Электропривод непрерывного транспортёра

align="justify">   На нагрузочной диаграмме подъемного двигателя (рис.3, б) имеют место следующие рабочие периоды; t₁ – пауза, во время которой механизм тяги производит зачерпывание, а подъемный трос удерживается тормозом; t₂ – разгон двигателя подъема с одновременным выходом ковша из грунта; t₃ – подъем ковша с одновременным поворотом; t₄ – разгрузка ковша; t₅ – торможение механизма и реверс привода для опускания ковша; t₆ – опускание ковша для забрасывания его в забой с одновременным поворотом экскаватора в обратном направлении; t₇ – торможение механизма с внедрением ковша в забой. В период подъема ковша (t₂, t₃ и t₄) механизм тяги отпускает трос с лебедки для уменьшения нагрузки на подъемном механизме и частичной разгрузки стрелы драглайна. Однако двигатель тяги не работает, так как трос сходит под действием веса ковша.

      

  Рис.3. Нагрузочные диаграммы:

а – механизма тяги;   б– механизма подъёма мощного шагающего экскаватора-драглайна

      При нормальном режиме работы нагрузочная  диаграмма поворотного механизма драглайна рассмотрена на рис.2,в. Челночный режим работы драглайна позволяет получить половину диаграммы за цикл работы в связи с поворотом экскаватора на 360° и выгрузкой грунта  из ковша в отвал без остановки поворотного механизма.

      Главный привод роторных и многоковшовых экскаваторов работает в длительном режиме с небольшими изменениями нагрузки, носящими случайный характер. Влиянием пусковых режимов на нагрев двигателя обычно пренебрегают из-за их редкости. При расчете мощности двигателя изменение нагрузки учитывается введением поправочных коэффициентов в выражение для статической мощности. 

4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ЭКСКАВАТОРОВ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ 

      Для привода экскаваторов малой мощности используются аппаратура и двигатели общепромышленных типов. На экскаваторе устанавливается один приводной двигатель, постоянно вращающийся в одном направлении. Защита двигателя осуществляется автоматическим выключателем, имеющим максимальные и нулевое реле. Одна из типовых схем электрооборудования экскаватора приведена на рис.4. Пуск двигателя производится ручным включением автоматического выключателя АВ при этом получает питание катушка реле напряжения РН (нулевое реле), удерживающая контакты выключателя в замкнутом состоянии. Дальнейшее увеличение скорости двигателя производится нажатием кнопки «быстро», замыкающей цепь питания контактора ускорения У. Остановка двигателя происходит при нажатии кнопки «стоп», отключающей катушку нулевого реле РН и автомат АВ. Контакты выключателя также отключают двигатель от сети при срабатывании максимальной защиты (реле РМ) и понижении напряжения (реле РН).

        Подача напряжения к двигателю,  расположенному на поворотной платформе, производится посредством кольцевого токоприемника КТ надежно изолированного от корпуса экскаватора. Для питания двигателей экскаваторов малой мощности используется напряжение переменного тока  380В .

      В настоящее время ведутся разработки экскаваторов малой мощности с индивидуальным приводом на постоянном токе по системе генератор–двигатель и с тиристорным управлением, а также с дросселями в цепи статора и ротора, двигателя на переменном токе.

      Для привода рабочих механизмов экскаваторов средней мощности находят применение следующие системы:

 

Рис.4 Схема электрооборудования   экскаватора малой мощности 

  

1. переменного тока с асинхронным двигателем с  фазным ротором;
2. постоянного тока по системе генератор — двигатель с трехобмоточным генератором, управляемым от магнитных усилителей;
3. постоянного тока с тиристорным преобразователем.

  В современных экскаваторах на переменном токе используются специальные двигатели  с ограниченным максимальным моментом (М_макс=1,7М_ном) или включение в цепь статора двигателя дросселей насыщения обеспечивающих ограничение момента двигателя.

  Опыт  эксплуатации электропривода экскаваторов с асинхронными двигателями показал, что при релейно-контакторном управлении двигатели не обеспечивают высокой производительности машин и дают повышенный процент выхода из строя канатов.

      Характерным примером применения системы трехобмоточный генератор– двигатель (ТГ-Д) служит экскаватор средней мощности типа СЭ-3 и модернизированные на его базе экскаваторы ЭКГ-4 и ЭШ-5/45.

      Основное  электрооборудование экскаватора состоит из гонного двигателя,

генераторов и двигателей подъема, напора и поворота. Механизмы хода и открывания днища ковша имеют отдельные двигатели. Экскаватор имеет два кольцевых токоприемника. Токоприемник высокого напряжения КТ укреплен на нижней платформе и подает питание тонному двигателю. Токоприемник низкого напряжения служит для подвода питания к установкам, расположенным на нижней раме. К вспомогательному оборудованию относятся масляные насосы для подачи смазки и приводы вентиляторов принудительной вентиляции двигателей подъема и напора.

      Принципиальная схема управления электроприводом механизма подъема представлена на рис. 5. Обмотка самовозбуждения генератора СОВ включена через сопротивление 2СД на якорь генератора ГП, независимая обмотка НОВ, разделенная на две секции, получает питание от магнитного усилителя. В схему включены балластные сопротивления 1СБ и 2СБ. Максимальное реле РТМ подключено на дополнительные полюса двигателя и генератора подъема. В цепи обмотки возбуждения двигателя находится добавочное сопротивление ЗСД, зашунтированное нормально закрытым контактом контактора П (поля двигателя). Ослабление потока двигателя производится при опускании ковша, что позволяет получить повышенную скорость опускания ковша.

Задающая  обмотка магнитного усилителя УМС4 включена через добавочное сопротивление 4СУ на делитель напряжения ЗСУ. Изменение направления и величины тока в задающей обмотке производится контактами командоконтроллера,    выключающего     ступени  сопротивления 4СУ.  Командоконтроллер имеет четыре положения подъема и четыре спуска.

      Экскаваторные   характеристики   обеспечиваются   применением задержанной   обратной    связи   по   току.    Обмотка    УМСЗ включена последовательно с германиевым выпрямителем 1ВГ и низкоомным делителем напряжения 1СУ на падение напряжения в обмотках дополнительных полюсов генератора и двигателя. Делитель напряжения 1СУ является источником сравнения и питается от вторичной обмотки специального трехфазного четырехобмоточного трансформатора через германиевые выпрямители. Остальные обмотки трансформатора подключены к источникам сравнения схем механизмов поворота и напора. Ток в обмотке УМС3 появляется при условии, что падение напряжения на дополнительных полюсах машин станет больше запирающего потенциала на сопротивлении 1СУ.    

      

Рис. 5. Принципиальная схема управления электроприводом механизма подъема экскаватора средней мощности с магнитными усилителями. 

      Величина  запирающего потенциала соответствует началу действий отсечки по току главной цепи. Направление тока в обмотке управления усилителя соответствует размагничиванию генератора. Для увеличения быстродействия   электропривода   и  создания более   жесткой, характеристики   в   схеме используется        обмотка жесткой обратной связи УМС5 по напряжению генератора. Эта обмотка   включена   через дополнительное сопротивление 5СД к делителю       напряжения 2СД,     связанному     с напряжением     генератора. Магнитодействующая сила обмотки направлена встречно м.д.с. задающей обмотки.

      Стабилизация  работы системы электропривода  в  переходных режимах осуществляются гибкой обратной связью по току якоря (обмотка УМС6). Обмотка УМС6 подключена на специальную стабилизирующую обмотку, расположенную на дополнительных полюсах генератора ДПГ. Сигнал получаемый с обмотки, пропорционален скорости изменения тока   и  его величина регулируется   добавочным   сопротивлением   8СУ.   Использование гибкой связи по току главной цепи позволяет  затягивать процессы нарастания и спадания тока и обеспечить плавный пуск и торможения двигателя.

Отключение системы  управления при  длительных остановках производится выключателем ВМ. При этом срабатывает тормозной механизм (отключается катушка ЭТ), и обмотка обратной связи по току УМС3 через сопротивление 4СД присоединяется к дополнительным полюсам машин. Такое включение позволяет уменьшать величину остаточной э.д.с. генератора при появлении тока в главной цепи. Так как в этом случае токовая обмотка работает без отсечки.

      В последние годы ведутся работы по дальнейшему улучшению статических  и динамических характеристик систем, имеющих магнитное управление, и внедрению в схемы электропривода полупроводниковых устройств. Все более широкое распространение получает тиристорное управление двигателями. На опытном образце экскаватора типа Э-2503 для питания двигателей механизмов напора и поворота применяются тиристорные преобразователи, позволяющие улучшить динамические характеристики системы.