, РЭМН - регуляторы электромагнитного момента, ЭЧПп, ЭЧПН - электрические части приводов, включающие приводной двигатель и управляемый электрический преобразователь, МЧП -

О 6

Рис 3 Электромагнитный момент двигателя подъема (эксперимент)

механическая часть приводов, НУ -наблюдающее устройство, сок* -заданное значение угловой скорости ковша и рукояти, ук - заданное значение линейной скорости ковша, р!2„ , Р!2н - заданные значения упругих сил привода подъема и напора соответственно, М„ ,МИ - заданные значения электромагнитных моментов двигателя, ип, и'и — заданные значения векторов напряжения, подводимого к статорам электродвигателей, ут, ут - векторы измеряемых переменных электрических частей приводов подъема и напора соответственно, унм - вектор измеряемых переменных механической части приводов

Взаимосвязанные электроприводы подъема и напора карьерного экскаватора являются сложным нелинейным объектом В то же время, система управления этими электроприводами должна регулировать несколько переменных и одновременно удовлетворять многим критериям Для упрощения процедуры синтеза объект управления был разделен на части, для каждой из которых значительно проще синтезировать закон управления, чем для полной модели электроприводов Система управления электроприводов напора и подъема включает в себя безынерционный источник момента, регуляторы упругих сил и регуляторы скорости

Поня гие безынерционного источника момента было введено для разделения математического описания электрической и механической подсистем Под

ним понимается элек-

!м

Рис 4 Электромагнитный момент двигателя подъема (модель)

РСП

РУСП

М.\

РЭМП

и.

эчпп

БИМП

Кг, А/„|

РС„ РУС„ РЭМН

1

НУ

я

и:

эчпн

М,

мчп

Рис

_ ____

5 Структурная схема электроприводов подъема и напора карьерного экскаватора

тродвигатель, управляемый регулятором электромагнитного момента, обеспечивающий в диапазоне частот нагрузки, а также собственных частот механической подсистемы, постоянный коэффициент передачи по моменту и нулевой фазовый

сдвиг Для карьерного экскаватора требуемый диапазон частот составляет 0-25 Гц

Для синтеза регулятора безынерционного источника момента используется управление электромагнитным моментом асинхронного двигателя, полученное на основе метода скоростного градиента для математической модели (1) и целей управления

1,5рк2/ЦСР1^3в-^211)-М' = 0,

где М" - заданное значение электромагнитного момента, '/Л2 - заданное значение квадрата амплитуды потокосцепления статора

На выходе этого регулятора формируется задание напряжения статора в неподвижной системе координат (а, р)

и]г-У2\{К(1,5рк21Ц(¥1?¥2а-Ч'!а¥21!)-М*)Ч>2а +

где м/я, щр - составляющие вектора заданного напряжения статора в неподвижной системе координат (а, Д), у — коэффициент усиления, Иц, И

22 ~~ весовые

коэффициенты, Ь'1=Ь1+к2Ь2 - общая индуктивность рассеяния со стороны статора, к1=!^т/(Ьт+Ь2) — коэффициент связи ротора

При активном ограничении динамических нагрузок необходимо формировать электромагнитный момент асинхронного двигателя таким образом, чтобы он препятствовал возникновению упругих колебаний В связи с этим в системе управления используются регуляторы упругих сил, которые формируют задание для регулятора электромагнитного момента, требуемое для активного ограничения динамических нагрузок Регуляторы упругих сил были синтезированы с помощью синергетической теории управления В соответствии с этой теорией путем последовательного введения внутренних управляющих переменных были получены законы управления, обеспечивающие регулирование упругих сил приводов напора и подъема с ограничением на величину выходного сигнала регулятора Управляющее воздействие регулятора упругих сил привода напора имеет вид

и Ы-

ьл.

¿Мн 12 . , М —Г ~ —А-агс1ё(Ь„хи)+—±

гн Л

г

1 1

—+-—

л2

т

К1!«

'н КТ1н

12п У

\

'2"/

Ж

-Я,

а управляющее воздействие привода подъема соответственно

J+(b**J

ьлЛ

dt Т„ в

2 М

-arctg(bnxj+—*

л

М=-—

" v

d%

dt2 , \

1 1

+-

J.

С

dL.

+ г--

J.

Tj„T2„c„r„ j

d^ dt2

1 1 —+—

dF„

dt

Ч--

T,„T2n

F,2n-

Fn„

1h 2h J nn\ \ In 2n J

где TlH, T3h, Tim T2„, T3n - постоянные времени, определяющие скорость протекания переходных процессов по управлению, и„, хи, ип, х„ - переменные расширенной математической модели, введенные для реализации ограничений выходных сигналов регуляторов, Ан, Ь„, А„, Ь„ - параметры нелинейных звеньев ограничения, F ¡¡„(t), F ¡2n(t) - заданные значения упругих сил привода напора и привода подъема соответственно

Управляющие сигналы для регуляторов упругих сил формируется регуляторами скорости Однако, поскольку на механическую подсистему каждого из приводов действует только одно управляющее воздействие, а именно электромагнитный момент двигателя, одновременное регулирование и скорости и упругой силы с движением по однозначно заданной траектории невозможно Учитывая несущественность влияния малых отклонений угловой и линейной скоростей ковша от заданных значений на среднюю интегральную производительность экскаватора, были сформированы механические характеристики этих приводов в виде зависимостей скорости ковша от упругих сил электроприводов Эти характеристики имеют зоны неоднозначности А шк] и AvK, для привода подъема и напора соответственно, определяющие допустимые отклонения скорости от заданного значения Механическая характеристика для привода подъема приведена на рис 6

Регуляторы скорости были синтезированы исходя из следующих требований

- угловая и линейная скорости ковша должны поддерживаться в пределах

заданных диапазонов, а в случае выхода е>„ за их пределы - стремиться к заданным

значениям с максимально допустимым ускорением,

- при нахождении скорости внутри границ заданного диапазона выходной сигнал регулятора должен иметь переменную составляющую, определяемую изменением среднего значения нагрузки,

- выходной сигнал регулятора не должен превышать максимально допустимого значения

Лю.лДю,,

F„

Рис 6 Механическая характеристика привода подъема

На основании этих требований, были сформированы управляющие воздействия регуляторов

р* =р* +Рср

1 12н 1 *,,„, 1 Ген'

где М„ ^ - требуемый динамический момент привода подъема, МГспср - среднее значение суммарного момента сопротивления привода подъема, рк - плечо упругой силы привода подъема, Рн дин - требуемая динамическая сила привода напора, - среднее значение суммарного момента сопротивления привода напора

Требуемый динамический момент зависит от угловой скорости ковша сою а требуемая динамическая сила, соответственно, от скорости у* В случае больших отклонений скорости от заданного значения динамический момент (сила) формируется на максимально допустимом уровне Мп"'ахдин (Гнтахаин) для обеспечения максимального быстродействия Для исключения в системе автоколебательного режима, по мере приближения скорости к границе Дсок! (Ду*/), необходимо уменьшать ускорение, для чего в регуляторы добавлены внешние границы АсоК2 и Аук2 Таким образом, были получены зависимости

М™01 вщп((£>к), при \сок-со\> Асок2,

м:

М"

{сок-сок-А(а^п(сок-сок)), при Асои <\сак-сок\<Атк2,

К

(Аа)и-Асок1) О, при \шк-а>к\<Асок„

(А^-ду.,;

О, при |у>„¡еду,,,

при Дук/ ^у'-у^Ду^,

где тк — заданное значение угловой скорости ковша, ук - заданное значение линейной скорости ковша

Для работы вышеперечисленных регуляторов требуется знание переменных состояния взаимосвязанных электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора Учитывая, что измерение большинства требуемых переменных затруднительно, в системе управления используется наблюдающее устройство В этом устройстве идентификация переменных электроприводов производится по алгоритму, показанному на рис 7

При идентификации состояния асинхронных двигателей использовался известный метод оценки потокосцеплений статора и ротора, который основывается на математической модели АД (1) и уравнениях связи между токами и потокосцеплениями двигателя В этом методе для избежания накопления ошибки, интегрирующее звено заменяется одноемкостным с постоянной времени г Исходными данными для идентификации являются составляющие в не-

подвижной системе координат (а,/?) вектора подводимого к статору напряжения и вектора тока статора ¡1а и щ

При идентификации механической части, исходными данными являются угловые положения первых масс приводов <р„ и <рн Оцениваемыми переменными являются упругие силы приводов подъема и напора и линейная скорость ковша угловая скорость ковша сок, длина каната на участке от подъемного барабана до места крепления ковша ЬАВ, а также суммарные нагрузки на привод напора и на

привод подъема Оценка этих переменных производилась на основании математической модели (2)

В представленном алгоритме необходимо выполнять численное дифференцирование сигналов, содержащих шумы измерения, что может привести к существенным ошибкам управления Для предотвращения этого, при идентификации использовались цифровые фильтры - дифференциаторы с конечной импульсной характеристикой, имеющие в области низких частот наклон логарифмической амплитудно-частотной характеристики равный +20 дБ/дек и фазовый сдвиг равный +п/2, а в области высоких частот близкий к нулю коэффициент передачи

Исходные данные привода напора <?н, и1а, и¡0, 11а, 1/р

Исходные данные привода подъема

<Рп, И1а, МУД, 11а, IIр

т

I, ^ оГЬ, Г = — — I I

Ч' = — ¥ -—— г ' I ' I '

I р - - . . м =———(ч> у -Ч> V )

й а , М —|/г

" " ¿I2

М -3 —\/г " " Л* ) "

л

с

(Ёк Л

!.„ = Ь-гт. + -

ЕР

/ 1--

<р -а-агссоз

V 25 а

К -Иг

£ст» 12п

Л

Конец к J

т

Мг р -ч/

Цпг I

сЛг^

Рис 7 Алгоритм идентификации переменных электроприводов

Моделирование процесса оценивания переменных электроприводов показало, что ошибка оценивания для всех переменных не превышает 8 %, что является приемлемым для нормальной работы регуляторов

В четвертой главе проведено исследование динамических процессов, протекающих в электроприводах напора и подъема карьерного экскаватора при использовании разработанной системы управления Это исследование проводилось методом компьютерного моделирования с помощью программного средства, написанного в среде Delphi 7

Для проверки регулятора электромагнитного момента, синтезированного на основе метода скоростного градиента, на соответствие требованиям безынерционного источника момента были получены его амплитудно- и фазово-частотные характеристики при различных амплитудах заданного момента двигателя Эти характеристики для двигателя 4А315М4УЭ приведены на рис 8 и рис 9 При анализе этих рисунков было выявлено, что в диапазоне частот до 200 Гц электропривод с регулятором момента, синтезированным на основе метода скоростного градиента, имеет близкий к единице уровень амплитудно-частотной характеристики и практически нулевой фазовый сдвиг, что соответствует требованиям безынерционного источника момента

Исследование динамических процессов, протекающих в электроприводах напора и подъема при использовании разработанной системы управления, проводилось с помощью компьютерного моделирования для карьерного экскаватора ЭКГ-8И За начальное положение при моделировании было принято состояние, когда рукоять ковша расположена вертикально, ковш стоит на земле Моделирование проводилось для двух режимов режима черпания грунта при наличии резкопеременной составляющей нагрузки и увеличивающейся массе породы, и режима удержания груженого ковша с постоянной массой породы Результаты моделирования представлены на рис 10 - рис 13

A(f,M)

1 ^^ М, Нм

>' 100

Рис 8 Семейство амплитудно-частотных характеристик безынерционного источника момента

Рис 9 Семейство фазово-частотных характеристик безынерционного источника момента

0,7

0,6

о 0,5

р

СП о. 0,4

3 0,3

0,2

0,1

0

/ I * иЛ

I, С

Рис 10 Заданная и действительная угловая скорость ковша

Рис 11 Заданная и действительная линейная скорость ковша

Анализ полученных результатов показал, что переходные процессы угловой скорости ковша носят апериодический характер, а для линейной скорости ковша свойственно перерегулирование как в переходных процессах по управлению, так и в переходных процессах по возмущению Однако наличие перерегулирования не снижает статической точности регулирования скорости Таким образом, разработанные регуляторы скорости обеспечивают статиче-

Рис 12 Упругая сила привода напора

2 з ^ с

Рис 13 Упругая сила привода подъема

Рис 14 Упругая сила привода напора при использовании СПР

Рис 15 Упругая сила привода подъема при использовании СПР

скую точность регулирования, достаточную для поддержания требуемой средней интегральной производительности

Сравнение временных зависимостей упругих сил привода напора и привода подъема при работе в режимах черпания и удержания ковша с аналогичными зависимостями для СПР, приведенными на рис 14 и рис 15, показывает, что среднее значение упругих сил в обоих случаях практически одинаково, в то время как колебательность упругих сил привода напора и привода подъема, при использовании разработанной системы управления, сущесгвенно ниже, чем при использовании СПР

Количественная оценка влияния разработанной системы управления на снижение динамических нагрузок карьерного экскаватора производилась рас-четно-теоретическим методом По результатам ряда компьютерных экспериментов были получены зависимости, аналогичные показанным на рис 12 -рис 15 Из них было установлено, что основная частота колебаний упругих сил в канатах при использовании СПР в среднем в два раза выше, чем при использовании разработанной системы управления, а амплитуда этих колебаний выше в 2,3 раза Таким образом, анализ динамических процессов, протекающих в электроприводах напора и подъема карьерного экскаватора при использовании разработанной системы управления, подтвердил ее эффективность

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена задача управления упругими силами в механической подсистеме приводов напора и подъема карьерного экскаватора, обеспечивающая снижение в них динамических нагрузок и имеющая существенное значение для повышения эффективности работы экскаватора

Основные результаты выполненного исследования заключаются в следующем

1 Разработана математическая модель электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора, учитывающая их взаимную связь, а также изменение параметров в процессе копания

2 Проведено исследование частотных характеристик асинхронного электродвигателя с регулятором электромагнитного момента, на основании которого сделан вывод, что регулятор момента, синтезированный с помощью метода скоростного градиента удовлетворяет требованиям безынерционного источника момента для электроприводов карьерного экскаватора

3 Разработан способ управления упругими силами приводов напора и подъема карьерного экскаватора с использованием методов синергетической теории управления, обеспечивающий высокое быстродействие и точность регулирования

5 Разработан регулятор скорости, обеспечивающий качество регулирования, достаточное для поддержания требуемой средней интегральной производительности карьерного экскаватора

6 Разработано наблюдающее устройство для электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора с использованием фильтров - дифференциаторов с конечной импульсной характеристикой

7 Результаты исследования показали, что разработанная система не уступает по быстродействию существующим системам подчиненного регулирования и в то же время снижает в 2-2,5 раза динамические нагрузки в элементах механической подсистемы электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Завьялов В М Мно: окритериальное управление асинхронным электроприводом [текст] / В М Завьялов, А А Неверов, И Ю Семыкина // Вестн Куз-ГТУ, 2005 - №1 - С 81-84

2 Семыкина И Ю Повышение эффективности подавления упругих колебаний в элементах трансмиссии горных машин [текст] / И10 Семыкина, ВМ Завьялов, И А Куприянов//Вестн КузГТУ, 2006 №4 С 83-85

3 Семыкина ИЮ Многокритериальное управление асинхронным электродвигателем [текст] / И Ю Семыкина, В М Завьялов // Сборник лучших докладов студентов и аспирантов КузГТУ Доклады юбилейной 50-й научно-практической конференции, 2005 - С 93-95

4 Семыкина И Ю Исследование динамических свойств регуляторов момента асинхронного двигателя [текст] / ИЮ Семыкина, В М Завьялов // Сборник лучших докладов студентов и аспирантов КузГТУ Доклады 51 -й научно-практической конференции, 2006 -С 116-117

5 Завьялов В М Использование метода скоростного градиента в задаче синтеза систем управления асинхронными электроприводами [текст] / В М Завьялов , И Ю Семыкина // Материалы международной научно-технической конференции «Электротехнические преобразователи энергии» Томск, 2005 С 233-236

6 Семыкина И Ю Исследование динамических свойств нелинейного регулятора момента асинхронного двигателя [текст] / И Ю Семыкина, А Н Шариков // XII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» Труды в 2-х т - Томск Изд-во Томского политехнического университета, 2006 - Т 1 С 287-289

7 Завьялов В М Подавление упругих колебаний в горных машинах с асинхронным электроприводом [текст] / В М Завьялов, И Ю Семыкина // Электротехнические системы и комплексы Межвузовский сб науч тр Вып 12 -Магнитогорск МГТУ, 2006 - С 247-252

8 Завьялов В М Стабилизация упругого момента в двухмассовой механической системе [текст] / В М Завьялов, И Ю Семыкина, И А Куприянов // Труды третьей всероссийской научно-практической конференции «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и

горпо-топливной отраслях» / под общей редакцией В Ю Островлянчика, ПН Кунина - Новокузнецк изд-во СибГиу, 2006 - С 98-101

9 Завьялов В М Безынерционный источник момента на базе асинхронного электропривода [текст] / В М Завьялов, И Ю Семыкина // Труды третьей всероссийской научно-практической конференции «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горнотопливной отраслях» / под общей редакцией В Ю. Островлянчика, П Н Кунина -Новокузнецк изд-во СибГиу, 2006 - С 121-124

10 Завьялов В М Анализ отказов карьерных экскаваторов [текст] / В М Завьялов, И Ю Семыкина // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири Сибресурс 2006 Материалы XI Международной научно-практической конференции / редкол Ю А Антонов, В А Колмаков и др , ГУ КузГТУ — Кемерово, 2006 -С 179-180

11 Способ управления электромагнитным моментом асинхронного двигателя [текст] пат 044728 Рос Федерация МПК7 Н02Р 21/12, Н02Р 27/06 / В М Завьялов, И Ю Семыкина, А В Стародуб, патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" - № 2005140130/09, заявл 21 12 05

Подписано в печать /¿Р 1С>&Уг

Формат 60x84/16 Бумага офсетная Огпечатано на ризографе

Объем 1 п л Тираж 100 экз Заказ 3IX

ГУ Кузбасский государственный технический университет 650026, Кемерово, ул Весенняя, 28

Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет 650099, Кемерово, ул Д Бедного, 4 А

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРИЧИН НЕИСПРАВНОСТЕЙ И СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА.

1.1. Причины неисправностей карьерных экскаваторов.

1.2. Улучшение динамических свойств электроприводов карьерного экскаватора.

1.3. Выводы и постановка задач.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НАПОРА И ПОДЪЕМА КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА.

2.1. Математическая модель электрической подсистемы электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора.

2.2. Математическая модель механической подсистемы электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора.

2.4. Выводы.

3. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.

3.1. Структура синтезируемой системы управления.

3.2. Управление электромагнитным моментом асинхронного двигателя.

3.2.1. Градиентное управление.

3.2.2. Полеориентированное управление.

3.2.3. Управление с использованием скользящего режима.

3.2.4. Прямое управление моментом.

3.3. Регуляторы упругих сил.

3.4. Регулятор скорости.

3.5. Идентификация состояния электроприводов напора и подъема.

3.6. Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НАПОРА И ПОДЪЕМА.

4.1. Исследование работы регуляторов электромагнитного момента.

4.2. Исследование работы регуляторов упругих сил.

4.3. Исследование работы регуляторов скорости.

4.4. Оценка влияния разработанной системы управления на динамические нагрузки в механической подсистеме экскаватора.

4.4. Выводы.

Актуальность работы. Открытый способ добычи угля обладает более высокой по сравнению с подземным способом производительностью и более низкой себестоимостью. Доля добычи угля открытым способом в Кузбассе составляет около 53 %. Одним из наиболее значимых элементов в комплексе открытой добычи угля являются карьерные экскаваторы, в связи с чем, задача повышения эффективности их работы является актуальной.

Карьерные экскаваторы работают в условиях высоких динамических нагрузок, вызванных различными факторами, такими как резкопеременный характер нагрузки на режущей кромке ковша, действия машиниста, наличие в механической подсистеме упругих элементов и т.д. В процессе работы суммарное действие данных факторов вызывает механические напряжения в элементах механической подсистемы карьерного экскаватора, существенно превышающие их средние значения.

Эффективным способом снижения динамических нагрузок является использование возможностей систем управления электроприводов экскаватора, обеспечивающих требуемый уровень и характер изменения механических напряжений в элементах трансмиссии.

Электроприводы серийно выпускаемых в России карьерных экскаваторов построены на базе двигателей постоянного тока с системой подчиненного регулирования, где основными регулируемыми переменными являются угловая скорость двигателя и ток в цепи якоря. Такие системы управления в рабочем диапазоне нагрузок поддерживают угловую скорость вала двигателя на заданном уровне, а в случае перегрузок, ток цепи якоря ограничивается допустимым стопорным значением. Однако в этом случае ограничивается только величина электромагнитного момента двигателя, в то время как механические напряжения в элементах трансмиссии, в связи с наличием упругих звеньев, могут существенно превышать значения, соответствующие номинальному режиму работы.

Вопросами создания автоматизированных систем управления электроприводов экскаваторов, оптимизации экскаваторного электропривода и ограничения динамических нагрузок занимались В.И. Ключев, Ю.А Буль, В.И. Яковлев, В.П. Ломакин, Д.А. Каминская, В.Я. Ткаченко, П.Д. Гаврилов, Е.К. Ещин, С.Г. Филимонов, М. Б. Носырев, С. Н. Скобцов, Г.Я. Пятибратов и многие другие ученые.

Вопросам формирования нагрузок в звеньях карьерного экскаватора посвящены работы Д.П. Волкова, Б.В. Ольховикова, А.Б. Розенцвайг, Н.А. Копы-сова, Н.Г. Домбровского, Р.Ю. Подэрни и др.

Несмотря на большой объем проведенных работ в области снижения динамических нагрузок в механической подсистеме электроприводов карьерных экскаваторов, данный вопрос до конца не исследован, поэтому, актуальной задачей является разработка системы управления электроприводов экскаватора, позволяющих управлять динамическим состоянием его трансмиссии.

Цель работы - снижение динамической нагруженности элементов трансмиссии электроприводов подъема и напора карьерных экскаваторов.

Идея работы заключается в использовании возможностей регулируемого асинхронного электропривода для управления состоянием механической подсистемы приводов напора и подъема карьерного экскаватора, обеспечивающего снижение динамических нагрузок.

Задачи работы:

- разработка математической модели электроприводов подъема и напора карьерного экскаватора, учитывающей изменение их параметров в процессе копания;

- разработка компьютерной модели электроприводов подъема и напора карьерного экскаватора;

- разработка системы управления электроприводов подъема и напора карьерного экскаватора, обеспечивающей снижение динамических нагрузок;

- исследование влияния разработанной системы управления на динамические процессы, протекающие в электроприводах карьерного экскаватора.

Методы исследований. Научные и практические результаты диссертационной работы получены с использованием:

- теории обобщенной электрической машины для анализа динамических процессов, протекающих в асинхронных двигателях;

- методов разработки математических моделей механических систем с использованием уравнения Лагранжа;

- методов синтеза регуляторов, основанных на алгоритме скоростного градиента и на синергетической теории управления;

- компьютерного моделирования с использованием численного решения систем дифференциальных уравнений.

Основные научные положения.

1. Асинхронный двигатель с регулятором электромагнитного момента, синтезированным на основе метода скоростного градиента, является безынерционным источником момента для электроприводов карьерного экскаватора.

2. Снижение динамических нагрузок в электроприводах карьерного экскаватора достигается путем регулирования упругих сил с использованием безынерционного источника момента.

3. Угловые скорости электродвигателей, положение и скорость ковша, упругие силы в трансмиссиях приводов напора и подъема для используемой расчетной схемы определяются в реальном времени на основе информации, содержащейся в значениях электромагнитных моментов и угловых положений валов электродвигателей.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель взаимосвязанных электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора.

2. Исследованы динамические свойства асинхронного двигателя с регуляторами электромагнитного момента, позволяющие рассматривать их совокупность как безынерционный источник момента.

3. Разработаны регуляторы упругих сил и регуляторы скорости для электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора, обеспечивающие ограничение динамических нагрузок в его трансмиссии.

4. Разработан алгоритм идентификации состояния электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора.

Практическая ценность работы состоит в том, что её результаты могут быть использованы:

- при построении систем управления электроприводов карьерных экскаваторов;

- для оценки статических и динамических нагрузок в элементах трансмиссии экскаватора на стадии проектирования;

- для мониторинга состояния электроприводов экскаватора в процессе его работы.

Достоверность научных положений и выводов подтверждена результатами вычислительных экспериментов, правомерностью принятых исходных положений и допущений, сопоставлением результатов компьютерного моделирования с экспериментальными данными.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на Международной научно-технической конференции «Электротехнические преобразователи энергии», Томск, 2005 г., Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск, 2006 г., Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири», Кемерово, 2006 г., Всероссийской научно-практической конференции «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях», Новокузнецк, 2006 г. и на научных конференциях Кузбасского государственного технического университета (г. Кемерово, 2005-2006 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ и получен патент на изобретение. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения, приложений и содержит 125 страниц текста, 51 рисунок, 11 таблиц и список литературы из 107 наименований.

7. Результаты исследования показали, что разработанная система не уступает по быстродействию существующим системам подчиненного регулирования и в то же время снижает в 2-2,5 раза динамические нагрузки в элементах механической подсистемы электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена задача управления упругими силами в механической подсистеме приводов напора и подъема карьерного экскаватора, обеспечивающая снижение в них динамических нагрузок и имеющая существенное значение для повышения эффективности работы экскаватора.

1. Вуль Ю.А. Наладка электроприводов экскаваторов текст. / Ю.А. Буль, В.И. Ключев, Л.В. Седаков. М.: Недра, 1975. - 312 с.

2. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций текст. М.: Машиностроение, 1990. - 448 с.

3. Каширских В.Г. Устройство автоматической защиты и диагностики электроприводов экскаваторов текст. / В.Г.Каширских, П.Д. Гаврилов, А.Е. Медведев // Горные машины и автоматика. 2002. - № 9. - С. 40-43.

4. Ещин Е.К. Теория предельных режимов работы горных машин текст. Томск: Изд-во Том. Н-та, 1995. - 232 с.

5. Волков Д.П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов текст. М.: Машиностроение, 1965. - 463 с.

6. Динамика крупных машин текст. / под ред. В.И. Соколовского и др. -М.: Машиностроение, 1969. 512 с.

7. Исследование динамики рабочих процессов машин для открытых горных работ текст.: Отчет о НИР (помежуоч.) / МГИ; рук., исп. Квитко А.П. -М., 1978. 40 с. Инв. номер Б713028.

8. Ляхомский А.В. Управление электромеханическими системами горных машин текст. / А.В. Ляхомский, В.Н. Фащиленко. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004. - 296 с.

9. Щербаков B.C. Снижение динамических воздействий на одноковшовый экскаватор текст. / B.C. Щербаков, П.А. Корчагин. Омск: СибАДИ, 2000. -146 с.

10. Красников Ю.Д. Повышение надежности горных выемочных машин текст. / Ю.Д. Красников, С.В. Солод, Х.И. Хазанов. М.: Недра, 1989. - 215 с.

11. Ломакин М.С. Автоматическое управление технологическими процессами карьеров текст. М.: Недра, 1978. - 280 с.

12. Носырв М.Б. Расчеты и моделирование САУ главных электроприводов одноковшовых экскаваторов текст. / М.Б. Носырв, A.JT. Карякин: Учеб. пособие. Свердловск: изд. СГИ, 1987. - 88 с.

13. Способ управления электроприводом постоянного тока одноковшового экскаватора и устройство для его осуществления текст.: а.с. 2255184 Рос. Федерация: МПК7 E02F9/20 / С.С. Леоненко и др. Опубл. 27.06.2005.

14. Способ управления копающим механизмом одноковшового экскаватора текст.: а.с. 2211292 Рос. Федерация: МПК7 E02F9/20. / Е.М. Садовников, Л.А. Антропов, М.Б. Носырев. Опубл. 27.08.2003.

15. Способ управления процессом копания драглайна и устройство для его осуществления текст.: а.с. 2130998 Рос. Федерация: МПК7 E02F9/20 / М.С. Ломакин, С.Е. Иконников. Опубл. 27.05.1999.

16. Устройство для ограничения динамических усилий в механизме экскаватора текст.: а.с. 866074 СССР, МКИ E02F9/20 /В.Б. Ольховиков, А.Б. Ро-зенцвайг, Н.А. Копысов.

17. Самойленко A.M. Система автоматизации процесса копания экскаватора-драглайна текст. // Горное оборудование и электромеханика. 2007. - № 1.-С. 58-60.

18. Ломакин М.С. Автоматизированная система ограничения динамических нагрузок в рабочем оборудовании и электроприводах копающих механизмов одноковшовых экскаваторов текст. // Горное оборудование и электромеханика. 2007. - № 1. - С. 55-56.

19. Остриров В.Н. Оптимизация режимов управления многосвязных электроприводов одноковшовых экскаваторов текст. // Электричество. 1992. -№8.-С. 37-41.

20. Ключев В.И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов текст. / В.И. Ключев, В.М. Терехов: Учебник для вузов. М;: Энергия, 1980.-360 с.

21. Бариев Н.В. Электрооборудование экскаваторов типов ЭКГ-8 и ЭКГ-8И текст. М.: Энергоатомиздат, 1981 - 112 с.

22. Розенцвайг А.Б. Сравнение различных систем электропривода карьерных экскаваторов текст. / Розенцвайг А.Б., Бессонен И.В., Копысов Н.А. и др. // Промышленная энергетика. 1980, - №4 - С. 26-28.

23. Абрамов Б.И. Направления совершенствования электрооборудования одноковшовых экскаваторов текст. / Б.И. Абрамов, А.И. Коган, Б.М. Парфенов, Т.З. Портной // Электротехника. 2001. - № 1. - С. 26-30.

24. Ломакин М.С. Автоматизация открытых горных работ текст.: Учеб. пособие. М.: изд. МГИ, 1972 г. - 260 с.

25. Борцов Ю.А. Автоматизированный электропривод с упругими связями текст. / Ю.А. Борцов, Г.Г. Соколовский. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. -287 с.

26. Пятибратов Г.Я. Принципы построения и реализация систем управления усилиями в упругих передачах электромеханических комплексов текст. // Изв. вузов. Электромеханика. 1998. - № 5/6. - С. 73-83.

27. Левинов С.Д. Об использовании электропривода для ограничения динамических нагрузок в передачах текст. / С.Д. Левинов, Г.Я. Пятибратов // Изв. вузов. Электромеханика. 1978. - № 10. - С. 1096-1102.

28. Пятибратов Г.Я. Определение требуемых энергетических показателей электропривода при активном ограничении колебаний в передачах механизмов текст. // Изв. вузов. Электромеханика. 1988. -№ 12. - С. 69-75.

29. Пятибратов Г.Я. Оптимизация систем подчиненного регулирования электроприводов при учете упругости механических передач текст. // Изв. вузов. Электромеханика. 1986. № 6. - С. 72-82.

30. Земляков В.Д. Оптимизация параметров систем подчиненного регулирования электроприводов с упругим механически звеном текст. / В.Д. Земляков, Н.А. Задорожний // Электричество. 1984. - № 5. - С. 49-52.

31. Земляков В.Д. Оптимизация параметров систем подчиненного регулирования электроприводов с упругим механически звеном текст. /

32. B.Д. Земляков, Н.А. Задорожний, А.Г. Ровенский и др. // Электричество. 1986.- № 8. С. 44-49.

33. Полещук В.И. Инвариантная оптимизация упругой двухмассовой системы с подчиненным регулированием текст. // Электричество. 1997. - № 3.1. C. 33-37.

34. Луцкив Н.М. Система электропривода с наблюдающими устройствами механизмов с упругими связями текст. // Изв. вузов. Электромеханика. -1988. -№11. -С. 99-109.

35. Ключев В.И. Теория электропривода текст.: Учеб. для вузов. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 2001. - 704 с.

36. Мурышкин А.К. Компенсация влияния упругих связей в электроприводах постоянного тока текст. / А.К. Мурышкин, А.И. Петрачков // Автоматизация и электрификация горных работ. Межвузовский сборник научных трудов.- Кемерово, КузГУ. -1995. С. 54-62.

37. Способ гашения колебаний сил упругости в приводе текст.: а.с. 3241969 СССР, МКИ F16F15/02 / Е.К. Ещин, В.И. Янцен. Опубл. 21.04.1982, Bkwi.N31.

38. Левинов С.Д. Ограничение динамических нагрузок копающих механизмов карьерных экскаваторов текст. / С.Д. Левинов, Г.Я. Пятибратов, Б.В. Ольховиков и др. // Изв. вузов. Горный журнал. 1980. - № 7. - С. 100-104.

39. Пятибратов Г.Я. Ограничение динамических нагрузок в механизме напора карьерного экскаватора ЭКГ-4,6Б текст. / Г.Я. Пятибратов, С.Д. Левинов, A.M. Борисов и др. // Изв. вузов. Горный журнал. 1980. - № 10. -С. 92-95.

40. Бургин Б.Ш. Анализ и синтез двухмассовых электромеханических систем: Монография текст. / Новосиб. электротехн. ин-т. Новосибирск, 1992. -199 с.

41. Ещин Е.К. О приводе поворота экскаватора-драглайна ЭШ-10/70 текст. / Е.К. Ещин, В.И. Янцен, Ю.Г. Кузичев и др. // Управление электромеханическими объектами в горной промышленности: Сб. науч. тр. / Кузбас. политехи, ин-т. Кемерово, 1982. - С. 124-129.

42. Востриков А.С. Синтез системы стабилизации скорости электропривода постоянного тока при переменном приведенном значении момента инерции текст. / А.С. Востриков, М.Д. Горбатенков, Ф.К. Фоттлер // Изв. вузов. Электромеханика. 1985. -№ 12. - С. 95-100.

43. Ланген A.M. Особые режимы работы двухмассовой электромеханической системы текст. / A.M. Ланген, С.А. Ланген, В.А. Соловьев // Электричество.- 1998.-№3.-С. 51-55.

44. Ребенков Е.С. Синтез параметров системы автоматического регулирования электропривода с переменной жесткостью упругой связи текст. / Е.С. Ребенков, Г.И. Бабокин // Изв. вузов. Электромеханика. 1989. - № 5. - С. 99-106.

45. Ланген A.M. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод двухмассовой системы текст. / A.M. Ланген, С.А. Ланген, В.А. Соловьев // Электричество. 1994. - № 4. - С. 35-41.

46. Шиянов А.И. Асинхронный электропривод с упругой нагрузкой и адаптивным регулятором текст. / А.И. Шиянов, В.А. Медведев, С.В. Морозов // Электричество. 2001. - № 2. - С. 47-50.

47. Бургин Б.Ш. Варианты астатической стабилизации двухмассовой. электромеханической системы стабилизации скорости на базе эквивалентного двигателя текст. // Электричество. 1995. - № 9. - С. 23-27.

48. Бургин Б.Ш. Вариант трехмассовой электромеханической системы стабилизации скорости с измерением лишь угловой скорости двигателя текст. // Электротехника. 2002. - № 3. - С. 42-47.

49. Бургин Б.Ш. Использование синтезированной ДЭМС стабилизации скорости для управления четырехмассовой электромеханической системой текст. // Электротехника. 2004. - № 11. - С. 25-28.

50. Гаврилов П.Д. Оптимальное и адаптивное управление динамикой и техническим состоянием горных машин текст.: межвуз. сб. научн. тр. / Автоматизация и электрификация горных работ: Кузбасс, гос. техн. ун-т. Кемерово, 1995. С. 88-104.

51. Жиляков В.И. К анализу оптимальных управлений на особых участках движения двухмассовой электромеханической системы текст. // Электричество.-1983.-№ 7.-С. 57-59.

52. Жиляков В.И. Синтез оптимальных управлений деухмассовой электромеханической системы текст. / В.И. Жиляков, В.Г. Дрючин // Электричество. 1987. -№ 9. с. 38-42.

53. Присмотров Н.И. Энергитический метод синтеза параметров электропривода с упругой механической связью текст. / Н.И. Присмотров, B.C. Хоро-шилов, А.Г. Каблуков // Изв. вузов. Электромеханика. 1983. - № 4. - С. 71-78.

54. Гаврилов П. Д. Автоматизированный электропривод горных машин текст.: Учеб. пособие. Кемерово: Изд-во Кузбасс, политехи, ин-т., 1983. - 71с.

55. Каширских В.Г. Динамическая идентификация параметров и управление состоянием приводов горных машин текст.: Диссертация на соискание учен, степени доктора техн. наук. Кемерово, 2006.

56. Гордиенко А.Н. Современный электропривод и системы управления горнодобывающего оборудования текст. / А.Н. Гордиенко, В.К. Роменский // Горные машины и автоматика. 2005. - № 1. - С. 42-43.

57. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин текст.: Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 2001. -327 с.

58. Адкинс Б. Общая теория электрических машин текст. M.-J1., Гос-энергоиздат. 1960.-268с.

59. Петров А.П. Моделирование асинхронных электроприводов с тири-сторным управлением текст. / А.П. Петров, В.А. Ладензон и др. М: Энергия, 1977.- 200 с.

60. Волков Д.П., Каминская Д.А. Динамика электромеханических систем экскаваторов текст. / Д.П. Волков, Д.А. Каминская. М.: Машиностроение, 1971.-384 с.

61. Шефер К. Теоретическая физика текст.: Учеб. пособие для гос. унтов. Т.1, ч.1 Общая механика. Механика твердого тела. Пер. с нем. под ред. К. Н. Шапошникова. Ленинград: Государственное технико-теоретическое издательство, 1934. - 448 с.

62. Голдстейн Г. Классическая механика текст. М.: Наука, 1975.415 с.

63. Исследование экскавационных свойств карьерных экскаваторов. Определение параметров динамической системы напорного механизма текст.:

64. Отчет о НИР (промеж.) / СГИ; рук. Касьянов П.А.; исп. Афанасьев А.И. -Свердловск, 1976. 30 с. Инв. номер Б660426.

65. Ковальский Б.С. канатов двойной свивки текст. / Б.С. Ковальский, Л.И. Жиряков // Стальные канаты. Т7. - Киев: Наукова думка, 1970. - С. 61-64.

66. Степанов А.Г. Динамика машин текст. Екатеринбург: УрО РАН, 1999.-392 с.

67. Докукин А.В. Статистическая динамика горных машин текст. / А.В. Докукин, Ю.Д. Красников, З.Я. Хургин. М.: Машиностроение,1978. - 239 с.

68. Гайдукевич В.И. Случайные нагрузки силовых электроприводов текст. / В.И. Гайдукевич, B.C. Титов М.: Энергоатомиздат, 1983. - 160 с.

69. Штейнцайг В.М. Мощные карьерные одноковшовые экскаваторы текст. М.: Наука, 1993. - 190 с.

70. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ текст.: Учеб. пособие для горных специальностей вузов: В 2-х т. Т.1. М.: Изд. МГГУ, 2001.-422 с.

71. Горные машины для открытых работ. Карьерные экскаваторы текст.: Учеб. Пособие / К.П. Хмызников, Ю.В. Лыков. СПб.: изд. Санкт-Петербургского горного ин-та, 1999. - 40 с.

72. Статистические характеристики нагрузок приводов горных машин текст.: Отчет о НИР (промеж.) / МГИ; рук. Квитко А.К.; исп. Квитко А.К., Шоболова Т.Т. М., 1975. - 41 с. Инв. номер Б468107.

73. Самарский А.А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры текст. / А.А. Самарский, А.П. Михайлов. М.: Физматлит, 2001. -320 с.

74. Чуличков А.И. Математические модели нелинейной динамики текст. М.: Физматлит, 2000. - 296 с.

75. Домбровский Н.Г. Экскаваторы. Общие вопросы теории, проектирования, исследования и применения текст. М.: Машиностроение, 1969. -318 с.

76. Бариев Н.В. Электрооборудование одноковшовых экскаваторов текст. М.: Энергия, 1980. - 296 с;

77. Рабинер JI. Теория и применение цифровой обработки сигналов текст. / Л. Рабинер, Б. Гоулд. М.: Мир, 1978. - 848 с.

78. Завьялов В.М. Многокритериальное управление асинхронным электроприводом текст. / В.М. Завьялов, А.А. Неверов, И.Ю. Семыкина // Вестн. КузГТУ, 2005.-№1 -С.81-84.

79. Усольцев А.А. Векторное управление асинхронными двигателями текст.: Учеб. пособие. СПб.: СПбГИТМО(ТУ), 2002. - 43 с.

80. Панкратов В.В. Векторное управление асинхронными электроприводами текст.: Учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. - 66с.

81. Blaschke F. The principle of field orientation as applied to the new trans-vector closed loop control system for rotating-field machines text. // Siemens Rev, vol. 39, no. 3, pp. 217-220, may 1972.

82. Amuliu Bogdan Proca, Ali Keyhani, John M. Miller. Sensorless sliding-mode control of induction motors using operating condition dependent models text. // IEEE transactions on energy conversion, 2003. vol. 18, no. 2.

83. Козярук A.E. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов текст. / А.Е. Козярук А.Е., В.В. Рудаков. СПб.: Санкт-Петербуржская Электротехническая компания, 2004.-127с.

84. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием текст.: учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Академия, 2006. - 272с.

85. Takahashi I., Noguchi Т. A New Quick-Response and High-Efficiency Control Strategy of an Induction Motor text. // IEEE Trans. Ind Appl, Vol. IA-22, No.5, pp.820-827,1986, September.

86. Фрадков A.JI. Схема скоростного градиента в задачах адаптивного управления текст. // Автоматика и телемеханика, 1979. № 9. С. 90-101.

87. Фрадков A.JI. Кибернетическая физика: принципы и примеры текст. СПб.: Наука, 2003. - 208 с.

88. Мирошник И.В. Нелинейное адаптивное управление сложными динамическими системами текст. / И.В. Мирошник, В.О. Никифоров, A.J1. Фрадков. Спб.: Наука, 2000. - 549 с.

89. Современная прикладная теория управления: Оптимизационный подход в теории управления текст. / Под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. I. - 400 с.

90. Современная прикладная теория управления: Синергетический подход в теории управления текст. / Под ред. А.А. Колесникова. Таганрог: Изд-во ТРТГУ, 2000. Ч. II-559 с.

91. Колесников А.А. Синергетическая теория управления текст. Таганрог: Изд-во ТРТУ, М.: Энергоатомиздат, 1994. - 344 с.

92. Завьялов В.М. Разработка комплекса для оценки параметров и состояния асинхронных электродвигателей в составе регулируемого электропривода текст.: Диссертация на соискание учен, степени канд. техн. наук. Кемерово, 2005.

93. Нестеровский А.В. Оперативная идентификация асинхронных электродвигателей в составе электропривода промышленных установок текст.: Диссертация на соискание учен, степени канд. техн. наук. Кемерово, 2005.

94. Каширских В.Г. Динамическая идентификация параметров и управление состоянием электродвигателей приводов горных машин текст.: Диссертация на соискание учен, степени д-ра техн. наук. Кемерово, 2005.

95. Хилленбранд Ф. Метод определения скорости и потока ротора асинхронного электродвигателя посредством измерения только величин на клеммах текст. // IF AC Contr. Power Electron, and Elec. Drives, 3. 1984; 1983. -Pp. 55-62.

96. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода текст. М.: Энергия, 1971. - 320 с.

97. Когаев В.П. Прочность и износостойкость деталей машин текст. / В.П. Когаев, Ю.Н. Дроздов: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1991. -319 с.

98. Когаев В.П. Расчет на прочность при напряжениях переменных во времени текст. М.: Машиностроение, 1993. - 364 с.

99. Филимонов С.Г. Ограничение нагрузок электромеханических систем экскаватора по критерию ресурсоемкости функционирования текст.: Дис. канд. техн. наук. Кемерово, 1986.

100. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ текст.: Учеб. пособие для горных специальностей вузов: В 2-х т. Т.2. М.: Изд. МГГУ, 2001.-332 с.