МАГІСТЕРСЬКА РОБОТА Тема: Підвищення ефективності апаратури керування технологічними та механічними системами Бел. АЗ 75131. Магістрант Карпов К. О.
Зовнішній вигляд самоскиду БЕЛАЗ 75131
Загальні характеристики самоскиду типу БЕЛАЗ 75131 Вантажопідйомність 130 т; Маса самоскиду 105 т; Максимальна швидкість руху 42 км/г; Ухил, на якому гальмівна система забезпечує непорушність самоскида повної маси, 16%; Двигун: Cummins КТА 50 -С : Дизельний чотиритактний з V-образним розташуванням циліндрів, газотурбінним надувом і проміжним охолодженням надувчого повітря, Номінальна потужність 1194 к. Вт; Тяговий електропривод : Змінно-постійного струму, включає тяговий синхронний генератор, тягові електродвигуни, силові трифазні випрямлячі, вентильовані гальмівні резистори, комутаційну апаратуру і систему автоматичного керування ; Тяговий генератор: ГС 525 А, Потужність на тягу 1000 к. Вт; Тяговий електродвигун ЭК-420, Потужність 420 к. Вт;
Загальні відомості про електропривод самоскиду. Схема електричних з’єднань та демонстрація монтажу.
Схема керування автоматизованим електроприводом До складу ТЕП входять : тяговий генератор G, тягові електродвигуни M 1 і M 2, гальмові резистори R 1 і R 2, силові випрямлячі UZ 1 - UZ 4, датчики швидкостей обертання ТЕД BR 1 і BR 2, датчики контролю теплового стану ТГ, ТЕД та силових випрямлячів RK 1 - RK 4 , датчик струму RS, датчик положення педалі гальма BC, комутаційна і сигнальна апаратура.
Апаратура управління електричною трансмісією БЕЛАЗ.
Апаратура управління електричною трансмісією БЕЛАЗ.
Принципова схема управління самоскидом Управління струмом збудження генератора G 1 здійснюється РВГ, що являє собою напівкерований несиметричний однофазний мостовий випрямляч на тиристорах VS, VS 2 і діодах VD 3, VD 4. РВГ живиться від обмотки самозбудження S 1 – S 2 тягового генератора, а навантаженням РВГ є обмотка збудження F 1 – F 2 ТГ. Управління тиристорами VS 1, VS 2 здійснюється релейним засобом від блоку А 4 підсилення потужності БУМ 1. РВГ в робочому циклі має два стани: з повністю відкритими тиристорами, коли регулювач працює в режимі неконтрольованого випрямляча, і з повністю зачиненими тиристорами, коли керуючі імпульси на тиристори не подаються. Після відключення керуючих імпульсів при переході РВГ з відчиненого стану в зачинений, струм збудження ТГ подається через послідовно включені діоди VD 3, VD 4. В продовж перерви в роботі РВГ струм в обмотці збудження зменшується в відповідності з постійною часу цієї обмотки. Початкове збудження ТГ G 1 здійснюється підключенням його обмотки збудження до бортової мережі самоскиду з напругою 24 В через струмообмежуючий резистор R 9 і діод VD 5 шляхом контактора КМ 9. В тяговому режимі в силовому ланцюгу утвориться замкнений контур UZ 1 – якірний ланцюг ТЕД М 1 – - UZ 2 – якірний ланцюг ТЕД М 2 – обмотки збудження ТЕД М 2 Д 1 – Д 2 і ТЕД М 1 Д 2 – Д 1 – UZ 1. Реверсування (зміна напрямлення руху) самоскиду здійснюється зміною напрямлення струму в обмотках збудження ТЕД двома парами контакторів КМ 4, КМ 5, і КМ 6, КМ 7.
Тенденції до переходу новою системою управління (СКАТ-01 ЕМ) Призначення Об’єкти розробок Системи управління • Автоматичне управління електроприводом • Адаптивні алгоритми енергетичних режимів транспортних засобів • Діагностування механізмів автомобілю • Великовантажні кар’єрні автомобілі-самоскиди • Гусеничні машини спеціального призначення • СКАТ-10 ЕМ - система контролю автомобільною трансмісією
Структура електронної системи СКАТ кар’єрних самоскидів Бел. АЗ
Приклади вирішення задач СКАТ Динамічні навантаження в трансмісії при переключенні ступенів потужності. Потужність, робота буксування та температура нагріву фрикційних елементів. Крутильні коливання в трансмісії автомобілю. Вібронавантаженість водія та конструктивних елементів автомобілю. Управління стійкістю самоскиду. Взаємодія двигуна, трансмісії та ходової частини. Оцінювання ефективності виконання транспортних робіт автомобілем.
СКАТ-01 у складі електромеханічної трансмісії Бел. АЗ 75131
Режими роботи тягового електроприводу Тягова характеристика Бел. АЗу.
Режими роботи тягового електроприводу Гальмівна характеристика Бел. АЗу.
Режими роботи тягового електроприводу Характеристика при форсованому гальмуванні Бел. АЗу.
Розрахунок потужностей двигунів • Розрахунок потужностей проводиться за формулою: • Визначаємо розрахункову потужність одного двигуна:
Побудова експериментальних тягових характеристик Вага машини з вантажем, кг х 1000 0 50 100 150 200 460 20 440 19 420 18 400 17 380 16 360 15 320 14 300 13 280 12 1 260 11 240 10 220 9 200 2 180 8 А 1 160 7 140 Тягові характеристики систем управління електроприводом: 1 – СКАТ-01 ЕМ; 2 - СУТЕП. 6 120 5 100 А 2 80 4 3 60 2 40 А 0 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 1 32 34 36 Швидкість V, км/г 38 40 42 44 46 48 50 0 Ухил+кочення, % Тягове зусилля Pk, k. H 340
Розрахунок ефективності систем керування Основне рівняння руху самоскида: При вирішенні завдання оптимізації керування необхідно знайти мінімум інтеграла, що визначає інтегральний критерій якості роботи приводу: Для рішення задачі "принципом максимуму" вводиться система диференціальних рівнянь для вектор-функції Ψ: Згідно теоремі про принцип максимуму складемо функцію Гамільтона: Оптимальний закон зміни сили тяги визначається за умови, що Н як функція зусилля повинна приймати максимальне значення:
Аналіз проведених розрахунків
Аналіз виявлення несправностей Загальна методика пошуку несправностей об’єкту СКАТ.
Аналіз виявлення несправностей Внутрішня діагностика СКАТ значно полегшує пошук несправностей, та зменшує час усунення дефекту за допомогою певних базових відомостей: q - використання досвіду попередніх ремонтів в незалежності від того, ким до цього експлуатувався об’єкт; q - використання бази знань стандартних несправностей; q - використовувати швидкий пошук довідки по документації об’єкту; q - використання алгоритмів пошуку несправностей на основі експертних оцінок з використанням розглянутих методів.
Енргоефективність та ефективність систем управління Застосування систем управління СКАТ дозволяє підвищити ефективні показники мобільної машини: q - збільшується середня швидкість рейсу та продуктивність самоскиду; q - зменшуються паливні витрати, збільшується економічність; q - суттєво покращуються умови праці оператора, покращується керованість самоскидом, підвищується комфортність водія; q - забезпечується безпека руху машини; q - забезпечується оперативне отримання інформації про технічний стан механізмів та систем об’єктів керування; q - здійснюється оперативний контроль за виконанням технологічного процесу; q - накопичується інформація, необхідна для планування процесів технологічного обслуговування та ремонтів.
Енергозбереження як концепція до прогресу Постійне підвищення цін на енергоресурси призводить до того, що найбільш енергоємні галузі потерпають від надвисоких збитків. Тому збільшення енргоефективності призводить до підвищення рентабельності виробництва та зростання обсягів реалізації продукції. Енергозберігаючі технології в системі управління зменшують споживання рідкого палива (нафтопродуктів) а також шкідливі викиди продуктів згоряння в атмосферу.
Висновки § § § § У роботі обгрунтовано підхід, розроблені критерії оцінки ефективності і параметри тягових діаграм і перспективних тягових електроприводів Бел. АЗів. Встановлено, що при існуючому управлінні самоскидом втрати електроенергії в динамічних режимах доходять до 17%, а при імпульсному живленні втрати в тягових електричних двигунах при середніх швидкостях руху самоскиду зростають в рази у порівнянні з втратами на постійному струмі, що створює неприпустимий перегрів двигунів при одночасному погіршенні умов їх комутації. Запропоновано спосіб програмного комп'ютерного управління тяговим електроприводом у режимах пуску і гальмування, а також спосіб керування тяговим перетворювачем на підставі модифікованого методу оцінки величин потужності додаткових пульсаційних втрат за критерієм мінімальних втрат електроенергії в імпульсних режимах. Досліджено та встановлено позитивний ефект при використанні запропонованого принципу енергозберігаючого управління тяговим перетворювачем у динамічних режимах. Формалізовані і ідентифіковані параметри алгоритмів оптимального управління, які дозволяють оцінити їх ефективність, вибрати і обгрунтувати перспективний варіант. Досліджено залежність між параметрами запропонованого оптимального управління в функції стану і визначено експлуатаційні параметри робочих частот імпульсного тягового перетворювача Бел. АЗ. Визначено параметри оптимального за швидкодією управління у гальмівних режимах, що підвищує безпеку перевезення вантажу (корисних копалин).
Скачать презентацию МАГІСТЕРСЬКА РОБОТА Тема Підвищення ефективності апаратури керування технологічними
Презентация Microsoft Office PowerPoint.ppt