Дослідження характеру розподілу втрат під час завантаження конвеєра

Abstract

Показано актуальність дослідження змін енергетичних втрат в електромеханічній системі конвеєрів і в період їх завантаження до рівня об'ємної продуктивності, включаючи підвищення рівня їх енергоефективності, відповідно до аналізу вітчизняних і зарубіжних наукових і патентних джерел, пов’язаних з дослідженням режимів роботи безперервної транспортної системи з гнучким тяговим елементом. Розглянуто режим доставки вантажу на конвеєрну стрічку після досягнення його номінальної лінійної швидкості, тобто після перехідного процесу запуску конвеєра.

Дослідження проводилося на основі моделі багатомоторного високопродуктивного конвеєра, в якому для зниження рівня середньої напруги гнучкого елемента в замкнутому контурі один з двигунів розміщений в хвостовій частині транспортного механізму. Беручи до уваги вимоги до проектування сучасних електроприводів, розглянуто варіант використання уніфікованих електроприводів з асинхронними електродвигунами однакової потужності.

Наведено результати дослідження зміни енергії і ефективності в електромеханічній системі для двох найімовірніших варіантів завантаження стрічкового конвеєра. Розглянуто два варіанти розподілу втрат енергії, а саме: перший варіант — за відсутності регулятора напруги, який дозволяє мінімізувати втрати в електромеханічному перетворювачі, що виникають через зміни технологічних параметрів стрічкового конвеєра і другий варіант — з оптимальним регулятором напруги в структурі системи управління.

Проведено відповідний аналіз розподілу втрат для обох варіантів і визначена доцільність використання закону управління енергією, оптимального для енергоефективності приводних елементів безперервних транспортних систем.

Показана актуальность исследования изменений энергетических потерь в электромеханической системе конвейеров и в период их загрузки до уровня объемной производительности, включая повышение уровня их энергоэффективности, в соответствии с анализом отечественных и зарубежных научных и патентных источников, связанных с исследованием режимов работы непрерывной транспортной системы с гибким тяговым элементом. Рассмотрен режим доставки груза на конвейерную ленту по достижению его номинальной линейной скорости, то есть после переходного процесса запуска конвейера.

Исследование проводилось на основе модели многомоторного высокопроизводительного конвейера, в котором для снижения уровня среднего напряжения гибкого элемента в замкнутом контуре один из двигателей помещается в хвостовую часть транспортного механизма. Принимая во внимание требования к проектированию современных электроприводов, рассмотрен вариант использования унифицированных электроприводов с асинхронными электродвигателями одинаковой мощности.

Приведены результаты исследования изменения энергии и эффективности в электромеханической системе для двух наиболее вероятных вариантов загрузки ленточного конвейера. Рассмотрены два варианта распределения потерь энергии, а именно: первый вариант — при отсутствии регулятора напряжения, который позволяет минимизировать потери в электромеханическом преобразователе, возникающие из-за изменений технологических параметров ленточного конвейера и второго варианта — с оптимальным регулятором напряжения в структуре системы управления.

Проведен соответствующий анализ распределения потерь для обоих вариантов и определена целесообразность использования закона управления энергией, оптимального для энергоэффективности приводных элементов непрерывных транспортных систем.

The urgency of the investigation of the energy losses change in the electromechanical system of the conveyor number and in the period of its loading to the level of volumetric productivity, including the increase of their energy efficiency level, according to the analysis of domestic and foreign scientific and patent literature relating to the investigation of the operation modes of the continuous transport system with a flexible traction element. The mode of cargo delivery to the conveyor belt after reaching its rated linear speed, i.e. after the transient process of starting the conveyor, is considered.

The research was carried out based on the model of a multi-motor high-performance conveyor, in which, in order to reduce the level of the flexible element average tension in a closed loop, one of the motors is placed in the tail part of the transport mechanism. Taking into account the requirements for designing modern electric drives, а variant of using unified electric drive units with asynchronous electric motors of the same power is considered.

The results of the investigation the energy and efficiency losses change in the electromechanical system for the two most probable variants of belt conveyor loading are presented. Two variants of the energy loss distribution are considered, namely: the first variant - in the absence of a voltage regulator, which allows minimizing the losses in the electromechanical converter that arise due to changes in the technological parameters of the belt conveyor and the second variant - with an optimal voltage regulator in the control system structure.

An appropriate analysis of the distribution of losses for both variants is carried out and the expediency of using the energy management law optimal for the energy efficiency of the drive elements of continuous transport systems is determined.