Проектирование электрической схемы механизма напора экскаватора ЭКГ-10 для идентификации его технологических операций
Исследование процедуры заполнения ковша породой. Создание электромеханической компьютерной модели привода напора экскаватора. Использование элементов библиотек Simscape и SimPowerSysems для моделирования электрической схемы привода напора экскаватора.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2019 |
| Размер файла | 249,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
«Оренбургский государственный университет»
Проектирование электрической схемы механизма напора экскаватора ЭКГ-10 для идентификации его технологических операций
Зенчик В.В., Греков Э.Л., Безгин А.С.
г. Оренбург
На сегодняшний день экскаватор является основным типом землеройных машин, который в роли рабочего органа оснащён ковшом. Основным назначением является разработка различных грунтов (горных пород, полезных ископаемых) и погрузка сыпучих материалов.
Наиболее сложным этапом работы является процедура заполнения ковша породой (экскавация). Здесь главную роль играет привод напора экскаватора. Наблюдение за процессом внедрения ковша в разрабатываемую породу можно вести только косвенно - по скорости движения и характеру заполнения его грунтом. Этот момент времени для привода напора является максимально загруженным.
Для дальнейшей реализации возможности получения рабочих данных электроприводов экскаватора необходимо разработать модель электромеханиеческой системы этих приводов, в данном случае привода напора. электромеханический экскаватор привод напор
При разработке разных моделей сложных электромеханических систем, в том числе и основные привода экскаватора, необходима точная оценка принятия определенного структурного решения. Такую оценку можно дать, проанализировав результаты математической модели, определенного структурного или схемотехнического решения.
Имитационное или компьютерное моделирование -- это частный случай математического моделирования и является методом моделирования объектов и процессов на ЭВМ. Данная операция необходима для воспроизведения работы исследуемой системы на основе результатов, полученных при анализе наиболее существенных взаимосвязей между её элементами или в разработке симулятора исследуемой структуры. Компьютерная модель позволяет воссоздать поведение реальной системы во времени. Причём регулировать время в модели можно: путем замедления, в случае с быстропротекающими процессами и ускорения, для моделирования систем с медленной изменчивостью. Так же имеется возможность имитации поведение таких объектов, реальные эксперименты с которыми дороги, невозможны или опасны
Для создания электромеханической компьютерной модели привода напора экскаватора лучше всего подходит среда MATLAB.
MATLAB -- это пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноимённый язык программирования, используемый в этом пакете. Пакет используют более миллиона инженерных и научных работников, он работает на большинстве современных операционных систем, включая Linux, Mac OS, Solaris (начиная с версии R2010b поддержка Solaris прекращена) и Windows. Для дальнейшей работы рассмотрим подробней одну из программ.
Интерактивная среда Simulink позволяет использовать уже готовые библиотеки блоков для создания электрических, механических и гидравлических систем, а также применять развитый модельно-ориентированный подход при разработке систем управления, различных средств цифровой связи и устройств реального времени.
Для моделирования электрической схемы привода напора экскаватора используются элементы библиотек Simscape и SimPowerSysems.
Структурная схема компьютерной модели , разработанной в среде Simulink , представлена на рисунке 1. Модель содержит три основных блока:
1) асинхронный двухфазный двигатель ДПЭ 200-1/2 ;
2) блок ТНПЧ, в который включены: 2 реверсивных моста, модель питающей сети с трансформаторами и система импульсно-фазового управления (СИФУ);
3) векторная система управления ТНПЧ.
Данная модель работает аналогично алгоритмам программного обеспечения блока управления (БУ) реального экскаватора. Данный блок содержит пару микроконтроллеров: первый реализует функции СИФУ с частотой тактирования программы 36кГц; второй реализует векторную структуру управления с частотой дискретизации равной 4.8кГц. Структура КМ является дискретной и рассчитывается с частотой, равной 36 кГц. Сигналы, поступающие в векторную СУ, передаются через трансмитеры, которые согласовывают основную частоту первого микроконтроллера с частотой расчета векторной СУ второго. Для правильной работы цифровой системы управления необходимо, чтобы сигналы не достигали насыщения. Для этого принимается формат чисел в КМ в виде ±1 о.е., что в программном обеспечении для переменных в шестнадцати битной системе составляет примерно 0х7FFF/0x8001. Максимальные рабочие сигналы СУ в статических режимах приняты равными 0.75 о.е., оставшуюся часть используют для возможного перерегулирования в динамических режимах. Построенная таким образом компьютерная модель является аналогичной двухпроцессорной плате блока управления реального экскаватора.
Моделируемая схема имеет следующие допущения: магнитная цепь машины не насыщается, параметры схемы замещения двигателя не изменяются при изменении скольжения двигателя, то есть не учитывается эффект вытеснения тока, и параметры схемы замещения не изменяются при изменении температуры двигателя.
Блок "ТНПЧ" состоит из блока "set", моделирующего сеть, и двух одинаковых блоков "Tir Rev Vipr", моделирующих работу реверсивного тиристорного трехфазного мостового выпрямителя с СИФУ.
Рисунок 1 - Структурная схема модели электропривода экскаватора ЭКГ-10
Данная компьютерная модель позволяет изучить статические, динамические и энергетические процессы за весь цикл экскавации и особенности дискретных систем управления с различными частотами дискретизации, а также позволит отработать методику настройки и наладки векторной системы управления ТНПЧ и изучить все особенности её работы.
Список литературы
1) Безгин А.С Реализация структурной схемы асинхронного электро- 182 двигателя при ориентации вращающейся системы координат по вектору потокосцепления ротора для программного исполнения. // Труды Всероссийской научно-технической конференции: «Энергетика: состояние, проблемы, перспективы».- Оренбург: ОГУ, 2012 - С.283-293;
2) В.И.Финаев, Е.Н. Павленко, Е.В.Заргарян. Аналитические и имитационные модели: Учебное пособие. - Таганрог: Изд-во Технологического института ЮФУ, 2007. - 310 с.;
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение, описание устройства и технические характеристики механизма подъема карьерного гусеничного экскаватора 4,6Б. Расчёт статических нагрузок механизма и параметров одномассовой и двухмассовой схемы замещения электропривода, режимы подъема ковша.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.04.2019Выбор главной электрической схемы и основного оборудования. Расчет параметров элементов схемы, токов короткого замыкания. Преобразование схемы замещения к простейшему виду. Определение коэффициентов токораспределения в ветвях. Выбор сечения кабеля.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.12.2014Определение напора насоса и выбор его типа с учетом параметров трубопроводов, расчет потерь напора по длине и в местных сопротивлениях. Вычисление эффективного расхода пара на турбину. Исследование кратности охлаждения для конденсатора паровой турбины.
контрольная работа [358,2 K], добавлен 06.05.2014Создание математической модели трехконтурной электрической схемы в среде табличного процессора Excel. Система уравнений для расчета контурных токов. Схема электрической цепи. Влияние изменения параметров схемы тяговой сети на токи тяговых подстанций.
контрольная работа [60,2 K], добавлен 14.12.2010Особенности проектирования электрической части ТЭЦ и подбор основного оборудования. Разработка главной электрической схемы станции, конструкции распределительного устройства. Выбор схемы выдачи мощности в систему с минимальными потерями энергии.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 24.12.2011Принципиальные тепловые схемы электростанции, способы ее расширения, схема питательных трубопроводов. Расчет тепловой схемы теплофикационного энергоблока. Схемы включения питательных насосов и приводных турбин. Расчет напора питательного насоса.
презентация [13,1 M], добавлен 08.02.2014Разработка схемы управления нерегулируемого привода с асинхронным электродвигателем марки АИР71А2 с устройством защиты от токов короткого замыкания и перегрузки. Перечень элементов электрической принципиальной схемы. Обоснование выбора устройства.
контрольная работа [496,7 K], добавлен 20.11.2012Роль электротехники в развитии судостроения. Функциональная схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Принцип работы электрической схемы вентилятора. Технология монтажа электрической схемы, используемые материалы и инструменты.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 12.12.2009Механизм процесса теплоотдачи при кипении воды. Зависимость теплового потока от температурного напора (кривая кипения). Описание устройства измерительного участка. Измерение теплового потока и температурного напора. Источники погрешностей эксперимента.
лабораторная работа [163,2 K], добавлен 01.12.2011Особенности причин появления и расчет на трех участках по длине трубы коэффициента гидравлического трения, потерь давления, потерь напора на трение, местных потерь напора при описании прохождения воды в трубопроводе при условиях турбулентного движения.
задача [250,4 K], добавлен 03.06.2010Расчет затрат тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Определение диаметра трубопровода, числа компенсаторов, потерь напора в местных сопротивлениях, потерь напора по длине трубопровода. Выбор толщины теплоизоляции теплопровода.
контрольная работа [171,4 K], добавлен 25.01.2013Вычисление параметров и характеристик напора при истечении через отверстие в тонкой стенке и насадке с острой входной кромкой (цилиндрической и наружной), с коническим входом, с внутренней цилиндрической, с конически сходящейся и расходящейся насадками.
задача [65,4 K], добавлен 03.06.2010Разработка проекта схемы выдачи мощности атомной электростанции при выборе оптимальной электрической схемы РУ повышенного напряжения. Разработка и обоснование схемы электроснабжения собственных нужд блока АЭС и режима самопуска электродвигателей блока.
курсовая работа [936,1 K], добавлен 01.12.2010Гидравлические трубопроводные системы. Назначение и краткое описание конденсатной системы. Расчет потерь напора в конденсатной и всасывающей магистралях. Нахождение полного коэффициента сопротивления системы, полного напора насоса для ее разных расходов.
курсовая работа [303,5 K], добавлен 07.03.2015Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов. Выбор сечений линий электропередач для различных вариантов схемы развития. Экономическое сравнение вариантов электрической сети. Исследование аварийных и послеаварийных режимов электрической сети.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.12.2014Потери напора на трение в горизонтальных трубопроводах. Полная потеря напора как сумма сопротивления на трение и местные сопротивления. Потери давления при движении жидкости в аппаратах. Сила сопротивления среды при движении шарообразной частицы.
презентация [54,9 K], добавлен 29.09.2013Общая характеристика и сущность привода к масляному выключателю типа BMF-10, порядок и принцип его работы. Определение и расчет геометрических параметров привода, кинематический и механический анализ механизма. Силовой расчет механизма привода и деталей.
курсовая работа [298,3 K], добавлен 06.04.2009Порядок определения суточной производительности компрессной станции, разработка схемы. Расчет требуемого напора, затрат на сооружение линий электропередач. Расчет режима работы нагнетателя I и II ступени сжатия. Подбор пылеуловителей и его обоснование.
курсовая работа [424,6 K], добавлен 13.01.2012Знакомство с этапами проектирования электрической части ТЭЦ-200 мвт. Анализ проблем выбора силовых трансформаторов. Рассмотрение способов ограничения токов короткого замыкания на шинах генераторного напряжения. Особенности составления электрической схемы.
курсовая работа [728,6 K], добавлен 08.12.2013Определение параметров схемы замещения электрической системы. Формирование матрицы узловых проводимостей. Схемы замещения элементов электрической системы и ее расчет. Диагональная матрица проводимостей ветвей. Нелинейные уравнения установившегося режима.
курсовая работа [698,6 K], добавлен 16.11.2009
