Филиал Национального исследовательского университета «МЭИ» в г. Смоленске, Смоленск, Россия:

С. П. Курилин, проф. каф. электромеханических систем, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: sergkurilin@gmail.com

Повышение надежности конвейерных обжиговых машин является актуальной научно-технической задачей. Анализ показывает, что наименее надежными звеньями электропривода машины является электродвигатель и система редуцирования частоты вращения электродвигателя. Безредукторный модульный электропривод позволяет исключить систему редуцирования частоты вращения. При этом модульный принцип построения разделяет на составляющие вращающий момент устройства, что обеспечивает ему резервирование мощности и повышение надежности. Выполнена компоновка безредукторного модульного электропривода из 12 тяговых линейных модулей. Приведены результаты компоновочного проектирования тягового линейного модуля с тяговым усилием 9,1 кН при скорости вторичного элемента 9,04 м/мин. Совокупность из 11 таких модулей обеспечивает приводному барабану конвейера необходимый вращающий момент 480 кНм и частоту вращения 0,3 мин–1. Двенадцатый тяговый линейный модуль реализует форсированный режим эксплуатации электропривода, его используют как резервный. Приведенные в статье технические характеристики безредукторного модульного электропривода дают детальную информацию о его статических и динамических свойствах. Следствием низкочастотного вращения приводного барабана является низкая перегрузочная способность рассматриваемого устройства, что может привести к остановке конвейера при значительном возрастании нагрузки. Частично отмеченный недостаток удается устранить переходом на форсированный режим эксплуатации электропривода, а в широких пределах — повышением напряжения питания тяговых линейных модулей. Применение безредукторного модульного электропривода в конвейерных обжиговых машинах и достигаемое при этом повышение их надежности дает экономический эффект, составляющий для машины ОК-306 3,22 млн руб/ч. Модульный принцип построения рассматриваемого устройства гарантирует работоспособность конвейера обжиговой машины и позволяет отказаться от резервного электропривода.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-61-00096, https://rscf.ru/project/22-61-00096/

1. Угаров А. А., Эфендиев Н. Т., Кретов С. И., Шарковский Д. О. и др. Энергоэффективная обжиговая машина четвертого поколения МОК-1-592М // Сталь. 2020. № 3. С. 2–7.
2. Варичев А. В., Угаров А. А., Эфендиев Н. Т., Кретов С. И. и др. Разработка и ввод в эксплуатацию современной обжиговой машины МОК-1-592 в ПАО «Михайловский ГОК» // Горная промышленность. 2017. № 3. С. 16–20.
3. Абзалов В. М., Брагин В. В., Вяткин А. А., Евстюгин С. Н. и др. Разработка обжиговой конвейерной машины нового поколения // Сталь. 2008. № 12. С. 13, 14.
4. Dli M. I., Vlasova E. A., Sokolov A. M., Morgunova E. V. Creation of a chemical-technological system digital twin using the Python language // Journal of Applied Informatics. 2021. Vol. 16, No. 1. P. 22–31.
5. Боковиков Б. А., Брагин В. В., Малкин В. М., Найдич М. И. и др. Математическая модель обжиговой конвейерной машины как инструмент для оптимизации тепловой схемы агрегата // Сталь. 2010. № 9. С. 33–37.
6. Долецкая Л. И., Зирюкин В. И., Солопов Р. В. Опыт создания программной модели объекта электроэнергетической системы для исследования работы цифровых средств релейной защиты и автоматики // Прикладная информатика. 2021. Т. 16, № 4. С. 83–95.
7. Borisov V. V., Kurilin S. P., Prokimnov N. N., Chernovalova M. V. Fuzzy cognitive modeling of heterogeneous electromechanical systems // Journal of Applied Informatics. 2021. Vol. 16, No. 1. P. 32–39.
8. Ямамура С. Теория линейных асинхронных двигателей : пер. с англ. — Л. : Энергоатомиздат, 1983. — 180 с.
9. Creppe R. C., Ulson J. A. C., Rodrigues J. F. Influence of design parameters on linear Induction motor end effect // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2008. Vol. 23, No. 2. P. 358–362.
10. Merlin M. N. J., Ganguly C., Kowsalya M. Mathematical modelling of linear induction motor with and without considering end effects using different references // IEEE 1st International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems. 2016. P. 1–5.
11. Cho H., Liu Y., Kim K. A. Short-primary linear induction motor modeling with end effects for electric transportation systems // International Symposium on Computer, Consumer and Control. 2018. P. 338–341.
12. Сарапулов Ф. Н., Смольянов И. А. Исследование тягового линейного асинхронного двигателя конвейерного поезда // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2019. Т. 62, № 1. С. 39–43.
13. Kurilin S. P., Dli M. I., Rubin Y. B., Chernovalova M. V. Methods and means of increasing operation efficiency of the fleet of electric motors in non-ferrous metallurgy // Non-ferrous Metals. 2020. No. 2. P. 73–78.
14. Kurilin S. P., Dli M. I., Sokolov A. M. Linear induction motors for non-ferrous metallurgy // Non-ferrous Metals. 2021. No. 1. P. 67–73.
15. Smolyanov I., Sarapulov F., Tarasov F. Calculation of linear induction motor features by detailed equivalent circuit method taking into account non-linear electromagnetic and thermal properties // Computers and Mathematics with Applications. 2019.Vоl. 78, No. 9. P. 3187–3199.
16. Sarapulov F. N., Goman V., Trekin G. E. Temperature calculation for linear induction motor in transport application with multiphysics approach // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 966, Iss. 1. 012105.
17. Курилин С. П., Рубин Ю. Б., Дли М. И., Денисов В. Н. Модели и методы проектирования линейных электродвигателей для цветной металлургии // Цветные металлы. 2021. № 11. С. 83–90.
18. Smolyanov I., Shmakov E., Gasheva D. Research of linear induction motor as part of driver by detailed equivalent circuit // Proceedings International Russian Automation Conference. 2019. 8867757.

19. Makarov L. N., Denisov V. N., Kurilin S. P. Designing and modeling a linear electric motor for vibration-technology machines // Russian Electrical Engineering. 2017. Vol. 88, No. 3. P. 166–169.
20. Sarapulov F. N., Frizen V. E., Shvydkiy E. L., Smol’yanov I. A. Mathematical modeling of a linear-induction motor based on detailed equivalent circuits // Russian Electrical Engineering. 2018. Vol. 89, No. 4. P. 270–274.
21. Yu S. O., Sarapulov F. N., Tomashevsky D. N. Mathematical modeling of electromechanical characteristics of linear electromagnetic and induction-dynamic motors // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 950, Iss. 1. 012020.
22. Чапаев В. С., Волков С. В., Мартяшин А. А. Основные математические соотношения для исследования распределения магнитного поля в линейном асинхронном двигателе с управляющим слоем // Надежность и качество : Труды международного симпозиума. В 2-х т. / под ред. Н. К. Юркова. — Пенза : Изд-во ПГУ, 2016. Т. 1. С. 153–155.
23. УЗТМ-КАРТЭКС. — URL : http://www.uralmash.ru/ (дата обращения 12.05.2022).
24. Библиотека нормативной документации. — URL : https://files.stroyinf.ru/ (дата обращения 15.07.2022).
25. ПРОМИНДЕКС. — URL: https://promindex.ru (дата обращения 11.09.2022).