Perelygin V.
Acționarea electrică a unui excavator minier
În excavatoarele de carieră, cum ar fi ECG sau ES, se utilizează un număr mare de sisteme, diferite în funcție de scop și principiu de funcționare. Practic, toate sistemele cunoscute de astăzi de conversie a energiei, cum ar fi hidraulice, pneumatice, unități electrice, electronice, au găsit aplicații pe aceste mașini. Stadiul principal și principal al conversiei energiei - și în excavatoarele moderne grele aceasta este energia electrică care intră în excavator prin lanțul de aprovizionare de înaltă tensiune - este unitatea electrică.
Evoluția lopeți miniere electrice în ultimii treizeci de ani a adus unele modificări la design, dar de fapt noi soluții principale deja implementate în mașinile „vii“, nu este suficient.
Principalul mecanism clasic pentru acționarea motoarelor de curent continuu sunt folosite cu excitație separată alimentate de oscilatoare controlate (System F-D) sau convertizoare statice cu tiristoare controlate (sistem TC-M).
Motor cu excavare (preluare) caracteristică implică lucrul la o viteză nominală de până la un cuplu maxim de blocare la care motorul se oprește, dar nu-și pierde forța de la arborele de antrenare. Adică, atunci când, de exemplu, cupă încărcate se sprijină pe o matrice fixă și forța dezvoltată troliu de ridicare, insuficientă pentru punerea în aplicare a oalei nu ar trebui să apară „răsturnare“ a motorului, de ex., E. picătură rot./min și reduce cuplul pe arborele motorului. Pentru a menține performanța maximă a excavatorului, este de dorit ca motorul funcționează la o viteză maximă constantă înainte de începerea blocare (sarcină maximă). Acest lucru înseamnă că caracteristicile mecanice (dependență de frecvența de rotație a cuplului arborelui motor) trebuie să fie rigide, constau dintr-o secțiune de lucru cu minimum o dependență liniară de viteza de rotație și a cuplului porțiunii nelucratoare picătură în viteză la blocare cuplu maxim corespunzător. O astfel de excavarea modul de operare este cel mai apropiat de curent continuu modul de motoare.
Dintre toate cunoscute desigur școală că domeniul înfășurărilor motorului ca un pol magnetic principal DC situat în stator la armătura de înfășurare (rotor) curge curent prin perii și colector - dispozitivul care convertește electromotoare constantă rețea de alimentare în variabila emf. armatura de lichidare.
Controlul frecvenței de rotație a motorului de curent continuu este posibilă în trei moduri: variația rezistenței înfășurării armatură, tensiune aplicată sau câmp (excitație curent) flux. armătura de lichidare schimbare de rezistență pentru reglarea dezavantajos deoarece nu în mod eficient și în mare măsură atenueaza caracteristica mecanică. Reglementarea fluxului de excitație schimba aplicabil pentru punctele de încărcare mici. Cuplul motor este direct proporțională cu fluxul de excitație și, în plus, ruperea în circuitul de acționare poate duce la curse de motor în absența sarcinii semnificative pe arbore, deoarece frecvența de rotație este invers proporțională cu fluxul de excitație.
Reglarea vitezei prin schimbarea tensiunii de alimentare necesită o sursă cu tensiune reglabilă.
Motoarele de curent continuu (acționările principale ale excavatorului) pentru o perioadă lungă de timp au fost efectuate de la generatoarele de curent continuu (sistemul GD). Acesta este un sistem electric de acționare destul de fiabil și ușor de manevrat, care a fost folosit timp de mai multe decenii în acționarea excavatoarelor miniere.
In cel mai simplu variația sistemului GD a tensiunii de alimentare (generator de tensiune de ieșire) are loc prin schimbarea curentului câmpului în domeniul înfășurării independent al generatorului (de exemplu, printr-un reostat în circuitul câmp). Reducerea tensiunii de alimentare duce la o scădere a turației motorului menținând în același timp cuplul și rigiditate care funcționează caracteristicile de performanță (valabil pentru motoarele cu excitație independente și paralele).
Un motor de rețea este utilizat pentru a conduce generatoarele. De obicei, unitatea de conversie include unul sau mai multe motoare de rețea care se rotesc generatoare. Fiecare generator de oferă un mecanism corespunzător de antrenare - actuator de ridicare, presiunea (împingere pentru dragline), viteza de rotație, deschiderea fundului oalei de turnare (ECG). Unitatea Generatorul poate include nevoile proprii, motoarele de lichidare de câmp curent de aprovizionare și generatoare. Puternicul asincron (ECG 5A) sau motoare sincrone de curent alternativ (ECG-10, ECG 15, EL și 11,70 t. D.) Sunt utilizate ca o unitate de rețea.
Unitatea individuală a mecanismelor principale este automatizată. Operatorul controlează numai viteza de rotație și efectuează inversarea motorului în timpul săpării. Restul proceselor de control (stabilizarea vitezei și limitarea încărcării maxime, formarea caracteristicilor de excavare) apar automat. Baza pentru principiul automatizării gestionării unui mecanism separat este un sistem special de control automat (SAR). Regulatorul este un amplificator magnetic de putere (înlocuiește reostatul de control în circuitul de excitație în schema cea mai simplă). În SAR, generatorul este atât un element de amplificare, cât și un element de acționare, motorul este obiect de reglare, iar valoarea reglabilă este turația motorului. La conducere, operatorul, care dorește să stabilească o anumită frecvență a motorului, acționează asupra circuitului de excitație al generatorului, adică modifică magnitudinea curentului în bobina de excitație cu ajutorul unui controler. Pentru a menține modul dat în ATS, există un feedback, care oferă un efect corectiv asupra amplificatoarelor magnetice și mai departe asupra curentului din circuitul de excitație al generatorului.
Mai progresivă este schema în care alimentarea excitației înfășurării generatorului (motorului) se realizează prin intermediul unui convertizor tiristor. Sub această schemă, nu este necesar să se folosească un generator auxiliar, proiectat să alimenteze înfășurările de excitație ale mașinilor electrice și o unitate cu putere redusă (deschizând fundul găleții). Principalele avantaje ale agenților patogeni tireristori sunt inerția redusă și eficiența mai mare. în comparație cu amplificatoarele magnetice de putere. Tiristorul convertește curentul alternativ într-unul constant cu reglarea tensiunii rectificate. Curentul de control al tiristorului este reglat de comandantul rural.
A doua metodă - utilizează un convertor tiristoare în loc generatorului (TP-E). Cu toate acestea, utilizarea de convertoare de putere cu tiristoare pentru unitatea principală electrice duce la o scădere a factorului de putere al centralei electrice a excavatorului, apariția armonicilor suplimentare și fluctuațiile de tensiune în rețea, ceea ce reduce calitatea gropii de alimentare cu energie. Pentru a reduce impactul negativ asupra activității rețelei AT, excavatoare folosite filtru pentru mai multe dispozitive. În schema fosta URSS TP-D a fost administrat în ECG-20.
O altă direcție promițătoare este utilizarea unei metode pulsate de schimbare a oricărui parametru al motorului - tensiune, rezistență în circuitele statorului sau rotorului. Prin modificarea lățimii impulsului, se obține o modificare a vitezei medii de rotație.
Motoarele asincrone alimentate de convertoare de frecvență statice reglabile (IF-AC) sunt utilizate în unitatea electrică din anii '70. Motoarele asincrone, datorită simplității producției și fiabilității în exploatare, sunt utilizate pe scară largă într-o unitate electrică nereglementată. Principalele lor dezavantaje sunt o gamă limitată de control al vitezei și un consum semnificativ de putere reactivă.
Convertoarele de frecvență au devenit larg răspândite, în special în sistemele de pornire ușoară. În prezent, convertizoare de frecvență sunt puse în aplicare și ca regulatori în unități de putere (până la 10 MW palane miniere, ventilație, pompare, transport, banda transportoare de tracțiune a materialului rulant pe transportul feroviar, etc ..). Utilizarea convertoarelor de frecvență permite:
reglați cu ușurință viteza de rotație a motorului de inducție, menținând cuplul pe arbore;
reducerea consumului de energie cu 30 ... 50% datorită controlului optim al motorului electric în funcție de sarcină;
pentru pornirea ușoară a motorului electric cu un curent care nu depășește valoarea nominală pentru motorul electric;
să elimine încărcările de vârf ale rețelei și tensiunile de tracțiune în ea la momentul pornirii transmisiei electrice.
Convertoarele de frecvență creează anumite interferențe electromagnetice, pentru a reduce care este necesitatea aplicării unor filtre suplimentare. Pentru a funcționa la frecvențe joase, este necesară o răcire forțată eficientă. Un alt aspect este dificultatea de a furniza o caracteristică mecanică a excavatorului. În timpul funcționării excavatorului, momentele de încărcare pot varia în mare măsură pentru perioade scurte de timp, de la momentele maxime care pot "înclina" motorul la minim. Prin urmare, este necesară o reglare automată simultană a frecvenței și a tensiunii de alimentare la înfășurarea statorului.
Există multe întrebări atunci când se utilizează sistemul IF-AS, o publicație separată va fi necesară pentru a le revizui pe scurt.
Astăzi, liderii mondiali în producția de excavatoare electrice, precum Bucyrus International Inc. cu membrul său Marion și Ransomes-Rapier și excavatoare PH oferă electrice, realizate în diverse configurații - IF AC, GD, TP-D. Alegerea sistemului rămâne cu clientul.
Trimiteți-le prietenilor: