Accomplit par OSTROOUKHOV IVAN OLEGOVITCH

DEMANDES POUR LES COMMANDES ELECTRIQUES MODERNES DE L’ASCENSEUR (MONTE-CHARGE) DE MINE

Les differents regimes de fonctionnement, le niveau de reglage, la technologie de fonctionnement, la puissance de commande electrique (CM), determinent l’application de la CM plus rationnelle pour le cas donne. Les types d’une commande electrique de l’AM :
-CE asynchrone d’un ou de deux moteurs avec regulation de glissement;
-CE a courant continu, groupe convertisseur – moteur a courant continu;
-CE a courant alternatif, groupe convertisseur – moteur asynchrone;
-CE a courant alternatif, groupe convertisseur – moteur synchrone. On choisit la CE, en analysant les indices technico-economique, ou on prend en consideration tous les avantages et inconvenients des CE. Pour analyser ou comparer les differentes types de commande electrique on utile les parametres suivantes :
-Puissance utile d’un moteur;
-Depenses de capitaux pour appareillage electrique: la valeur de totale d’installations electriques et leur mise en place, les dimensions et la masse d’installation electrique, simplicite de montage, la rentabilite etc;
-Puissance consommee, le rendement, consommation de la puissance active et reactive;
-Depenses de exploitation de l’installation donnee (cout de l’energie electrique, la surete de CE, simplicite de service, le cout de non-fonctionnement de la machine, le cout de service.

Actuellement (Dans notre temps) la commande electrique a courant alternatif avec moteur asynchrone a bagues, qui est commande a l’aide de rheostat branche en serie avec le rotor, est tres repandu dans les mines de charbon (de houille). La simplicite de la structure de cette commande electrique, le prix bas, facilite de l’installation, simplicite de service, les petites depenses de temps pour reparation du moteur apres avarie sont les avantages principaux de ce type de CE. Utilisation de freinage dynamique, ameliore la commande de CE asynchrone :
-Munie la souplesse de changement de charge ce qui fait bien pour les organes de machine ;
-Cree la possibilite de regulation de vitesse au cours de descente des charges, ce qui simplifie commande a main.
Les inconvenients de commande electrique a moteur asynchrone a bagues, sont essentiels :
-CE asynchrone ne possede pas des qualites de regulation de vitesse qui sont necessaire pour les monte-charges de mine. Les caracteristiques mecaniques d’un moteur asynchrone a bagues ne sont pas lineaires. Les caracteristiques man?uvrieres sont non satisfaisants, la vitesse basse depende beaucoup de changement de charge ne sont pas favorables pour execution des diagrammes de fonctionnement de monte-charge de mine. Les caracteristiques naturelles de freinage aussi ne sont pas favorables, puisque il n’y a pas de possibilite de freiner le moteur si la vitesse est plus basse que celle synchrone.
-Pour commander un moteur asynchrone d’un monte-charge, au cours de demarrage, de freinage on applique souvent les differentes caracteristiques du moteur asynchrone. De commandabilite basse, il est difficile d’automatiser des monte-charges. Presque tous les monte-charges avec commande electrique asynchrone a bagues sont commande par les utilisateurs, ce que est la raison de 90% d’avaries sur les monte-charges.
-Utilisation de CE asynchrone de grande puissance avec grande charge est accompagne par pertes de Joule importantes dans le circuit rotorique (pertes de Joule dans le rheostat rotorique)
-CE asynchrone possede un niveau bas de cos: 0.35 – 0.65 (9a depende de type de monte-charge). Malgre toutes inconvenients, commande electrique asynchrone est utilise tres largement jusqu’a nos jours.

Sans modification des machines a courant continu et des commandes electriques on ne peut pas resoudre de problemes liees avec augmentation de rendement et securite de travail.
Pour les monte-charges modernes, a grande capacite de chargement et a grande vitesse de levage/descente, on applique des commandes electriques a convertisseur (hacheur) pour alimenter le moteur a courant continu ou celui alternatif.
Dernierement, on est tres repandu les commandes electriques en groupe convertisseur – moteur. Parce que la transformation de l’energie de courant alternatif a l’energie de courant continu est simple dans ce cas.
Les avantages principales du groupe convertisseur – moteur sont : la velocite, les bonnes caracteristiques, precision de commande, grace auxquelles les processus de commande sont plus simple. Il est facile automatiser un systeme de monte-charge en utilisant le groupe convertisseur – moteur.
La commande electrique qui est base sur convertisseur de frequence UKTESH-MP permet :
-Former une diagramme de vitesse optimal, c’est-a-dire celle-ci qui donne le rendement maximal de mecanisme, sous condition de ne pas depasser un niveau admissible des charges dynamiques dans les elements de monte-charge ;
-Avant bloquer le moteur, on peut diminuer la vitesse jusqu’a 0.2m/s, ce que permet obtenir une precision d’arret demandee aux points de stoppage de cabine de l’ascenseur ;
-Avoir un couple souhaite lors la vitesse est egale zero, ce que donne la possibilite de commencer le mouvement du moteur sans utilisation des freines.
Les inconvenients du groupe convertisseur – moteur, dans le cas de monte-charge, sont suivants :
-A cause d’une presence d’un courant ondule dans l’alimentation du moteur, on a des pertes electriques, par consequent on peut observer une diminution de rendement ;
-Commande electrique en groupe convertisseur – moteur est caracterisee par un coefficient de puissance bas. Pour ameliorer cos φ il est necessaire utiliser un equipement supplementaire ;
-Au cours de demarrage de la commande electrique en groupe convertisseur – moteur, il y a les oscillations de puissance reactive et une chut de tension importante dans le reseau d’alimentation. Si nous avons quelques demarrages de machines des monte-charges en meme temps les chutes de tension dans le reseau peuvent appeler les oscillations, qui depassent des limites de Normes d’Etat.

Pour limiter influence de convertisseur sur le reseau d’alimentation, on a besoin d’effectuer quelques conditions pendant la construction d’un systeme de distribution de l’electricite en entreprise, a savoir :
-le choix d’un systeme de distribution de l’energie electrique avec un grand coefficient de puissance de court-circuit aux bornes du convertisseur ;
-le choix d’un schema de redressement a multi-impulsion. Dans les convertisseurs DCS 600, on utilise deux schemas de redressement – a 6 impulsions (pont simple) et a 12 impulsion (pont double) ;
-application des filtres et elements compensateurs est recommandeee lors restauration des monte-charges vieux, ou changement de puissance d’un poste d’alimentation n’est pas argumente. Les particularites de la technologie a 12 impulsions : Cette commande electrique est fait par deux convertisseurs a six impulsions ; Les transformateurs d’adaptation a couplage triangle/triangle et triangle/etoile assurent les tension sur les convertisseurs dephasee l’une par rapport a l’autre a 30 ^o. Les avantages plus essentiels de la technologie a 12 impulsions :
-Le niveau des harmoniques dans le cote de tension alternatif est plus bas par rapport a 6 impulsions : Configuration Harmoniques a 6 impulsions 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 25eme … a 12 impulsions 11, 13, 23, 25eme …
-La possibilite de fonctionner au regime desequilibre : un convertisseur fonctionne, en cas d’avarie dans un autre. Il y a possibilite laisser 50% de charge sur le moteur. L’augmentation de rendement du moteur a cause de diminution de composante alternative dans le courant continu.

Pour commander un moteur a courant continu, a l’encontre d’un moteur a courant continu, on utilise beaucoup plus de coordonnes a controler, ce que cree une situation difficile pour commande a haute precision et velocite. Puisque, il n’y a pas d’entreprises industrielles qui produisent les convertisseurs de frequence, sur le territoire d'Union d’Etats Independant. C’est pourquoi la commande electrique a courant alternatif en groupe convertisseur - moteur n’est pas tres repandu dans les mines de charbon.
A partir de mitan des annees 80, dans le monde, on a commence a utiliser le groupe convertisseur – moteur synchrone, pour les mecanismes de monte-charge. La qualite principale de cette commande electrique est le prix relativement bas. Mais il n’y avait plus de qualites dans ce cas. Convertisseur etait tres volumineux, et plus cher, par rapport a convertisseur qui s’utilise pour la commande electrique a courant continu.
Une societe ABB, a elabore et perfectionne une nouvelle generation des commandes electriques a haute qualite de regulation (la metallurgie, les ascenseurs industrielles, les monte-charges).

Actuellement, nous n’avons pas une solution universelle du choix d’un systeme de commande electrique de monte-charge. Pour limiter le nombre des commandes electriques proposees, on peut baser sur les criteres suivants :
-1)le prix de commande electrique ;
-2)la puissance demandee et le couple maximal de demarrage ;
-3)le degre de commandabilite en fonctionne de destination et technologie de fonctionnement de monte-charge. Nous allons analyser, d’une maniere detaille, les variantes possibles de commande electrique selon les criteres poses ci-dessus. Au cours de comparaison technico-economique des commandes electriques, l’un des criteres est taux de depenses : le prix d’installations electriques, de montage. Dans ce cas, la commande electrique asynchrone a bagues est moine cher que les autre. Mais l’on peut utiliser pour des petits monte-charges, et monte-charges auxiliaires. En cas de puits de mine principal, il ne reste qu’utiliser les commandes electriques a courant continu/alternatif reglable.
Le domaine d’utilisation de commande par reducteur est limite par le couple admissible sur l’arbre de reducteur a petite vitesse. Il est conseille a utiliser entrainement sans reducteur si la puissance d’un moteur est en dehors de 1000 kW.
Pour les monte-charges a tambour, la puissance d’un moteur d’entrainement peut etre determine par le couple de demarrage demande au debut de levage de profondeur maximal. Si les conditions de levage sont les memes (l’hauteur, la masse de charge), le monte-charge a poulie (roue) de frottement a besoin d’une puissance plus basse au debut de demarrage par rapport au monte-charge a tambour. Et le courant de demarrage de monte-charge a poulie de frottement est beaucoup basse, ce que peut diminuer l’influence de commande electrique sur le reseau d’alimentation.
La commande electrique a courant alternatif en groupe convertisseur – moteur, qui est construite par ABB, se caracterise par une petite influence sur le reseau d’alimentation. Ce type de commande electrique est possible utiliser dans les cas ou la surface d’entreprise est limitee (il ne faut pas utiliser les elements de filtrage). L’utilisation de commande electrique a courant alternatif avec convertisseur de frequence peut etre rationnelle dans les cas suivants :
-la puissance d’un poste de distribution electriques de mine est petite et ce poste ne supporte pas les charges liee avec le convertisseur de frequence a courant continu ;
-au demarrage du groupe convertisseur – moteur a CC, les puissances reactives creent des chutes de tension non admissibles et oscillations de tension indesirables ;
-ou les commandes electriques sont disposees assez loin de postes de distribution, et les lignes d’alimentation ont une longueur grande (la resistance est aussi grand), et l’utilisation du groupe convertisseur – moteur appellerait les chutes de tension qui ne sont pas autorises par la Norme d’Etat ;
-plusieurs d’utilisateur est branches au poste de distribution, qui donnent un effet defavorable au niveau des harmoniques. Tableau Les limites d’utilisation de types differents des commandes electriques.