Применение динамического торможения асинхронного привода ленточного конвейера для минимизации нагрузок в переходных режимах работы

Целью исследования является повышение эффективности использования ленточных конвейеров горнодобывающих предприятий и снижение транспортных и энергетических затрат. Основным инструментом исследования является разработанная математическая модель конвейерной установки, позволяющая рассмотреть переходные процессы асинхронных двигателей конвейерного транспорта. Объектом исследования являются тормозные режимы работы асинхронных двигателей ленточных конвейеров. Методы исследования основаны на современной теории электрических машин, теории управления и методах математического моделирования. Рассмотрена возможность применения динамического торможения для привода ленточного конвейера. Динамическое торможение существенно уменьшает время останова привода, когда может возникнуть проскальзывание ленты на приводном барабане, а также может уменьшить тепловые потери. Используемое автоматическое натяжное устройство должно обеспечить тяговую способность привода. Практические результаты исследования заключаются в следующем: разработана математическая модель режимов торможения асинхронных двигателей ленточных конвейеров горнодобывающих предприятий с учетом коэффициента сопротивления ленты и роликов.

Дмитриева В. В., Собянин А. А., Сизин П. Е. Применение динамического торможения асинхронного привода ленточного конвейера для минимизации нагрузок в переходных режимах работы // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 8. – С. 164–180. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_8_0_164.

Дмитриева Валерия Валерьевна¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: dm-valeriya@yandex.ru,
Собянин Алексей Андреевич¹ — магистр, e-mail: sobyanin99@yandex.ru,
Сизин Павел Евгеньевич — канд. физ.-мат. наук, доцент, e-mail: mstranger@list.ru, НИТУ МИСИС,
¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.

Сизин П.Е., e-mail: mstranger@list.ru.

1. Юрченко В. М. Рабочая нагрузка ленточного конвейера как отражение фактической планограммы работы очистного комбайна в очистном забое // Горные науки и технологии. — 2019. — Т. 4. — № 2. — С. 144—149. DOI: 10.17073/2500-0632-2019-2-144-149.

2. Клебанов А. Ф. Автоматизация и роботизация открытых горных работ: опыт цифровой трансформации // Горная промышленность. — 2020. — № 1. — С. 8—11.

3. Асланов А. А., Гуменников Е. С. Новые решения для шахтного транспорта для перехода к поточной добыче полезных ископаемых // Горные науки и технологии. — 2019. — Т. 4. — № 4. — С. 262—272. DOI: 10.17073/2500-0632-2019-4-262-272.

4. Sarathbabu Goriparti N. V., Murthy Ch. S. N., Aruna M. Minimization of specific energy of a belt conveyor drive system using space vector modulated direct torque control // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 2019, vol. 8, no. 4, pp. 505—511.

5. Ke Qian Key Technology of starting and braking for downward belt conveyor with large inclination // Mine Engineering. 2020, vol. 8, no. 4, pp. 451—454. DOI: 10.12677/ME.2020.84056.

6. Shengyong Mu. Research on the control system of the multi-point driving belt conveyor tension device / International Conference on Big Data, Artificial Intelligence and Internet of Things Engineering (ICBAIE), 2020. DOI: 10.1109/ICBAIE49996.2020.00074.

7. Lobova K., Lobov V. Choice of braking method of asynchronous electric motor for using in electric drives of conveyor equipment // Metallurgical and Mining Industry. 2015, vol. 7, no. 8, pp. 7—12.

8. Dmitrieva V. V., Sizin P. E., Sobyanin A. A. Application of the soft starter for the asynchronousmotor of the belt conveyor // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021, vol. 942, no. 1, article 012003. DOI: 10.1088/1755-1315/942/1/012003.

9. Дмитриева В. В., Сизин П. Е., Собянин А. А. Моделирование различных режимов торможения ленточного конвейера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11. — С. 80—95. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_80.

10. Марченко А. А., Столетов С. В. Исследование механических характеристик асинхронного электродвигателя в режиме генераторного торможения / Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития. Материалы IV Международной научно-технической конференции. — Петропавловск-Камчатский, 2022. — С. 51—57.

11. Малиновский А. К., Ткаченко П. В. Исследование переходных процессов асинхронного двигателя, работающего в режиме электродинамического торможения с электролитическим конденсатором в цепи выпрямленного тока ротора // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2006. — № 3. — С. 66—71.

12. Xi Pingyuan, Song Yandong Dynamic simulation on the belt conveyor on emergency braking // Second International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation. 2009, vol. 1, pp. 34—37. DOI: 10.1109/ICICTA.2009.245.

13. Вершинин В. И., Махонин С. В., Паршиков В. А., Хомяк В. А. Области применения способа динамического торможения в частотно-регулируемых приводах судовых механизмов // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2018. — Т. 386. — № 4. — С. 149–160. DOI: 10.24937/2542-2324-2018-4-386-149-160.

14. Шраим Л. М. А., Внуков А. А. Применение метода интеллектуального управления для режима динамического торможения частотно-управляемого электропривода мехатронной системы // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. — 2014. — № 1. — С. 68—75.

15. Ключев В. И. Теория электропривода. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 560 с.

16. Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Анализ моделей ленточного конвейера при различном числе аппроксимирующих масс // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 1. — С. 34—46. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_34.

17. Запенин И. В., Бельфор В. Е. Моделирование переходных процессов ленточных конвейеров. — М.: Недра, 1969. — 56 с.

18. Дмитриев В. Г., Шахмейстер Л. Г. Теория и расчет ленточных конвейеров. — М.: Машиностроение, 1987. — 336 с.

19. Дмитриев В. Г., Вержанский А. П. Основы теории ленточных конвейеров. — М.: Изд-во «Горная книга», 2017. — 590 с.

20. Bebic V., Ristic L. Speed controlled belt conveyors: Drives and mechanical considerations // Advances in Electrical and Computer Engineering. 2018, vol. 18, no. 1, pp. 51—60. DOI: 10.4316/ AECE.2018.01007.

21. Ещин Е. К. Управление динамической нагруженностью забойных скребковых конвейеров // Записки Горного института. — 2019. — Т. 239. — C. 570—575. DOI: 10.31897/PMI.2019. 5.570.