Исследования процесса стопорения скребкового конвейера, возникающего при заклинивании тяговой цепи, показали, что в
цепи имеет место значительное возрастание упругого усилия натяжения, что может привести к разрыву самой цепи и, как следствие, к созданию
аварийной ситуации на конвейере.
Таким образом, при заклинивании тяговой цепи аппаратура автоматизации привода конвейера должна осуществлять защиту
тяговой цепи и привода от динамических перегрузок. В аппаратуре АУП110Э данная защита реализуется отключением напряжения питания обмоток
возбуждения электромагнитных муфт приводов.
Однако, как показали результаты исследования на математической модели, созданной авторами ранее, в тяговой цепи конвейера
при отключении напряжения питания обмоток возбуждения все равно имеют место высокие значения упругого усилия натяжения цепи. Это вызвано тем,
что обмотка возбуждения электромагнитной муфты обладает значительной индуктивностью и небольшим сопротивлением, вследствие чего переходный
процесс затухания тока длится продолжительное время. Чтобы избежать этого, необходимо ввести в цепь размагничивания обмотки возбуждения добавочное
сопротивление. При этом уменьшится время переходного процесса и снизятся перегрузки в тяговой цепи и приводе скребкового конвейера.
Как известно, время переходного процесса напрямую зависит от величины постоянной времени
Таким образом, при увеличении сопротивления в цепи обмотки возбуждения мы можем добиться значительного уменьшения времени переходного процесса и, как следствие, уменьшения усилия упругого натяжения в скребковой цепи в процессе ее заклинивания.
Рисунок 1 - Зависимость максимального упругого усилия натяжения в скребковой цепи от постоянной времени
С помощью математической модели было проведено исследование влияния постоянной времени на значение максимального упругого усилия натяжения. Моделирование проводилось для различных сопротивлений в пределах от 21,67 Ом до 200 Ом. Результаты исследования приведены на рисунке 1. Как видно из графика, при уменьшении постоянной времени происходит и уменьшение максимума упругого усилия натяжения, которое таким образом можно уменьшить ниже уровня разрывного усилия цепи и избежать аварийной ситуации.
Рисунок 2 - Схема устройства форсированного стопорения (ОВ – обмотка возбуждения ЭМС, VD – диод, Rд – добавочное сопротивление, VT – транзисторный ключ)
Авторами было разработано устройство форсированного стопорения, схема которого приведена на рисунке 2. Схема работает следующим образом: в нормальном режиме работы транзисторный ключ VT открыт, и добавочное сопротивление Rд закорочено. При заклинивании тяговой цепи ключ закрывается и добавочное сопротивление вводится в цепь размагничивания обмотки возбуждения. Поскольку сопротивление добавочного резистора велико, то постоянная времени цепи меньше чем при отсутствии добавочного сопротивления, следовательно, ток в обмотке возбуждения затухает быстрее. Вследствие этого динамические перегрузки в тяговой цепи и приводах конвейера снижаются до безопасного значения (рисунок 3).
Таким образом, применение данной схемы форсированного стопорения в аппаратуре автоматизации электропривода скребкового конвейера вполне способно привести к достаточному уменьшению упругого усилия натяжения скребковой цепи, тем самым снизив динамические нагрузки в цепи и приводе скребкового конвейера, что даст возможность избежать разрыва тяговой цепи при ее заклинивании.
Рисунок 3 - Зависимости упругого усилия натяжения скребковой цепи от времени (справа – при использовании устройства форсированного стопорения)
В дальнейшем будут продолжаться исследования процесса стопорения скребкового конвейера. В планах создание путем введения в схему датчика, реагирующего на упругое усилие в цепи конвейера (например, тензорезистивного типа), более эффективного устройства, способного своевременно отключать напряжение с обмоток возбуждения, тем самым уменьшая возможность возникновения аварийных ситуаций, связанных с заклиниванием тяговой цепи скребкового конвейера.