Математическая модель асинхронного электропривода с частотным управлением

Для мощных ленточных конвейеров наибольшее распространение получил привод с электродвигателем с фазным ротором. В настоящей работе тоже рассматривается конвейер с таким приводом. Он обеспечивает хороший пуск с любым заданным ускорением и любой длительностью разгона конвейерной ленты. В этом приводе легко осуществляется заданное распределение тягового усилия между приводными барабанами.

Обеспечение плавного пуска в таких электроприводах осуществляется введением сопротивления в роторную цепь электродвигателя. В качестве сопротивления используют металлический ступенчатый реостат или бесступенчатый - жидкостный. Жидкостный реостат позволяет получить наиболее благоприятную пусковую характеристику.

Привод с асинхронным электродвигателем с фазным ротором не удовлетворяет требованию обеспечения длительного движения ленты с пониженной скоростью, необходимой для проведения ревизии ленты, ремонтных работ и при отсутствии груза. Движение конвейерной ленты с пониженной скоростью, достигаемое путем введения в цепь ротора ступеней реостата, связано с большими потерями энергии и, кроме того, крайне неустойчиво, так как происходит при весьма смягченной характеристике.

Управляемость асинхронного электропривода обеспечивается путем одновременного регулирования напряжения и частоты переменного тока, подводимого к статору двигателя. Для реализации этого способа питание двигателя должно осуществляться по системе ПЧ-АД, причем преобразователь частоты может обладать свойствами либо источника напряжения, либо источника тока /41/.

Для надежной работы электропривода необходимо, чтобы максимальный момент двигателя всегда был больше момен та нагрузки, т.е. двигатель обладал достаточной перегрузочной способностью.

Поэтому статический закон частотного управления обычно выводится из условия сохраяеяия перегрузочной способности при любой скорости либо по отношению к текущему значению момента нагрузки, либо по отношению к предельному расчетному моменту /42/.

Закон частотного управления из условия сохраяеяия перегрузочной способности при синусоидальной форме напряжения установлен М.П.Костенко. Этот закон записывается следующим образом: где М и МИ - электромагнитные моменты двигателя.

Известны его частные случаи для регулирования по граничному моменту: а) при постоянном моменте нагрузки U/f = const J б) при нагрузке с постоянной мощностью в) при вентиляторной нагрузке

Эти законы пригодны для двигателей большой мощности, регулируемых в небольшом диапазоне /2:1/.

У исследуемого конвейера применен асинхронный электропривод со следующими техническими данными: Р=560 кВт; Ц, = 6000 В; 1М = 66А; 1М 455А; ІІгн = 755В; /7 = 987 об/мин, COS 9 = 0,86:

На карьере "Трояяово-3" -Марица-Восток были получены реализации карьерного грузопотока для некоторых базовых интервалов времени, при помощи измерительного устройства, непрерывно регистрирующего ток статора асинхронного двигателя верхнего конвейера роторного комплекса R5 -2000, для системы конвейеров в одной из технологических линий. Для регистрации количества груза на конвейере применен быстродействующий самопишущий прибор ЇЇ-320-І, позволяющий непрерывно записывать на диаграммной бумаге величину тока статора. В качестве минимального мерного интервала был принят интервал равный 10 сек. Продолжительность замеров составляла 3 полных рабочих смены, следующих подряд. Ежечасные данные имеются в течение 2 месяцев.

Статистическая обработка сделана по методике, описанной в /39/. Процесс поступления груза на конвейер можно описать как временной ряд, подверженный нерегулярным флукту-ациям. Исследуются 12 пятиминутных реализации (временные ряды) 360 наблюдений, которые представляют собой поступление груза в течение одного часа. Одна из этих реализаций грузопотока показана на рис.7. Чтобы сравнить два временных ряда пользуемся выборочными оценками корреляционных функций (каждый ряд состоит из 30 чисел), которые можно получить, разделив выборочные оценки ковариаций на выборочную оценку дисперсии, т.е.