Для эффективной эксплуатации электроприводов горных машин необходима информация о параметрах этих электроприводов, в частности о скорости движения их элементов. В зависимости от изменения величины скорости электропривода можно судить о замедлении его элементов и, следовательно, контролировать динамические перегрузки.

Техническое противоречие состоит в невозможности установки или размещения датчика скорости в существующих конструкциях электроприводов скребковых конвейеров.

Исключение составляют магнитоиндукционные датчики ДМ-2М, которые используются в составе аппарата КДК. Но практические наблюдения показывают, что данная аппаратура является неработоспособной и не выполняет возложенные на нее функции контроля скорости движения скребкового конвейера. То есть датчик ДМ-2М не является устройством, которое может давать необходимую информацию. Он дает информацию не о скорости движения элементов электропривода, а только о факте движения тяговой цепи.

Актуальность данной проблематики обусловлена условиями эксплуатации электроприводов скребковых конвейеров. Вероятность стопорения тяговой цепи, которое приводит к динамическим перегрузкам в электроприводе, обусловливает необходимость быстродействующего малоинерционного способа выявления данного процесса стопорения с последующей защитой элементов электропривода, а также тяговой цепи от износа и деформаций.

Одним из решений поставленной задачи может быть создание датчика скорости на основе использования роторных колец с глубоким пазом. Схема установки такого датчика представлена на рисунке 1.

Рисунок 2 - Схема установки датчика скорости электропривода

где
1 - роторные кольца с глубоким пазом;
2 - трансформаторный датчик перемещения.

Роторное кольцо представляет собой диск трансформаторной стали толщиной 0,35 мм, глубина пазов составляет 20 мм. Для применения его в датчике скорости необходимо набрать кольцо нужной толщины.

Принцип действия датчика основан на изменении взаимоиндуктивности двух обмоток при изменении конечных размеров магнитной системы. Конструктивная схема такого датчика представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Конструктивная схема датчика скорости

Применение П-образного магнитопровода (рис. 2) имеет преимущество перед датчиками приближения фирмы Klaschka в шахтных условиях эксплуатации. Так как незначительные отклонения роторных колес в сторону не приведут к искажению выходной величины, в отличие от датчиков приближения, которые имеют строгие правила установки, и нарушение их приводит к получению недостоверной информации.

Расчет датчика скорости:
U_вх = 36 В - входное напряжение;
U_вых = 10 В - выходное напряжение;
В_mах = 1,3 Тл - индукция;
P₂ = 15 Вт - суммарная мощность;
= 3 А/мм² - средняя плотность тока;
G_ст = 0,26 кг - масса магнитопровода;
_ст = 3 Вт/кг - удельные потери в стали;
q_ст =100 Вт/кг - удельная намагничивающая мощность;
S_ст = 270 мм² - сечение магнитопровода;
= 0,6 - КПД;
cos = 0,9 - коэффициент мощности.

Потери в стали определяются:

P_ст = _ст * G_ст = 3 * 0.26 = 0.78 ВТ

Активная составляющая тока холостого хода:

Номинальный ток:

Активная составляющая тока холостого хода в процентном отношении:

Полная намагничивающая мощность:

Q_ст = q_ст * G_ст = 100 * 0.26 = 26 ВТ

Реактивная составляющая тока холостого хода:

Реактивная составляющая тока холостого хода в процентном отношении:

Полный ток холостого хода:

Падение напряжения в процентах:

U₁ = 13% ; U₂ = 18%

ЭДС:

E₁ = U₁ * (1 - U₁) = 36 * (1 - 0.13) = 31.32 B E₂ = U₂ * (1 - U₂) = 10 * (1 - 0.18) = 11.8 B

Число витков:

Сечение провода обмотки:

Диаметр провода обмотки:

Принимается провод марки ПЭВ-1 диаметром 0,67 мм. Толщина изоляции на обе стороны 0,01 мм.

Таким образом, принцип действия предложенного датчика скорости основан на изменении магнитного потока при изменении воздушного зазора между П-образным магнитопроводом и роторными кольцами с глубоким пазом. Такой измерительный прибор обладает высокой чувствительностью и быстродействием.

Библиографические ссылки:

1. Маренич К.Н. Асинхронный электропривод горных машин с тиристорными коммутаторами. - Донецк: ДонНТУ, 1997. - с. 64.

---

Вернуться в библиотеку
Вернуться к началу статьи