автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Совершенствование систем управления электроприводами постоянного тока главных механизмов карьерных экскаваторов

ВОЛОГИН Николай Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ГЛАВНЫХ МЕХАНИЗМОВ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические

комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2003

Работа выполнена в ОАО «ЭЛЕКТРОСИЛА», г. Санкт-Петербург

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

А.Е.Козярук

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Г. Г. Соколовский,

кандидат технических наук

Б.М.Парфенов

Ведущее предприятие - ООО «ОМЗ - Горное оборудование и технологии».

Защита диссертации состоится 10 декабря 2003 г. в 14 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 в Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. № 1303.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 10 ноября 2003 г.

диссертационного совета д.т.н., профессор

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

С.Л.ИВАНОВ

Актуальность работы. Одноковшовые карьерные экскаваторы являются основной машиной на открытых горных работах. От бесперебойной работы экскаваторов существенно зависит эффективность работы горного предприятия. Этим продиктованы весьма жесткие требования к производительности и эксплуатационной надежности карьерных экскаваторов.

Находящиеся сейчас в эксплуатации экскаваторы оснащены электроприводами главных механизмов по схеме силовой магнитный усилитель - генератор - двигатель (СМУ-Г-Д) постоянного тока - экскаваторы самых массовых серий ЭКГ-5А и ЭКГ-8И. На экскаваторах серии ЭКГ-10, ЭКГ-12,5 и ЭКГ-15 использованы тиристорные возбудители генераторов, то есть система ТВ-Г-Д. На экскаваторах ЭКГ-20 использованы электроприводы с тиристорными преобразователями в якорных цепях - схема ТП-Д.

Недостатки, присущие существующим системам электроприводов главных механизмов экскаваторов, условно можно разделить на три группы:

I - Недостатки силовой схемы электроприводов. В системе Г-Д это большая установленная мощность электрических машин; пониженный к.п.д.; высокая инерционность цепей возбуждения генераторов. В системе ТП-Д - низкий коэффициент мощности из-за фазового управления тиристорами, проявление в карьерных сетях высших гармонических составляющих тока, и, как следствие, необходимость применения фильтро-компенсирующих устройств.

П - Большое разнообразие систем управления, различные принципы формирования экскаваторных характеристик не только у разных типов экскаваторов, но и у разных механизмов одного и того же экскаватора и, даже, у одного и того же электропривода при разных положениях рукоятки командо-контроллера. Использование морально устаревшей элементной базы не позволяет реализовать современные принципы управления в экскаваторных приводах, что приводит к сложностям при эксплуатации, наладке и обслуживании электроприводов.

Ш - Недостатки, связанные с необходимостью обеспечения непрерывного контроля состояния оборудования экскаватора в процессе эксплуатации и диагностики технического состояния его отдельных узлов и систем.Р0С ¿Зональная

библиотека

С. Петербург I

09 ТО*} «•; ,м ^

Уровень систем контроля на существующих экскаваторах ограничивается установкой контрольно-измерительных приборов в кабине, а средства диагностики на них почти не предусмотрены. Система автоматизации должна решать в комплексе вопросы контроля состояния отдельных узлов машины, сигнализации о возникающих перегрузках, учета производительности, продолжительности и количества циклов экскавации, а также расхода электроэнергии. Создание подобной комплексной системы управления, информации и контроля возможно только на базе микропроцессорной техники.

Все перечисленные недостатки существующих систем электропривода главных механизмов экскаваторов негативным образом сказываются на эффективности работы не только электрического, но и механического оборудования.

Возможны различные пути преодоления перечисленных недостатков экскаваторных электроприводов. Модернизация электроприводов постоянного тока, безусловно, не является путем радикальным. На современном этапе очевидной становится необходимость перехода к электроприводам переменного тока с частотным управлением. В то же время достаточно продолжительный период эксплуатация экскаваторов с электроприводами постоянного тока будет продолжаться особенно - экскаваторов с объемом ковша от 5 м до 10 м , так как они, в основном, ориентированы на небольшие карьеры. На таких предприятиях экономически и организационно трудно обеспечить в короткий срок массовое обновление экскаваторного парка.

С учетом очевидных недостатков существующей системы Г-Д основные направления совершенствования экскаваторных электроприводов следующие:

1. Модернизация системы возбуждения генераторов на основе применения статических возбудителей генераторов и двигателей главных механизмов с использованием силовых IGBT модулей.

2. Создание комплексной системы управления, информации и контроля путем возложения функций управления электроприводами главных механизмов, оперативного контроля состояния элементов и диагностики работоспособности системы на микропроцессорное управляющее устройство.

В настоящее время активно ведутся работы по созданию экскаваторного электропривода переменного тока, как в Российской Федерации, так и за рубежом. Среди них можно выделить работы Ключева В.И., Портного Т.З. Миронова Л.М., Постникова С.М., Сапельникова A.C., ОльховиковаБ.В., Березина В.В., Полинского М.Б., Дружинина A.B., Бабенко А.Г., Парфенова Б.М. и многих других. Из зарубежных разработок большой интерес представляют предложения фирм ABB и Siemens, вышедших на рынок с комплектными экскаваторными электроприводами переменного тока.

В то же время создание современных комплектных систем экскаваторных электроприводов постоянного тока на сегодняшний день является актуальной задачей. В первую очередь они предназначены для модернизации существующего экскаваторного парка при максимальном сохранении силового электромеханического оборудования, но ими можно укомплектовать также новые машины на постоянном токе, выпуск которых пока еще не прекращен.

Цель работы

Целью работы является разработка методов и программных средств исследования электромеханических комплексов, а также алгоритмов и аппаратных средств управления электроприводами главных механизмов карьерных экскаваторов, решающих задачи управления, защиты, контроля и диагностики состояния элементов и систем электроприводов.

Идея работы состоит в повышении эффективности работы экскаваторных электроприводов постоянного тока по системе Г-Д за счет реализации в одном устройстве управления алгоритмов, обеспечивающих требования по быстродействию, энергосбережению и эксплуатационной надежности электромеханического оборудования комплекса.

Задачи исследования

1. Разработка системы управления экскаваторным электроприводом на основе статических возбудителей генераторов и двигателей, построенных на силовых IGBT-модулях с широт-но-импульсной модуляцией;

2. Преобразование регуляторов приводов из аналоговой в цифровую форму и определение допустимых границ периода дискретности работы регуляторов;

3. Разработка математических моделей систем экскаваторного электропривода с учетом характера нагрузки для исследования динамических характеристик;

4. Анализ переходных процессов в системах экскаваторного электропривода;

5. Разработка алгоритма защит, контроля и диагностики;

6. Анализ электромагнитных процессов в обмотках возбуждения при питании от транзисторных возбудителей;

Методика исследования

При проведении теоретических исследований были использованы методы теории автоматического управления, теории электропривода и математического моделирования с использованием прикладных пакетов программ, в частности Matlab и PSpice. Для исследования алгоритмов управления была разработанная модель привода, а проверка программного обеспечения велась на симуляторе dScope фирмы «Keil». Экспериментальные исследования проводились на лабораторных макетах элементов системы и при испытаниях опытных образцов системы в лабораторных условиях и на натурном объекте.

Защищаемые научные положения

1. Совершенствование системы управления электроприводами главных механизмов экскаватора с использованием современной элементной базы может быть выполнено на основании структуры и алгоритмов управления, полученных путем математического моделирования экскаваторных электроприводов с учетом особенностей механизма как объекта управления и с использованием стандартных пакетов программ.

2. Организация и алгоритм функционирования системы контроля и диагностики для экскаваторных электроприводов при помощи микропроцессорной системы управления, действующий в автоматическом режиме, позволяет эффективно производить поиск неисправностей, просмотр аналоговых и логических сигналов, а также настройку приводов без использования дополнительных приборов.

3. Математическое моделирование и экспериментальные исследования процессов, возникающих в обмотках возбуждения машин постоянного тока при питании от транзисторного возбудителя с широтно-импульсным регулированием напряжения, позволяют оценить величину перенапряжений и на-

чальное распределение напряжения по элементам обмотки и кабельной линии.

Научная новизна работы

• Для исследования электромеханических процессов в экскаваторных электроприводах создана математическая модель системы Г-Д постоянного тока со статическими возбудителями на основе силовых ЮВТ-модулей с широтно-импульсным регулированием выходного напряжения.

• Разработана методика аналитического и экспериментального исследования влияния способа прокладки проводной линии и схемы соединения катушек полюсов обмотки возбуждения на перенапряжения при работе от полупроводникового высокочастотного преобразователя.

• Разработана цифровая реализация алгоритма управления экскаваторными приводами с системой возбуждения генераторов и двигателей на силовых ЮВТ- модулях.

• Создана система диагностирования экскаваторных электроприводов по состоянию всех основных элементов и узлов электрооборудования.

Достоверность научных положений выводов и рекомендаций определяется большим объемом теоретических и экспериментальных исследований, хорошей инженерной сходимостью результатов теоретических исследований с экспериментальными, а также положительным опытом промышленной эксплуатации низковольтного комплектного устройства управления, контроля и диагностирования, разработанного с использованием результатов проведенных исследований. Практическая ценность работы

• Разработано и внедрено алгоритмическое обеспечение микропроцессорного управления экскаваторными электроприводами по системе Г-Д с транзисторными возбудителями генераторов и двигателей, выполненными на силовых ЮВТ- модулях.

• Разработана система диагностирования состояния элементов и узлов электроприводов главных механизмов одноковшовых карьерных экскаваторов.

• Разработана инженерная методика подавления перенапряжений, возникающих в обмотках возбуждения машин по-

стоянного тока при питании от транзисторных возбудителей с широтно-импульсным регулированием напряжения. • На основании проведенных исследований разработано низковольтное комплектное устройство для одноковшовых карьерных экскаваторов типа «прямая лопата». Апробация работы

Основные положения и результаты диссертации были доложены и получили положительную оценку на 4— Международном форуме ЦЕЕ8'99 21-24 июня 1999 г. в г. Санкт-Петербурге, на конференции молодых специалистов электроэнергетики 18-22 сентября 2000 г. в г. Москве, на научно-практической конференции «Транспортный электропривод-2001» в ОАО «Электросила» 15-17 сентября 2001 г. в г. Санкт-Петербурге, на Всероссийской конференции «Бытовые машины и приборы» 23-24 мая 2002 г. в г. Санкт-Петербурге, на межкафедральном научном семинаре горноэлектромеханического факультета СПГГИ (ТУ) в 2003 г. Личный вклад автора

- Созданы цифровая и аналоговая модели экскаваторного электропривода.

- Разработана структура и алгоритм работы системы диагностики экскаваторного электропривода.

- Выполнено теоретическое исследование средствами математического моделирования влияния способа прокладки проводной линии и схемы соединения катушек полюсов обмотки возбуждения на перенапряжения при работе от полупроводникового преобразователя. Адекватность модели подтверждается сравнением осциллограмм напряжения на зажимах катушек с результатами моделирования.

- Предложена методика экспериментальных исследований перенапряжений в системе возбуждения машины постоянного тока при питании от полупроводникового преобразователя с широтно-импульсным регулированием.

Реализация результатов работы

Результаты диссертационного исследования внедрены в ОАО "Электросила" при создании НКУ Ш3801М У2, которыми оснащены два экскаватора ЭКГ-10 в ОАО "Апатит". В настоящее время ведется разработка низковольтного комплектного устройства экскаватора-драглайна типа ЭШ-20/90.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 научных работ в периодических изданиях, в сборниках научных трудов и в сборниках тезисов докладов научно-технических конференций.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 136 наименований и 3 приложений. Основной текст диссертации изложен на 147 страницах, включает в себя 56 рисунков и 19 таблиц. Общий объем работы -178 страниц.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, изложена основная идея диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В главе 1 содержатся сведения о состоянии вопроса и выполнен обзор существующих схем электроприводов главных механизмов одноковшовых экскаваторов - лопат. На основании анализа характерных недостатков существующих схем экскаваторных приводов определены методы и пути их устранения. В соответствии с поставленной целью выбрана методика теоретических и экспериментальных исследований.

В главе 2 приведены результаты математического моделирования главных механизмов экскаваторов с учетом особенностей системы управления. На основании проведенного моделирования определена структура ^электроприводов главных механизмов экскаваторов и выбран вариант модернизации.

В главе 3 выполнен анализ существующей элементной базы для силовой части статических возбудителей генераторов и двигателей электроприводов главных механизмов экскаватора. Приведены результаты разработки статических возбудителей на силовых IGBT-модулях. Определены особенности применения IGBT-модулей в схемах статических возбудителей. Сформулированы требования к системам управления. Для дальнейшей реализации принята микропроцессорная система управления электроприводами главных механизмов. Обоснованы требования к структуре и настройкам регуляторов.

В главе 4 рассмотрены алгоритмы построения системы контроля и диагностики электроприводов постоянного тока

карьерных экскаваторов со статическими возбудителями. Сформулированы требования к аппаратным средствам микропроцессорной системы. Приведены примеры реализации систем контроля и диагностики на экскаваторе типа ЭКГ-10.

В главе 5 содержатся результаты экспериментальных исследований систем электроприводов главных механизмов карьерных экскаваторов, в том числе, влияния импульсного характера выходного напряжения статического возбудителя на обмотки возбуждения и влияния проводов и кабелей на величину перенапряжений на обмотках возбуждения электрических машин постоянного тока. Разработаны способы ограничения перенапряжений на обмотках возбуждения. Приведена методика расчета согласующих цепей для ограничения перенапряжений. Выполнено сопоставление результатов экспериментальных исследований с результатами моделирования.

В заключении приведены результаты работы. Содержатся сведения о результатах промышленной эксплуатации комплектного устройства на двух экскаваторах ЭКГ-10. Даны рекомендации о внедрении результатов разработки на экскаваторах других типов, в том числе, и на драглайнах.

На основании выполненных исследований сформулированы следующие защищаемые положения. Положение 1

Совершенствование системы управления электроприводами главных механизмов экскаватора с использованием современной элементной базы может быть осуществлено на основании структуры и алгоритмов управления, полученных путем математического моделирования экскаваторных электроприводов с учетом особенностей механизма как объекта управления и с использованием стандартных пакетов программ.

При использовании в электроприводах главных механизмов транзисторных возбудителей генераторов и двигателей должны быть обеспечены экскаваторные механические характеристики при высоком качестве регулирования электроприводов и простоте настройки регуляторов системы.

Разработанный алгоритм управления экскаваторными электроприводами включает в себя помимо процесса управления, также функции контроля и диагностики состояния системы.

Синтез алгоритма управления в целом и отдельных регуляторов системы, а также анализ квазиустановившихся и динамических процессов выполнен на математической модели, особенностью которой является возможность моделирования процессов в экскаваторных электроприводах с учетом упругих связей. Математическая модель построена таким образом, чтобы ее практическая реализация была осуществима с использованием прикладных пакетов программ МаЛаЬ и РБрюе.

При моделировании был принят ряд допущений:

- жесткость стрелы и рукояти экскаватора велика по сравнению с жесткостью подъемных и тяговых канатов;

- приведенный момент инерции при заполнении ковша породой изменяется незначительно;

- взаимное влияние копающих механизмов друг на друга отсутствует;

- управляющее воздействие, прикладываемое к электроприводу, изменяется монотонно.

Электрическая часть системы моделировалась с учетом следующих предположений:

- угловая скорость вращения генератора юг во всех режимах остается постоянной;

- насыщение стали генераторов и двигателей отсутствует;

- активное сопротивление Яя и индуктивность Ья якорной цепи во всех режимах остаются неизменными;

- силовая часть возбудителя описывается безынерционным звеном с запаздыванием.

С учетом сделанных допущений экскаваторный электропривод можно представить передаточной функцией вида:

"\(р) =

х

V

I

О)

х

тм-ггяр+1;

-•Мягр;

ГГмр + и-(ТвгР + 1;

и

где Год - частота вращения двигателя;

иу - напряжение управления для СИФУ;

Мег -момент статической нагрузки;

кв - коэффициент усиления возбудителя по напряжению;

кг - коэффициент передачи генератора;

Тэв - эквивалентная постоянная времени возбудителя;

Твг - постоянная времени цепи возбуждения генератора;

Тя = Ья/Яя - постоянная времени якорной цепи;

Т„ = —-—, - механическая постоянная времени;

С С Ф

е м вд

Се, См - машинные постоянные;

1Д - приведенный момент инерции якоря двигателя, редуктора и барабана лебедки - для приводов подъема и напора, или якоря двигателя и редуктора - для привода поворота;

]н - приведенный момент инерции ковша с грузом и рукояти для приводов подъема и напора, или платформы со стрелой, рукоятью и груженым ковшом - для привода поворота;

Су - жесткость механической передачи.

Для анализа процессов в системе и синтеза структуры и настроек регуляторов разработана структурная схема рис. 1.

За основу принят регулятор, разработанный институтом "Гипроуглеавтоматизация". Главными достоинствами выбран-

ного регулятора является его универсальность, поскольку он механизмов экскаватора, а также то, что для настройки регулятора необходима информация только о напряжении холостого хода генератора и о стопорном токе двигателя.

Выбранный регулятор был преобразован из аналоговой в цифровую форму. Для оценки качества работы цифрового регулятора проведены сравнительные исследования работы аналогового и цифрового регуляторов с приведенной выше математической моделью.

На рис.2 приведены динамические характеристики работы аналогового и цифрового регуляторов привода подъема экскаватора ЭКГ-10.

а)

Аналоговый регулятор , опыт холостого хода

Цифровой регулятор опыт холостого хода

Аналоговый регулят ор опьгг короткого замыкания

-|0,5

Цифровой регулятор опыт короткого замыкания

51 ' : ; 1 ш 1

! • I- I I I '

! [ | | I I I !

—-5--л

! 1 I ! | ! I

-1-Ц—¡-j_i._i.-U-

|вл

0,4 Ю ал «л

о

-оа -(и

Рис.2. Расчетные графики переходных процессов в системе управления приводом подъема в режиме холостого хода (а) и в режиме короткого замыкания (б).

Функциональная схема главных приводов при использовании предлагаемой системы приведена на рис.3, где ОН, <ЗС, ОБ - генераторы электроприводов подъема, напора и поворо-

та; МН, МС, МБ - двигатели механизмов подъема, напора и поворота, МР - двигатели хода; БМСУ - блок микропроцессорной системы управления.

Выходные енгжшк режамв«Я явтомтоэш

Кжмуад*

раещиренкя

Обратные смен по напряжениям дкорев Обретай в саж>в во тлыы яноры Обритше пыва по то*чш волЛуждечжя двигвтелгв сигами ре*амяов лвтомагикв и эмдап

Рис.3. Функциональная схема главных электроприводов экскаватора.

В качестве возбудителей генераторов и двигателей использованы транзисторные преобразователи, построенные на ЮВТ-модулях. Реверсивные возбудители генераторов строятся на двух таких модулях, каждый из которых содержит два транзистора с обратными диодами. Нереверсивные возбудители строятся на модуле, содержащем один транзистор и обратный диод. Звено постоянного тока - общее для всех возбудителей. Балластный резистор служит для рассеивания в инвер-торных режимах мостов энергии, запасенной в обмотках возбуждения генераторов, когда возвращаемый из обмоток ток превышает суммарный ток возбуждения двигателей.

Схемы возбудителей на ЮВТ-модулях приведены на рис.4, где УМ - интегральные силовые полупроводниковые модули; (Ж КМ1 - защитные автомат и контактор. Переход на транзи-

сторные возбудители приводит к резкому сокращению числа силовых управляемых ключей. Сопоставление предложенного решения с известными показало, что в целом в главных приводах экскаватора ЭКГ-10 15 транзисторов заменяют 36 тиристоров, а число корпусов силовых полупроводниковых приборов уменьшается с 42 до 9. Преимуществом транзисторных модулей является также изоляция всех электродов от корпуса. Благодаря этому все модули устанавливаются на общем радиаторе, являющемся элементом несущей конструкции шкафа.

Формирование сигналов управления IGBT-модулями осуществляется системой драйверов. При реализации системы были использованы драйверы фирмы "CONCEPT". Ячейка, построенная на базе этих драйверов, управляет четырьмя транзисторами. Для питания всех драйверов используется один общий источник питания.

L Звеяфядетеяаяог»'

Е об «о таг ввебуядеиал генератор л

Рис.4. Схемы транзисторных возбудителей генераторов и двигателей Положение 2

г Организация и алгоритм функционирования системы кон-

1 троля и диагностики для экскаваторных электроприводов при

. помощи микропроцессорной системы управления, действую} щий в автоматическом режиме позволяет эффективно производить поиск неисправностей, просмотр аналоговых и логических сигналов, а также настройку приводов без использования дополнительных приборов.

При помощи микропроцессорной системы управления в автоматическом режиме осуществляется следующая диагностика:

• выполняется тест контроллера;

• контролируется состыковка разъемов;

• контролируется каждый канал питания систем управления;

• контролируется каждый канал аналоговых измерений по смещению нуля;

• контролируются факт поступления сигналов и нулевые положения ручек командоаппаратов;

• контролируется частота напряжения питающей сети;

• контролируется звено постоянного тока по минимальному и максимальному уровням выпрямленного напряжения;

• контролируются токи возбуждения всех двигателей;

• контролируется правильность реакции приводов на срабатывания концевых защит в приводах подъема и напора;

• контролируется исправность силовых модулей.

При разработке системы диагностики были приняты следующие принципы ее построения:

1. В системе диагностики не должно быть устройств, предназначенных исключительно для целей диагностики. Для диагностики должны использоваться те же сигналы, что необходимы для управления приводами и защиты приводов.

2. Для успешной локализации отказов диагностика при помощи микропроцессорной системы должна дополняться другими методами диагностики.

3. Обеспечение средствами локализации отказов новых для эксплуатирующих организаций устройств: транзисторных возбудителей и блока микропроцессорной системы управления.

Диагностические сообщения в кодированном виде запоминаются в микропроцессоре и могут быть просмотрены с помощью панели контроля и индикации.

Каждому отказу ставится в соответствие флаг, который представляет собой бит: значение «1» соответствует наличию отказа, «О» - отсутствию.

Флаги некоторых отказов выставляются в соответствие с сигналом, поступившим на логический вход контроллера. Другие флаги определяются работой периферийных модулей микропроцессора С167. В то же время ряд флагов отказов вычисляется в алгоритме диагностики в соответствие с логическими выражениями. Пример вычисления флага отсутствия нуля для якорного тока привода подъема:

NulIanchH = (|IanchH|>IanchH_Nul)

&& (CurrentLoopBackH= 1) (4) && (Timer AnchH_Flag=0), где IanchH - якорный ток привода подъема; && - символ логического умножения; IanchH Nul - допустимая погрешность нуля якорного тока привода подъема;

CurrentLoopBackH - флаг введения размагничивающей обратной связи по току в приводе подъема;

TimerAnch Flag - флаг работы таймера выдержки времени на переходный процесс в якорной цепи привода подъема.

Аналогичные выражения используются для контроля якорного напряжения привода подъема, а также для контроля якорных токов и напряжений в других приводах.

Отказы в системе классифицируются по реакции на них микропроцессорной системы управления.

Класс «Р» - отказы вычислительного ядра платы главного контроллера микропроцессорной системы.

Класс «АН» - отказы, влияющие на работу всех главных приводов.

По воздействию на главные приводы отказы данного класса делятся на приведенные ниже группы. Группа «Запрет включения и разбор». Отказы этой группы

• приводят к срабатыванию сигнализации с выдачей соответствующих диагностических сообщений;

• запрещают включение питания звена постоянного тока и сбор приводов;

• приводят к выдаче на регуляторы возбуждения генераторов нулевых заданий;

• если приводы уже были собраны, то

о отключается питание звена постоянного тока; о отключаются контакторы возбуждения; о накладываются тормоза;

о снимаются импульсы управления с транзисторов возбудителей. Группа «Запрет включения».

Эту группу образует единственный отказ - отсутствие нуля напряжения на шинах звена постоянного тока. Воздействие

отказа на приводы сводится к сигнализации и запрету включения питания звена постоянного тока и последующей сборки приводов.

Группа «Только сигнал».

В эту группу также входит один отказ - снижение частоты напряжения сети ниже 44 Гц.

Классы «Н». «С» и «8» - отказы, влияющие на работу привода подъема ("Н"), напора ("С") и поворота ("8"), соответственно.

По воздействию защит на привод рассматриваемые отказы также делятся на группы.

Группа «Полный разбор привода». Такой разбор привода подразумевает:

• сигнализацию и выдачу диагностического сообщения;

• принудительную выдачу нулевого задания на регулятор возбуждения соответствующего генератора;

• запрет включения контактора возбуждения генератора и растормаживания, если до возникновения отказа этот контактор был включен;

• отключение контактора возбуждения генератора;

• наложение тормозов соответствующего привода;

• снятие импульсов управления с транзисторов соответствующего возбудителя.

Группа «Наложение тормоза».

К данной группе для каждого из приводов отнесен отказ, заключающийся в отсутствие соответствующего сигнала ко-мандоаппарата.

При возникновении данного отказа производится управляемая регулятором остановка привода. При этом производится:

• сигнализация с выдачей диагностического сообщения;

• принудительная выдача нулевого задания на регулятор возбуждения соответствующего генератора;

•запрет возбуждения генератора и растормаживания, если привод не был собран до возникновения отказа;

• наложение тормозов на двигатели соответствующего привода, если до выявления отказа привод уже работал. Группа «Запрет растормаживания».

В эту группу для каждого привода также входит единст-

венный отказ - ненулевой сигнал задания при наложенных тормозах. При этом отказе производится:

• сигнализация с выдачей диагностического сообщения;

• принудительная выдача нулевого задания на регулятор возбуждения соответствующего генератора;

• запрет растормаживания привода до возвращения ручки командоаппарата в нулевое положение.

Группа «Только сигнализация».

В эту группу отказов для каждого из приводов входят смещения нулей аналоговых трактов.

Использование приведенной выше классификации отказов позволяет упростить алгоритмы режимной автоматики за счет использования в них не отдельных битов отказов, а битовых полей, и унификации этих алгоритмов для приводов подъема, напора и поворота.

Положение 3

Математическое моделирование и экспериментальные исследования процессов, возникающих в обмотках возбуждения машин постоянного тока при питании от транзисторного возбудителя с широтно-импулъсным регулированием напряжения, позволяют оценить величину перенапряжений и начальное распределение напряжения по элементам обмотки и кабельной линии.

При питании обмотки возбуждения машины постоянного тока от транзисторного возбудителя с широтно-импульсным регулированием на элементах системы возникают перенапряжения, обусловленные распределенными параметрами кабельной линии и самой обмотки возбуждения.

Для определения влияния на величину перенапряжений и характер начального распределения напряжения по элементам обмотки проведены следующие виды исследований:

• Лабораторные исследования на малой машине (2ПБ112, 0,75 кВт) от генератора прямоугольных импульсов.

• Исследования на полномасштабном макете обмотки возбуждения генератора 1113-220-1000 от транзисторного возбудителя.

• Компьютерное моделирование. Экспериментальные исследования были проведены на ма-

кете обмотки возбуждения, включающим в себя три штатных катушки полюсов от генератора ГПЭ 220-1000 У2-М и исследуемую катушку, содержащую дополнительные потенциальные выводы в соответствии с принципиальной схемой рис.5.

При проведении экспериментальных исследований получены следующие зависимости:

• Зависимость распределения перенапряжений от схемы подключения возбудителя;

• Зависимость распределения перенапряжений от схемы подключения полюсов обмотки возбуждения;

• Зависимость распределения перенапряжений от напряжения звена постоянного тока (Ш);

• Зависимость распределения перенапряжений от скорости изменения напряжения возбудителя;

•Влияние на перенапряжения распределенных параметров проводных и кабельных линий, а также согласующих цепей;

Рис. 5. Принципиальная схема исследуемой катушки макета обмотки возбуждения.

Проведенное моделирование процессов на разработанных в среде Р8рюе моделях позволяет утверждать, что полученное распределение полностью подтверждает гипотезу о характере начального распределения напряжения в многослойной обмотке, начального распределения напряжения по элементам катушки полюса и напряжений на зажимах катушек обмотки возбуждения машины постоянного тока.

Число слоев п=13 Номер слоя 1 2 3 4 5 в 7 в 9 10 111213

41 ЗУ

Номер витка

—< - штатный (силовой) вывод —о - потенциальный вывод

ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В диссертационной работе содержится научно обоснованные технические разработки, обеспечивающие решение актуальной задачи повышения эффективности работы электроприводов постоянного тока главных механизмов экскаваторов.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы и рекомендации. и 1. Для экскаваторных электроприводов постоянного тока

целесообразным является применение системы Г-Д с транзисторными преобразователями в качестве возбудителей генера-* торов и двигателей.

2. Система управления возбудителями выполняется на микропроцессоре, который выполняет функции управления, контроля, защиты и диагностики системы электропривода.

3. Алгоритм управления экскаваторным электроприводом -универсальный, позволяющий без изменения схемы возбуждения, адаптировать систему, путем перепрограммирования контроллера, к одноковшовому экскаватору любой конструкции.

4. Диагностика экскаваторных электроприводов осуществляется в автоматическом режиме с выводом текущей информации на световую и звуковую сигнализацию и на дисплей. При возникновении нештатных ситуаций система диагностики воздействует на систему защиты.

5. При работе статического возбудителя с широтно-импульсным регулированием напряжения на обмотках возбуждения электрических машин возникают значительные перенапряжения. Для подавления этих перенапряжений должны быть использованы дополнительные защитные средства, мето-

•1 дика расчета и выбора которых приведена в настоящей работе.

6. Результаты экспериментальных исследований предложенной системы экскаваторного электропривода на испыта-

I' тельных стендах ОАО «Электросила» и на экскаваторе типа ЭКГ-10 в ОАО «Апатит», а также опыт промышленной эксплуатации низковольтного комплектного устройства, разработанного на основании диссертационных исследований подтверждают правильность основных результатов работы.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Вологин Н. А., Павлов П. А. Системы управления частотными пусковыми устройствами газовых турбин и угледобывающих экскаваторов. // Конференция молодых специалистов электроэнергетики - 2000. 18-22 сентября 2000 г., Москва. Сборник докладов. М.: Изд. НЦ ЭНАС, 2000 г. с 60 - 61.

2. Вологин Н.А., Зайцев В.А., Северин В.М. Исследование волновых перенапряжений в машинах постоянного тока. // Сборник материалов Всероссийской конференции «Бытовые машины и приборы: подготовка кадров, производство, сервис». 23-24 мая 2002 г. СПб.: Изд. Академии сервиса и экономики. 2002 г. с. 50 - 52.

3. Вологин Н.А., Грузов В.Л., Демагин А.В., Семенов И.М., Томасов B.C., Хрисанов В.И., Худяков В.Ф. Состояние и перспективы развития силовой электроники в Северо-Западном регионе России. 4й UEES'99 // Fourth international conference on unconventional electromechanical and electrical systems. 21-24 june 1999/ Szecin. 1999 г. c. 1095 - 1100.

4. Вологин H.A., Иванов В.В., Сироткин Е.Я. Модернизированная система управления главными приводами карьерного экскаватора. // Сборник Электросила. Выпуск 41. СПб.: Изд. ОАО «Электросила». 2002 г. с. 153 - 166.

5. Вологин Н.А., Козярук А.Е., Рудаков В.В., Кулыгин А.В. Направления модернизации электроприводов главных механизмов карьерных экскаваторов. // Горные машины и автоматика. 2003 г. №5. с. 41 - 44.

6. Вологин Н.А., Кулыгин А.В., Линник В.Б. Универсальный стенд для исследования привода переменного тока. // Межвузовский сборник научных трудов. Проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов на предприятиях и ТЭС. СПб.: Изд. СПГТУРП, 2002 г. с. 224 - 229.

7. Вологин Н.А., Северин В.М. Исследование волновых перенапряжений в машинах постоянного тока. //Сборник "Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ"", серия "Электротехника". СПб.: Изд. СПбГЭТУ "ЮТИ", 2003 г. с. 52 - 57.

РИЦ СПГГИ. 06.11.2003. 3.525 Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

ТЯГ

»19413 /

Введение.

Глава 1. Анализ состояния современного экскаваторного оборудования, постановка задачи управления технологическим процессом экскавации породы для экскаваторов - прямых лопат.

1.1. Обзор существующих схем электроприводов главных механизмов карьерных экскаваторов.

1.2. Анализ характерных недостатков существующих схем электроприводов карьерных экскаваторов.

1.3. Методы и пути устранения недостатков существующих схем электроприводов карьерных экскаваторов.

1.4. Цель и задачи модернизации существующих схем электроприводов карьерных экскаваторов.

1.5. Выводы по первой главе.

Глава 2. Математическое моделирование электроприводов главных механизмов карьерных экскаваторов.

2.1. Особенности главных механизмов карьерных экскаваторов как объектов моделирования.

2.2. Математические модели механической части механизмов подъема, напора и поворота.

2.3. Математические модели электроприводов главных механизмов карьерного экскаватора.

2.4. Результаты моделирования экскаваторных электроприводов.

2.5. Выводы по второй главе.

Глава 3. Статические возбудители для генераторов и двигателей электроприводов главных механизмов карьерных экскаваторов по системе Г-Д.

3.1. Технические требования, предъявляемые к возбудителям генераторов и двигателей электроприводов экскаваторов.

3.2. Особенности построения возбудителей на ЮВТ-модулях в электроприводах экскаваторов.

3.3. Технические требования к системе управления и регулирования.

3.3.1. Требования к аппаратной части.

3.3.2. Цифровые регуляторы электроприводов главных механизмов экскаватора.

3.3.3. Сопоставление качества работы аналогового и цифрового регуляторов на аналоговой модели привода.

3.4. Реализация предложенных решений в низковольтном комплектном устройстве Ш3801М У2 карьерного экскаватора ЭКГ-10.

3.4.1. Транзисторные возбудители и микропроцессорная система управления.

3.4.2. Управление релейно-контакторной схемой экскаватора.

3.5. Алгоритмическое и программное обеспечение микропроцессорной системы управления.

3.5.1. Алгоритмы регулирования.

3.5.2. Широтно-импульсное регулирование.

3.5.3. Алгоритмы диагностики и режимной автоматики.

3.5.4. Алгоритмы обмена с панелью контроля и индикации.

3.6. Выводы по третьей главе.

Глава 4. Защита приводов, диагностика и локализация отказов.

4.1. Защиты электроприводов главных механизмов экскаватора.

4.1.1. Защита от отказов вычислительного ядра платы центрального контроллера.

4.1.2. Защита от непоступления в вычислительное ядро сигналов заданий.

4.1.3. Защита от отказов модулей IGBT и драйверов возбудителей.

4.1.4. Защиты от недопустимого изменения напряжения на шинах звена постоянного тока.

4.1.5. Контроль частоты.

4.2. Классификация отказов.

4.3. Принципы организации системы диагностики и локализации отказов

4.4. Алгоритмы диагностики.

4.5. Выводы по четвертой главе.

Глава 5. Исследования перенапряжений в обмотках возбуждения генераторов и двигателей карьерных экскаваторов при питании от транзисторных возбудителей.

5.1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи исследования.

5.2. Экспериментальные исследования перенапряжений в обмотках возбуждения машин постоянного тока.

5.2.1. Макет обмотки возбуждения (MOB) и методика проведения исследований.

5.2.1.1. Конструкция макета и принципиальная схема.

5.2.1.2. Оценка адекватности параметров макета параметрам обмотки возбуждения.

5.2.1.3. Оценка влияния измерительной аппаратуры.

5.2.2. Экспериментальные исследования перенапряжений на MOB.

5.2.2.1. Распределение фронта нарастания напряжения по элементам MOB.

5.2.2.2. Распределение перенапряжений по элементам MOB.

5.2.2.3. Распределение собственных колебаний по полюсам.

5.2.2.4. Распределение перенапряжений по слоям MOB.

5.2.2.5. Распределение перенапряжений между слоями обмотки. 123 ^ 5.2.2.6. Распределение перенапряжений между витками 1 и слоя обмотки.

5.2.2.7. Влияние проводной линии на процессы в MOB.

5.2.2.8. Влияние шунтирующих цепочек на перенапряжения в обмотке возбуждения.

5.3. Моделирование перенапряжений в обмотке возбуждения МПТ.

5.4. Исследование влияния типа силовой линии и схем соединения обмоток возбуждения Ml 11 на перенапряжения.

5.4.1. Влияние схемы соединения полуобмоток.

5.4.2. Влияние типа линии при последовательном соединении обмоток возбуждения нескольких двигателей.

5.4.3. Влияние R-C цепей. t 5.5. Волновые параметры проводной и кабельной линий связи.

5.6. Выводы по пятой главе.

Одноковшовые карьерные экскаваторы - лопаты являются основной горной машиной при производстве погрузочно-разгрузочных работ на открытых горных разработках. От бесперебойной работы экскаваторов существенно зависит эффективность работы горного предприятия в целом. Этим продиктованы весьма жесткие требования к производительности и эксплуатационной надежности карьерных экскаваторов.

Находящиеся сейчас в эксплуатации экскаваторы оснащены электроприводами главных механизмов по схеме силовой магнитный усилитель - генератор - двигатель (СМУ-Г-Д) постоянного тока - экскаваторы самых массовых серий ЭКГ-5А и ЭКГ-8И. На отдельных экскаваторах серии ЭКГ-10 и ЭКГ-12,5 использованы тиристорные возбудители генераторов, то есть, реализована система ТВ-Г-Д. На экскаваторах ЭКГ-20 использованы электроприводы с тири-сторными преобразователями в якорных цепях - схема ТП-Д.

В то же время сегодняшний уровень развития силовой преобразовательной техники позволяет с успехом применять в экскаваторных электроприводах полупроводниковые преобразователи на полностью управляемых коммутируемых элементах типа силовых транзисторных модулей (IGBT) и полностью управляемых (запираемых) тиристорах (IGCT).

Высокие динамические и эксплуатационные характеристики экскаваторных электроприводов могут быть обеспечены за счет разработки и использования новых алгоритмов управления, реализуемых с помощью современной микроэлектронной техники.

В части алгоритмического обеспечения системы регулирования экскаваторными электроприводами требуют совершенствования и унификации алгоритмов управления. В связи с особой важностью на современном этапе алгоритмического обеспечения экскаваторных электроприводов настоящая работа посвящена описанию структуры, алгоритмов и особенностей реализации современных и перспективных систем управления электроприводами главных механизмов карьерных экскаваторов.

Недостатки, присущие существующим системам электроприводов главных механизмов экскаваторов, условно можно разделить на три группы:

I - Недостатки силовой схемы электроприводов. В системе Г-Д это большая установленная мощность электрических машин; пониженный к.п.д.; высокая инерционность цепей возбуждения генераторов. В системе ТП-Д - низкий коэффициент мощности из-за фазового управления тиристорами, проявление в карьерных сетях высших гармонических составляющих тока, и, как следствие, необходимость применения фильтрокомпенсирующих устройств.

II - Большое разнообразие систем управления, различные принципы формирования экскаваторных характеристик не только у разных типов экскаваторов, но и у разных механизмов одного и того же экскаватора и, даже, у одного и того же электропривода при разных положениях рукоятки командоконтролле-ра. Использование морально устаревшей элементной базы не позволяет реализовать современные принципы управления в экскаваторных приводах, что приводит к сложностям при эксплуатации, наладке и обслуживании электроприводов.

III — Недостатки, связанные с необходимостью обеспечения непрерывного контроля состояния оборудования экскаватора в процессе эксплуатации и диагностики технического состояния его отдельных узлов и систем.

Уровень систем контроля на существующих экскаваторах ограничивается установкой контрольно-измерительных приборов в кабине, а средства диагностики на них почти не предусмотрены. Система автоматизации должна решать в комплексе вопросы контроля состояния отдельных узлов машины, сигнализации о возникающих перегрузках, учета производительности, продолжительности и количества циклов экскавации, а также расхода электроэнергии. Создание подобной комплексной системы управления, информации и контроля возможно только на базе микропроцессорной техники.

Все перечисленные недостатки существующих систем электропривода главных механизмов экскаваторов негативным образом сказываются на эффективности работы не только электрического, но и механического оборудования.

Возможны различные пути преодоления перечисленных недостатков экскаваторных электроприводов. Модернизация электроприводов постоянного тока, безусловно, не является путем радикальным. На современном этапе очевидной становится необходимость перехода к электроприводам переменного тока с частотным управлением. В то же время достаточно продолжительный период эксплуатация экскаваторов с электроприводами постоянного тока будет продолжаться, особенно - экскаваторов с объемом ковша от 5 м3 до 10м3, так как они, в основном, ориентированы на небольшие карьеры. На таких предприятиях экономически и организационно трудно обеспечить в короткий срок массовое обновление экскаваторного парка.

С учетом очевидных недостатков существующей системы Г-Д основные направления совершенствования экскаваторных электроприводов следующие:

1. Модернизация системы возбуждения генераторов на основе применения статических возбудителей генераторов и двигателей главных механизмов с использованием силовых IGBT модулей.

2. Создание комплексной системы управления, информации и контроля путем возложения функций управления электроприводами главных механизмов, оперативного контроля состояния элементов и диагностики работоспособности системы на микропроцессорное управляющее устройство.

В настоящее время активно ведутся работы по созданию экскаваторного электропривода переменного тока, как в Российской Федерации, так и за рубежом. Среди них можно выделить работы Ключева В.И., Портного Т.З. Миронова JI.M., Постникова С.М., Сапелъникова А.С., Ольховикова Б.В., Березина В.В., Полинского М.Б., Дружинина А.В., Бабенко А.Г., Парфенова Б.М. и многих других. Из зарубежных разработок большой интерес представляют предложения фирм ABB и Siemens, вышедших на рынок с комплектными экскаваторными электроприводами переменного тока.

В то же время создание современных комплектных систем экскаваторных электроприводов постоянного тока на сегодняшний день является актуальной задачей. В первую очередь они предназначены для модернизации существующего экскаваторного парка при максимальном сохранении силового электромеханического оборудования, но ими можно укомплектовать также новые машины на постоянном токе, выпуск которых пока еще не прекращен.

Защищаемые научные положения

1. Совершенствование системы управления электроприводами главных механизмов экскаватора с использованием современной элементной базы может быть выполнено на основании структуры и алгоритмов управления, полученных путем математического моделирования экскаваторных электроприводов с учетом особенностей механизма как объекта управления и с использованием стандартных пакетов программ.

2. Организация и алгоритм функционирования системы контроля и диагностики для экскаваторных электроприводов при помощи микропроцессорной системы управления, действующий в автоматическом режиме, позволяет эффективно производить поиск неисправностей, просмотр аналоговых и логических сигналов, а также настройку приводов без использования дополнительных приборов.

3. Математическое моделирование и экспериментальные исследования процессов, возникающих в обмотках возбуждения машин постоянного тока при питании от транзисторного возбудителя с широтно-импульсным регулированием напряжения, позволяют оценить величину перенапряжений и начальное распределение напряжения по элементам обмотки и кабельной линии.

5.5. Выводы по пятой главе

По результатам экспериментальных исследований MOB и компьютерного моделирования можно сделать следующие выводы:

1. Короткий фронт напряжения вызывает в элементах MOB высокочастотные (ВЧ) и низкочастотные (НЧ) колебания напряжения. Частота собственных НЧ колебаний напряжения катушки полюса составляет 40 - 45 кГц и совпадает с резонансной частотой полюса. Максимальное значение амплитуды НЧ колебаний достигает 35% от установившегося значения.

2. Амплитуды колебаний больше на полюсах, подключенных к коллектору коммутируемого ключа. Перенапряжения на средних полюсах существенно меньше, чем на крайних. Распределение перенапряжений более равномерное и не зависит от схемы соединения катушек.

3. Скорость нарастания напряжения существенно влияет на величину и характер распределения ВЧ составляющей напряжения.

4. Максимальное увеличение напряжения между соседними витками относительно установившего значения зафиксировано между 1-ми 2-м витками 1 -го полюса (в 27 раз, 8 В). Однако абсолютное значение максимального напряжения зафиксировано между 1-м витком 1-го слоя и последним витком 2-го слоя (40 В).

5. Проводная линия является фильтром высоких частот, сглаживающим фронт напряжения ШИР. Одновременно она является источником колебаний весьма значительной амплитуды.

6. Шунтирующие RC-цепочки эффективно подавляют колебания, обусловленные распределенными параметрами проводной линии, а также НЧ колебания полюса и практически не влияют на внутренние ВЧ перенапряжения.

7. При параллельном соединении полуобмоток уменьшать напряжение обмоток возбуждения целесообразно путем уменьшения Ud, а не увеличения скважности импульсов ШИР.

8. При последовательном соединении ОВ нескольких двигателей целесообразно изменять скважность ШИР, не увеличивая Ud.

9. При последовательном соединении обмоток возбуждения собственные колебания проводной линии эффективно гасятся независимо от схемы соединения полуобмоток путем подключении на зажимы линии шунтирующей RC-цепочки с сопротивлением R, равным характеристическому сопротивлению проводной линии.

10. При последовательном соединении обмоток различных двигателей тип силовой линии не оказывает влияния на перенапряжения на зажимах.

11. Во всем диапазоне изменения параметров силовой линии (для рассматриваемого типа приводов) частота собственных колебаний линии изменяется не более, чем в 2 раза, а характеристическое сопротивление - менее, чем на порядок.

12. Разработанные модели обмотки возбуждения и силовой линии связи возбудитель - обмотка возбуждения адекватно отражают распределенные параметры обмотки и кабеля, и могут быть использованы для дальнейших исследований других типов электрических машин постоянного тока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы и дать рекомендации.

1. Для экскаваторных электроприводов постоянного тока целесообразным является применение системы Г-Д с транзисторными преобразователями в качестве возбудителей генераторов и двигателей.

2. Система управления возбудителями выполняется на микропроцессоре, который выполняет функции управления, контроля, защиты и диагностики системы электропривода.

3. Алгоритм управления экскаваторным электроприводом - универсальный, позволяющий без изменения схемы возбуждения, адаптировать систему, путем перепрограммирования контроллера, к одноковшовому экскаватору любой конструкции.

4. Диагностика экскаваторных электроприводов осуществляется в автоматическом режиме с выводом текущей информации на световую и звуковую сигнализацию и на дисплей. При возникновении нештатных ситуаций система диагностики воздействует на систему защиты.

5. При работе статического возбудителя с широтно-импульсным регулированием напряжения на обмотках возбуждения электрических машин возникают значительные перенапряжения. Для подавления этих перенапряжений должны быть использованы дополнительные защитные средства, методика расчета и выбора которых приведена в настоящей работе.

6. Результаты экспериментальных исследований предложенной системы экскаваторного электропривода на испытательных стендах ОАО «Электросила» и на экскаваторе типа ЭКГ-10 в ОАО «Апатит», а также опыт промышленной эксплуатации низковольтного комплектного устройства, разработанного на основании диссертационных исследований подтверждают правильность основных результатов работы.

1. Сатовский Б.И., Ярцев Г.М., Полещук П.И., Цветков В.Н., Ясенев Д.А. Современные карьерные экскаваторы. М.: Недра, 1971.

2. Ярцев Г.М., Желобанов П.В., Камышев Б.С., Старенький В.А. Экскаваторы ЭКГ-4,6А и ЭКГ-4,6Б. Конструкция и эксплуатация. М.: Машиностроение, 1970.

3. Бариев Н.В. Схемы управления электроприводами мощных экскаваторов и их наладка. M-JL: Госэнергоиздат, 1962.

4. Бариев Н.В. Электрооборудование одноковшовых экскаваторов. М.: Энергия, 1980.

5. Махно Д.Е. Эксплуатация и ремонт карьерных экскаваторов в условиях Се-вера.-М.: Недра, 1984.

6. Соловьев А.С. Динамика электромеханических систем электроприводов карьерных экскаваторов. Л.: Изд. ЛГИ, 1989.

7. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода. М.: Энергия, 1971.

8. Электропривод и автоматизация мощных машин. ПО "Уралмаш". НИИ тяжелого машиностроения. Свердловск. 1988.

9. ТУ3431-092-05757908-98 «Комплектный электропривод главных механизмов экскаватора ЭКГ-10 типа ЭПЭ-ЭКГ10У2 .Срок действия установлен с 01.05 1998 г.

10. Мороз В.И. Усовершенствование и способ анализа электропривода постоянного тока карьерных экскаваторов с тиристорными возбудителями генератора. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

11. Львов. ДУ "Льв1вська полггехшка". 1996 г.

12. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых горных работ. Учебник для Вузов. 2-е изд. переработанное и дополненное. - М.: Недра, 1985.

13. Сандригайло И.Н., Цветков В.Н. Новый карьерный экскаватор ЭКГ-12 и его модификации. / Горный журнал, № 7, 1999.

14. Красников Ю.Д. Современные тенденции развития горной техники. / Горный журнал. № 1, 2000 г.

15. Соловьев А.С., Соловьев B.C. Электропривод одноковшовых экскаваторов. Л.: Изд. ЛГИ, 1978.

16. П.Волков Д.П., Каминская Д.А. Динамика электромеханических систем экскаваторов. М.: Машиностроение, 1971.

17. Кулешов А.А. Мощные экскаваторно-автомобильные комплексы карьеров. -М.: Недра, 1980.

18. Розенцвейг А.В., Бессонов И.В., Копысов Н.А. и др. Сравнение различных систем электропривода карьерных экскаваторов. Ж. Промышленная энергетика, 1980, № 4

19. Амбарцумян Н.А., Рудаков В.В., Соловьев А.С. Синтез САУ экскаваторных электроприводов с упругими связями. Электротехническая промышленная серия «Электропривод», 1982, вып. 4 (102).

20. Полинский М.Б. Разработка и исследование локальных систем автоматизации одноковшовых экскаваторов с электроприводом переменного тока. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -= М.: МГИ, 1989.

21. Системы электропривода и электрооборудование роторных экскаваторов/ Ю.Т. Калашников, А.О. Горнов, В.Н. Остриров и др. М.: Энергоатомиздат, 1988.

22. Копырин B.C., Лихошерст В.И., Соколов М.М. Тормозные режимы системы преобразователь частоты двигатель. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

23. Мительман М.В., Мирошкин П.П. Совершенствование электроприводов экскаваторов. -М.: Недра, 1987.

24. Амбарцумян Н.А., Дартау В.А., Рудаков В.В., Соловьев А.С. Косвенные методы контроля трудноизмеряемых координат электроприводов с упругими связями. Электротехническая промышленность, серия «Электропривод», 1980, вып. 3 (83).

25. Столяров И.М., Амбарцумян Н.А., Емельянов А.П. Выявительные устройства САУ электроприводов горных машин и установок. — Л.: Изд. ЛГИ, 1984.

26. Дружинин А.В., Бабенко А.Г. Использование экспертных систем в информационно-управляющих комплексах одноковшовых экскаваторов // Изв. вузов. Горный журнал.-1992. № 7.

27. Бабенко А.Г., Покшин А.В. Применение методов теории нечетких множеств для управления главными электроприводами одноковшовых экскаваторов. // Изв. вузов. Горный журнал.-1997. № 9-10.

28. Nash J.N. Direct Torque Control, Induction Motor Vector Control Without an Encoder // IEEE Transaction On Industry Application. 1997. Vol. 33, № 2.

29. Лисицын В.П. Схемы управления электроприводами экскаватора ЭКГ-12,5. М.: Недра. 1978.

30. Гайдукневич В.И., Титов B.C. Случайные нагрузки силовых электроприводов. — М.: Энергоатомиздат, 1983. 43 .Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. — М.: Энергия, 1980.

31. CHIP NEWS, N1, 1999 г. Цифровое управление электроприводом.-М.

32. Тиристорный электропривод рудничных и взрывозащищенных электроустановок. / Справочное пособие. Под редакцией Пархоменко А.И. М:, Недра, 1991.

33. Ключев В.И., Миронов J1.M., Резниковский A.M. и др. Разработка и исследование экскаваторных электроприводов. / Электротехника, № 2, 2000 г.

34. Тиристорные электроприводы карьерных экскаваторов в цветной металлургии. Обзорная информация. Серия: Общеинженерные вопросы цветной металлургии. ЦНИИ цветмет экономики и информации. 1980 г.

35. Электрооборудование на 1140 В для угольных машин и комплексов. /Траубе Е.С., Волощенко Н.И., Дзюбон B.C. и др. — М.: Недра, 1991.

36. Портной Т.З., Парфенов Б.М., Коган А.И. Современное состояние и направления развития электротехнических комплексов одноковшовых экскаваторов. Под общей редакцией Б.И. Абрамова. М.: "Знак". 2002 г.

37. БО.Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. JL: "Энергия", 1973.

38. Dual SCALE Driver 2SD106AI-17.Copyright 1998, 1999 by CT-Concept Technology Ltd. Switzerland. 1999.

39. Буль Ю. Я., Симонов Ю. В. Выбор параметров тиристорных возбудителей для электроприводов экскаваторных механизмов. М.: Электричество, 1976, № 11.

40. Симонов Ю. В. Исследование динамических нагрузок электроприводов копающих механизмов одноковшовых экскаваторов. Автореферат диссертации на соискание уч. степени канд. тех. наук. М: МЭИ, 1976.

41. Иванов В.В., Сироткин Е.Я., Вологин Н.А. Модернизированная система управления главными приводами карьерного экскаватора. Сборник Электросила. Выпуск 41. СПб.: Изд. ОАО «Электросила», 2002.

42. Преобразователи частоты ACS 600 // Технический каталог. Хельсинки: "ABB Industry Оу", 1998.

43. Хейгеман Л., ЯнгД. Прикладные итерационные методы. М.: Мир, 1986.

44. С167 Derivatives 16-Bit CMOS Single-Chip Microcontrollers. User's Manual 03.96. Version2.0. Siemens AG. 1996.

45. CAN Specification 2.0, Part B. CAN in Automation, Am Weichselgarten 26, D-91058. Erlangen.

46. Петров Г.Н. Трансформаторы. Том 1. Основы теории. Москва Ленинград: ГЭИ, 1934.

47. Петров Г.Н., Абрамов А.И. Междувитковые напряжения в обмотках ЭМ при волновых процессах. // Электричество, 1954, №7.

48. Петров Г.Н. Электрические машины. 4.1. Трансформаторы. М. Л.; Энергия, 1956.67 .Люлъко В. А., Мамонова О.М. Перенапряжения в блоках генератор-трансформатор.// Электричество, 1968, №5.6%.Каганов З.Г. Волновые явления в ЭМ. М.: Изд-во СОАН СССР, 1964.

49. Каганов З.Г. Волновые напряжения в электрических машинах. М.: Энергия, 1970.

50. Каганов З.Г. Электрические цепи с распределенными параметрами. М.: Энергоатомизд, 1990.

51. Геллер Б., Веверка А. Импульсные процессы в электрических машинах. М.: Энергия, 1973.

52. Berth М. Elektrische Belastung der Wicklungisolierung pulsumrichtergespeister Niederspannungsmotoren. Fortschr.-Ber. VDI Reihe 21 Nr. 247. Duesseldorf: VDI-Verlag 1998.

53. Kaufhold M. Elektrisches Verhalten der Windungsisolierung von Niederspan-nungsmaschinen bei Speisung durch Pulsumrichter. Fortschr.-Ber. VDI Reihe 21 Nr. 172. Duesseldorf: VDI-Verlag 1995.

54. А.Беспалов В.Я., Зверев К.Н. Волновые процессы в обмотке индуктора АД припитании от ПЧ-ШИМ. // Электротехника, 1999, №9. 75.Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. JT: Энергоатомиз-дат, 1986.

55. Нейман Л.Р., Калантаров П.Л. Теоретические основы электротехники. Ч.З. М: ГЭИ, 1948.1. .Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М., Высш. школа,1973.