Низкая эффективность гидромуфты, как средства защиты тяговой цепи (ТЦ) скребкового конвейера (СК) от порывов при заклиниваниях обусловила актуальность задачи создания боле надежного и эффективного защитного устройства. Эта задача может быть решена за счет быстродействующего отключения электродвигателей СК от сети и электрического затормаживания их роторов. При этом интенсивность торможения должна быть такой, чтобы растягивающее усилие в ТЦ не превысило предельно допустимого значения.
Одним из эффективных способов затормаживания асинхронных двигателей (АД) является их индукционно-динамическое торможение (ИДТ). В сравнении с конденсаторным и динамическим торможением способ ИДТ отличается возможностью создания более высоких первоначальных тормозных моментов и более простой схемой реализации (рис. 1).
Рисунок 1 – Схема включения АД в режиме ИДТ
В процессе ИДТ ток динамического торможения создается посредством подачи на статор АД через тиристоры VS1 и VS2 полуволны линейного напряжения сети. Эффект индукционного торможения создается посредством замыкания через тиристор VS3 ЭДС вращения, индуктируемой в статоре вращающемся полем токов ротора.
В связи с этим, практический интерес представляет задача обоснования параметров тормозного устройства в соответствии с критерием недопущения порыва ТЦ при заклинивании.
В соответствии с принятой динамической моделью привода СК (рис.2) процессы в тяговой цепи при стопорении и последующем ИДТ описываются соответствующими уравнениями.
 |
(1) |
где
Jnp - приведенный момент инерции привода СК;
Мдв - тяговый момент АД
при его работе в двигательном режиме;
Cоб - общая жесткость системы привода и тяговой цепи.
 |
(2) |
где
Со - продольная динамическая жесткость ТЦ;
iтp - передаточное отношение
трансмиссии;
R - радиус приводной звездочки СК;
C1 и С2 - жесткости
трансмиссии и участка ТЦ длиной LK от приводной звездочки до места заклинивания.
Рисунок 2 - Динамическая модель скребкового конвейера при заклинивании тяговой цепи
Второе состояние (интервал tи2). Элементы привода и ТЦ движутся по инерции при отключенном АД (до включения тормозного режима):
 |
(3) |
Третье состояние (интервал tи3). АД переключается в режим индукционно- динамического торможения:
 |
(4) |
В формулах (2; 3; 4) pp1, фр2, фр3 - углы поворота ротора приводного АД в течении интервалов времени, соответственно tи1, tи2, tи3.
Длительность первого интервала (tи1) определяется временем срабатывания устройства
выявления заклинивания ТЦ и временем отключения АД от сети. При наличии в приводе тиристорного
регулятора напряжения время отключения АД определяется временем естественного запирания силовых
тиристоров (t'и1), которое не превышает 5
/ 6 рад. с момента отключения управляющих импульсов.
Продолжительность выявления стопорения ТЦ (t"и1) зависит от характеристики датчика
перегруза, его инерционности. При использовании в качестве последнего трансформатора тока в силовой цепи
АД процесс стопорения ТЦ может быть выявлен за время, не превышающее 0,02 с (2 рад.) начиная от момента
стопорения при Lк = 10 м. Тогда интервал tи1 будет составлять 0,0283 с:
| tи1 = t'и1 + t"и1 = 2 +
5 / 6 = 17 / 6 |
(5) |
Максимальная длительность интервала времени tи2 имеет место при отключении тиристоров
коммутатора, обеспечивающих двигательный режим, в момент начала полуволны линейного напряжения
U1 при полярности последнего, противоположной проводящему направлению тиристоров VS1; VS2
(рис.1). Поэтому 0 < tи2 < (+
) рад.
Выражения (2; 3; 4), будучи решенными с учетом граничных условий по 
и М, определяют характер
нарастания растягивающего усилия в ТЦ при ее стопорении и последующем защитном торможении АД. При этом
математическая модель процессов позволяет использовать в выражении (4) величину мгновенного тормозного
момента в функции угла а управления тиристорами регулятора, учесть влияние ЭДС вращения АД на величину
тормозного тока и момента.
Решение уравнений (2; 3; 4) методом Рунге-Кутта с предварительным преобразованием их в системы
дифференциальных уравнений первого порядка и с учетом обоснованных интервалов tи1 и
tи2 при Lк = 10 м применительно к СК типа СП-202, оснащенного двумя АД мощностью
по 45 кВт и двумя ТЦ класса прочности В («75») с разрывным усилием 373 кН, показывает, что ограничение
растягивающего усилия в ТЦ при стопорении на допустимом уровне может быть достигнуто при
< 76 эл. град, (рис.3). Применительно к приводу СК, оснащенному двумя АД мощностью по 55 кВт и двумя
ТЦ класса прочности Д («100») с разрывным усилием 470 кН, величина углов управления тиристорами
регулятора при ИДТ, должна не превышать 72 эл. град.
Рисунок 3 – Параметры процесса стопорения тяговой цепи при включении индукционно-динамического торможения
Таким образом, защита тяговой цепи СК от порыва при заклинивании может быть обеспечена отключением АД конвейера от сети с последующим переводом в режим индукционно-динамического торможения.
Библиографические ссылки
- Чугреев Л.И. Динамика конвейеров с цепным тяговым органом. - М.: Недра, 1976. -с. 160.
- Маренич К.Н. Асинхронный электропривод горных машин с тиристорными коммутаторами. - Донецк: ДонНТУ, 1997. - с. 64.
Вернуться в библиотеку
Вернуться к началу статьи