Детальная информация

Цель работы – моделирование скалярной и векторной систем управления электроприводом шахтного вентилятора главного проветривания, исследование термической стойкости и электродинамического воздействия на шины в составе токоведущей системы распределительного устройства. В ходе исследования проведён анализ современных видов управления асинхронными электроприводами шахтной вентиляции. Произведён математический расчёт параметров электропривода и вентилятора. В среде MATLAB Simulink разработаны модели электропривода со скалярным и векторным управлением. Выполнен анализ переходных процессов. В работе выполнен расчёт токов короткого замыкания в сети 0,4 кВ. Разработана трёхмерная модель токоведущих шин и опорных изоляторов. С использованием программы COMSOL Multiphysics проведено моделирование в номинальном и аварийном режимах работы и шины прошли проверку на термическую и электродинамическую стойкости. По полученным результатам, применение скалярной системы управления является наиболее целесообразным для электропривода шахтного вентилятора главного проветривания благодаря простоте реализации и достаточному качеству регулирования. Выбранные токоведущие шины и опорные изоляторы удовлетворяют требованиям надёжности и безопасности эксплуатации в номинальных и аварийных режимах.

The purpose of this work is to model scalar and vector control systems for the electric drive of a mine main ventilation fan, as well as to investigate the thermal withstand capability and electrodynamic effects acting on busbars within the current-carrying system of a switchgear. During the study, an analysis of modern approaches to the control of induction motor drives used in mine ventilation systems was carried out. Mathematical calculations of the fan and electric drive parameters were performed. Models of the electric drive employing scalar and vector control methods were developed in MATLAB Simulink. The transient processes were analyzed. The work also includes the calculation of short-circuit currents in a 0.4 kV power supply network. A three-dimensional model of the busbar system and support insulators was developed. Using COMSOL Multiphysics, simulations were performed under both normal operating conditions and fault conditions. The busbars were evaluated for thermal and electrodynamic withstand capability. Based on the obtained results, the scalar control system was found to be the most suitable solution for the electric drive of the mine main ventilation fan due to its implementation simplicity and satisfactory control performance. The selected busbars and support insulators satisfy the requirements for operational reliability and safety under both normal and emergency operating conditions.