МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА РУДНИЧНОЙ СЕТИ

DOI: 10.47026/1810-1909-2025-2-124-135

УДК 621.31,004.94

ББК 31.2

Г.А. ФАЛЬКОВ, С.А. ПОПОВ, А.С. ГОРЛОВ

Ключевые слова

система управления, электропривод, качество электроэнергии, MATLAB Simulink, моделирование системы управления, математическое моделирование, имитационное моделирование.

Аннотация

Разработка системы управления для электропривода рудничной сети – перспективная область исследований, которая позволяет осуществлять точный контроль над параметрами работы электропривода (скорость движения подъемного сосуда, усилие грузовой лебедки, ток возбуждения).

Цель исследования – создание модели динамических процессов электропривода для изучения функционирования скиповой подъемной установки в условиях рудничной сети.

Материалы и методы. Моделирование динамических процессов в электроприводе подъемной установки при движении подъемного сосуда по заданной тахограмме производилось в среде MATLAB. Были использованы методы математического моделирования для изучения поведения системы управления электропривода при заданных параметрах настройки контуров регулирования, а также перенастройки контуров для получения требуемых переходных процессов. Моделирование проводилось с учетом допущения, что все элементы модели представляются соответствующими передаточными функциями.

Результаты. Произведены расчет и настройка основных передаточных функций регулятора тока возбуждения, тока якорной цепи, регулирование скорости электропривода. Выполнено сравнение результатов экспериментального измерения и моделирования в программном пакете MATLAB.

Выводы. В рамках исследования проведено моделирование динамических процессов электропривода подъемной установки рудничной сети в программном пакете MATLAB и разработана система управления, которая позволяет контролировать работу электропривода постоянного тока.

Литература

1. Моделирование привода постоянного тока рудничного подъемно-транспортного оборудования / А.М. Беляев, Т.С. Беляева, А.А. Пецык, А.Ю. Фролова // Уголь. 2024. Т. 1177, №. 2. С. 52–57.
2. Нгуен Т.З. Моделирование системы управления электроприводом с двигателем постоянного тока // Производственные технологии будущего: от создания к внедрению: материалы V Междунар. науч. практ. конф. Комсомольск-на-Амуре, 2022. С. 60–63.
3. Пат. 2743485 C1 РФ, МПК H02P 7/18, H02P 3/14, H02P 1/18. Система управления двигателем постоянного тока / Кулимов Н.П., Марголин Ю.Я., Найденко В.Н. [и др.]; заявитель Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова; № 2020116336; заявл. 21.04.2020; опубл. 19.02.2021.
4. Попов С.А., Кривченков В.И. Идентификация постоянной времени якорной цепи двигателя постоянного тока // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2020. №. 33. С. 115–128.
5. Пути повышения энергетической эффективности подземных электрических сетей высокопроизводительных угольных шахт / С.С. Кубрин, А.А. Моисеевский, И. М. Закоршменный, С.Н. Решетняк, Ю.М. Максименко // Уголь. 2022. № 2(1151). С. 4-9.
6. Пыхтеев Н.А. Моделирование автоматизированного электрического привода постоянного тока в программном комплексе MATLAB // Поколение будущего: Взгляд молодых ученых – 2022: сб. науч. ст. 11-й Междунар. молодежной науч. конф. Курск, 2022. Т. 5. С. 126–128.
7. Разработка имитационной модели торможения шахтной подъемной установки в системе MATLAB / С. Гылымулы, Ж.А. Тиагалиева, О.В. Белянкина, А.М. Беляев // Уголь. 2022. № 10(1159). С. 50–54.
8. Рощук Р.Д. Система управления оборотами двигателя постоянного тока на основе обратной связи по току якоря // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, посвящ. 170-летию со дня рождения В.Г. Шухова. Белгород, 2023. Ч. 12. С. 331–337.
9. Труднев С.Ю. Компьютерное моделирование системы регулирования двигателя постоянного тока на примере электропривода траловой лебедки // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2020. № 51. С. 12–18.
10. Шиллерт Д.М., Безгин А.С. Системы управления электроприводом // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всерос. науч. метод. конф. Оренбург, 2024. С. 1319–1322.

Сведения об авторах

Фальков Георгий Александрович – аспирант кафедры высшей математики, Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова, Россия, Белгород (falkov.ga@bstu.ru).

Попов Сергей Александрович – аспирант кафедры высшей математики, Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова, Россия, Белгород (popov_seal@edu.bstu.ru).

Горлов Александр Семенович – кандидат технических наук, доцент кафедры высшей математики, Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова, Россия, Белгород (belgoras@mail.ru).

Формат цитирования

Фальков Г.А., Попов С.А., Горлов А.С. Математическое и имитационное моделирование динамических процессов в электроприводе постоянного тока рудничной сети // Вестник Чувашского университета. 2025. № 2. С. 124–135. DOI: 10.47026/1810-1909-2025-2-124-135.

Загрузить полный текст статьи