Результаты испытаний бездатчиковой системы управления карьерным самосвалом БЕЛАЗ грузоподъёмностью 90т в процессе эксплуатации

   Самосвалы БЕЛАЗ 75585 грузоподъёмностью 90 тонн с электротрансмиссией, произведенной в ООО «Русэлпром», находящиеся на авторском сопровождении в НТЦ Электропривода «Вектор», успешно эксплуатируются в разных регионах угледобычи России. На одном из самосвалов после окончания гарантийного срока эксплуатации стали срабатывать защиты по превышению максимального тока электродвигателя левого борта. В результате диагностики, проведённой специалистами по техническому обслуживанию, было установлено, что причиной срабатывания защит стали сбои в канале измерения скорости. Также было установлено, что для устранения возникшей проблемы требуется либо замена двигателя, либо его дорогостоящий ремонт в условиях предприятия-изготовителя с длительным выводом самосвала из эксплуатации.

   С целью решения этой проблемы при минимизации затрат, связанных с заменой (ремонтом) оборудования и простоем самосвала, НТЦ Электропривода «Вектор» совместно с эксплуатирующей организацией было принято решение о внедрении на данном самосвале модифицированного программного обеспечения, позволяющего управлять им без использования информации с датчиков скорости. В основу этого решения были положены результаты выполненных ранее работ по доработке программного обеспечения и проектированию новых исполнений электротрансмиссии в ответ на запросы и пожелания эксплуатирующих организаций.

   Все изменения были направлены на повышение надежности и безопасности при эксплуатации и расширение функциональных возможностей электротрансмиссии. В частности, в январе 2022 года по на полигоне завода БЕЛАЗ были проведены "Ходовые испытания самосвала БЕЛАЗ 75584 с новыми функциональными возможностями", результаты которых подтвердили, что система управления без датчиков скорости на валу электродвигателей не уступает датчиковой системе в типовых режимах работы. Также в ходе тех испытаний был проверен режим динамического торможения с «форсированной» характеристикой, обеспечивающей мощность в тормозном режиме до 1 МВт на борт, и более эффективное управление самосвалом в режиме разгона и торможения на скользкой дороге с использованием информации с датчиков скорости передних (ведомых) колес.

   В дополнение к обновлению программного обеспечения для решения поставленной задачи потребовалось подключить линию управления погрузочным тормозом самосвала.

   Состав функциональных изменений

   С учетом отсутствия на данном самосвале датчиков скорости передних колес, входящих в более современные версии самосвалов и позволяющих улучшить характеристики режимов антибукса и антиюза, обновлённый вариант программного обеспечения включил в себя следующие изменения по сравнению с серийной версией:

  • управление без датчиков скорости на валу электродвигателей;
  • форсированная тормозная характеристика. Предусмотрена возможность выбора тормозной характеристики между базовой и форсированной;
  • модернизация режима противоотката самосвала за счёт управления погрузочным тормозом.

   Все вышеперечисленные работы по обновлению программного обеспечения и доработки в аппаратной части (подключение линии управления погрузочным тормозом) были выполнены сотрудниками сервисной службы в течение одного дня. После этого была подготовлена программа испытаний, согласно которой успешно выполнены следующие проверки:

  1. Разгон и торможение самосвала по горизонтальному участку дороги. Испытания проводились на гружёном и порожнем самосвале.
  2. Включение удержания самосвала при остановке на уклоне с последующим возобновлением движения. Испытания проводились на гружёном и порожнем самосвале на различных уклонах дороги.
  3. Торможение при движении на спуске с последующей остановкой и возобновлением движения.
  4. Сравнение эффективности торможения с базовой и «форсированной» тормозной характеристиками. Оценка замедления самосвала со скорости 38 км/ч показывает эффективность форсированной характеристики в 1,8 раз по сравнению с базовой.

   Заключительная стадия испытаний электротрансмиссии карьерного самосвала проходило на участке поля Осинниковское (ООО «ТалТЭК») Кемеровской области в октябре 2023 года в условиях движения по сухой технологической дороге при температуре окружающего воздуха +10 градусов сотрудниками ООО «СПЕЦАВТОСЕРВИС» с дистанционным сопровождением работ сотрудниками НТЦ Электропривода «Вектор». Все заявленные в программе испытаний режимы работы самосвала прошли проверку без замечаний, и по желанию заказчика оставлена «форсированная» тормозная характеристика.

   Временные диаграммы наиболее характерных режимов, полученные в ходе испытаний, представлены на рис. 1-3, а сравнение эффективности торможения самосвала с различными вариантами предельных тормозных характеристик - на рис. 4.

   После проведенной модернизации в мае 2023 года и по настоящее время самосвал находится в эксплуатации и претензии со стороны эксплуатирующей организации к качеству работы электротрансмиссии отсутствуют.

 

   Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75585 (шасси 336)

 

Режимы работы электротрансмиссии при проведении испытаний:

 

Рис. 1.     Разгон и торможение порожнего самосвала с максимальной интенсивностью под уклон

 

 

Рис. 2.     Разгон и торможение груженого самосвала с максимальной интенсивностью под уклон

 

 

Рис. 3.     Разгон и торможение до полной остановки с последующим возобновлением движения груженого самосвала на уклон

 


Пологий подъем

 


Крутой подъем

 

Рис. 4.     Процессы торможения порожнего самосвала с максимальной интенсивностью со штатной и форсированной тормозными характеристиками


Торможение с базовой характеристикой: скорость самосвала (красный) и задание момента (синий). Торможение с форсированной характеристикой: скорость самосвала (черный) и задание момента (зелёный). Пунктиром отмечен участок сравнения – от равной скорости до начала проскальзывания колеса

 

Заключение

   Система управления самосвалом без датчика скорости на валу тяговых электродвигателей прошла испытания в условиях карьера в режимах разгона, торможения, маневрирования, остановки с последующим возобновлением движения на спуске и подъёме и в основных рабочих режимах. Испытания показали, что бездатчиковая система управления не уступает по своим характеристикам штатной системе с датчиками скорости и в случае неисправности датчика позволяет продолжить эксплуатацию самосвала.

   В ходе испытаний было показано, что эффективность динамического торможения с «форсированной» характеристикой возрастает в 1,8 раз по сравнению со штатной за счёт увеличения тормозного момента. Опция форсированного торможения повышает безопасность эксплуатации самосвала, уменьшает его тормозной путь и позволяет увеличить допустимую скорость движения самосвала на спуске.

 

Дата публикации материала на сайте www.vectorgroup.ru – 28.12.2023 года

Материалы по теме:
Электромеханическая трансмиссия карьерных самосвалов большой грузоподъемности
Модернизация тягового электрооборудования карьерного самосвала Белаз-240 АО "Черниговец"
Ходовые испытания самосвала БЕЛАЗ 75584 с новыми функциональными возможностями
Алгоритмы управления и технические решения в тяговом электроприводе карьерных