Назад в библиотеку
Княжев С.Н., Калюжный В. В., Понамаренко В. В., Повышение надежности горных машин с многодвигательным электроприводом// Уголь Украины. –2005. – № 9 . – С. 21-22.
В целях увеличения производительности по конструктивным соображениям для горных машин применяют многодвигательные системы электропривода переменного тока на базе двигателей с короткозамкнутым ротором. Наибольшее распространение на угольных шахтах получили струговые установки, скребковые и ленточные конвейеры, канатные дороги, снабженные двумя и более приводными станциями. Эти машины имеют явно выраженные распределенные механические параметры в зависимости от расстояния между приводами (на десятки и сотни метров), многочисленные люфтовые соединения и упругие связи между элементами кинематической цепи.
Согласно теории автоматизированного электропривода для удовлетворительного выравнивания статических нагрузок отдельных асинхронных двигателей, короткозамкнутые роторы которых связаны между собой через механическое оборудование, необходимы системы, обеспечивающие повышенное номинальное скольжение. Для этого в цепь статора вводят постоянно включенные активные или индуктивные сопротивления, однако они снижают коэффициент полезного действия и увеличивают габаритные размеры машины. Следует отметить, что из-за ограниченного пространства в забоях и из-за факторов искро- и взрывобезопасности указанное традиционное решение применения не нашло. Выпускаемые серийно асинхронные электродвигатели с повышенным номинальным скольжением частично могут решить проблему выравнивания статических нагрузок для многодвигательных электроприводов, но имеют большие габариты
Как показывает практика эксплуатации горных машин с многодвигательными системами электропривода кроме выравнивания статических нагрузок необходимо также выравнивать (и в большей мере) и динамические, обусловленные люфтами и упругими механическими колебаниями. Последние могут возникать под влиянием возмущений со стороны электрической части привода либо под влиянием внутренних и внешних механических возмущений. Колебания упругосвязанных масс создают дополнительные динамические нагрузки в кинематической цепи машины, которые при неблагоприятных условиях могут достигать опасных значений.
Чтобы снизить динамические нагрузки, например, струговых установок УСТ4, УСМ, разработчики пошли по пути раздельного, с выдержкой времени, запуска и управления первым и вторым двигателями приводов струга и конвейера. Условия работы асинхронных взрывобезопасных электродвигателей ЗЭКВ4УС2, работающих в повторно-кратковременном режиме, оказываются весьма тяжелыми из-за частых пусков.
Достаточно хорошо известны устройства автоматики, которые обеспечивают пуск вначале менее нагруженного двигателя в целях выбора люфтов и создания необходимого натяжения в кинематической цепи, затем двигателя с большей нагрузкой. Такие устройства решают проблему снижения динамических нагрузок только частично, поскольку главная их причина — большие пусковые ускорения и рывок — остается.
Системы электроприводов, обеспечивающие плавный пуск, известны, но для горных машин применяются редко. Они позволяют сформировать очень "мягкую" механическую характеристику электропривода. При ее использовании для много двигательных приводов удается получить самонастраивающуюся систему, которая наряду с плавным пуском обеспечивает также выборку люфтов и создает предварительное натяжение в кинематической цепи машины.
На рис. 1 представлена структурная схема двухдвигательного электропривода струговой установки с люфтами и упруго связанными распределенными механическими параметрами.
Рис.1 - Структурная схема двухдвигательного электропривода струговой установки.
Статорные обмотки двигателей 1 и 2 (подключение двигателя 2 не показано, так как оно аналогично двигателю 1) подключены каждая к выходу тиристорного регулятора 3 переменного тока. Вход регулятора 3 подключается устройством управления 4 к питающей сети. Тиристорный регулятор обеспечивает плавное нарастание действующего напряжения пропорционально изменяющейся частоте, подведенного к статорам двигателей 1 и 2 от нуля до номинального значения. Скорость нарастания напряжения определяется задатчиком 5 интенсивности пуска электропривода, который подает сигнал 6 в систему управления тиристорной схемы 7.
Электропривод включают с помощью сигнала 8, подаваемого с пульта управления стругом в устройство 4, имеющее реверсивные выводы и системы защиты, необходимые в конкретных условиях эксплуатации. На действующих установках УСТ4, УСМ, УСТ2М и других применяются, как правило, комплектные устройства управления СУВ-350А. После включения устройство запускает выходным сигналом 9 задатчик интенсивности 5, который начинает отрабатывать предварительно установленный сигнал 10 уставки уровня пускового тока. Пусковой ток корректируют с помощью сигнала 11, поступающего с датчика выходного тока тиристорного регулятора 3. После достижения выходным сигналом 6 значения, соответствующего номинальному напряжению на выходе регулятора 3, срабатывает контактор 12 и выводит из работы тиристорную схему 7. При необходимости указанный контактор может включить оператор в любой момент, при этом электропривод начинает работать в режиме, например, срыва забойного инструмента без ограничений динамических нагрузок.
За счет плавного нарастания напряжения, подводимого к приводным двигателям, обеспечивается плавное нарастание пускового момента, что уменьшает динамические нагрузки на оборудование каждого валопривода. Механические характеристики электропривода с регулятором переменного тока в статоре достаточно "мягкие", поэтому, как отмечалось, многодвигательная система электропривода с регулятором способна автоматически осуществлять выборку люфтов в звеньях цепи, благодаря чему выполняется ее безударное натяжение. Степень смягчения этих характеристик определяется настройкой задатчика 5.
Регулятор для "мягкого" пуска электродвигателей струговой установки размещают во взрывобезопасной оболочке, например, пускателя ПВИ-250. Этот регулятор устанавливают на распредпункте возле устройств управления СУВ-350А. При снижении напряжения, подводимого к статорным обмоткам приводных электродвигателей, уменьшаются пусковые токи, что положительно влияет на ресурс работы двигателей, станции управления и другого оборудования системы электроснабжения добычного участка шахты.
Следует отметить, что описанный электропривод переменного тока на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутыми глубокопазовыми роторами, которые имеют повышенный пусковой и максимальный моменты, может успешно работать без муфт скольжения в конструкции электропривода. Это обстоятельство дополнительно может повысить надежность эксплуатируемой горной машины.
Назад в библиотеку