книги / Расшифровка и анализ записей регистраторов параметров шахтных подъемных установок

Дифференциальный рычаг не позволяет сложить усилия от цилиндра рабочего торможения и цилиндра предохранительного торможения. Всегда оказывает действие большее из них.

Пневматическая схема тормоза приведена на (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Пневматическая схема тормоза НКМЗ

Сжатый воздух поступает из воздухосборника в регулятор давления РД и электропневматические воздухораспределительные клапаны К1 - К4. Управление клапанами производится с помощью электропневматических вентилей ВВ-32Ш. Клапаны включаются, когда к вентилям подается по­ стоянный ток.

Давление на выходе регулятора изменяется пропорционально току в обмотке управления регулятора. Ток регулятора меняется при повороте рукоятки тормоза на пульте управления за счет изменения угла поворота ротора сельсина. Таким образом, для того чтобы затормозить ручным тор­ мозом, необходимо повернуть рукоятку тормоза. При этом появляется ток в обмотке регулятора давления, регулятор соединяет полость от воздухос­ борника с полостью цилиндров рабочего торможения.

При появлении сжатого воздуха в полости рабочего цилиндра его поршень поднимается и через дифференциальный рычаг тянет вверх вер-

тикальную тягу. Система рычагов исполнительного органа приходит в движение, колодки соприкасаются с тормозным ободом барабана шахтной подъёмной машины и возникает тормозное усилие. Величина этого усилия пропорциональна давлению воздуха в полости рабочего цилиндра, току в обмотке регулятора и положению рукоятки тормоза.

В период нормальной работы машины предохранительный цилиндр находится под давлением сжатого воздуха, чем удерживается в верхнем положении груз.

При срабатывании предохранительного тормоза происходит обесто­ чивание электропневматических воздухораспределительных клапанов К1 - К4 и регулятора давления РД. При этом на выходе регулятора появляется постоянное давление порядка (2-2,5) атм ((0,2-0,25) МПа). Величина этого давления устанавливается с помощью специального винта в регуляторе наладчиками во время наладки тормозов. При поступлении воздуха в по­ лость цилиндра рабочего торможения его поршень поднимается. При этом дифференциальный рычаг поворачивается относительно оси цилиндра предохранительного торможения, и создается усилие первой ступени.

Одновременно начинается выпуск сжатого воздуха из полости ци­ линдра предохранительного тормоза. Груз начинает опускаться. При этом дифференциальный рычаг начинает поворачиваться относительно оси вер­ тикальной тяги и давить на поршень цилиндра рабочего торможения. Воз­ дух из его полости начинает стравливаться регулятором давления. Регуля­ тор давления поддерживает установленное давление. Процесс продолжает­ ся до полного выхода воздуха из полости цилиндра рабочего торможения и посадки поршня на дно цилиндра. После этого дифференциальный рычаг начинает поворачиваться вокруг оси цилиндра рабочего торможения и тя­ нуть вверх вертикальный рычаг исполнительного органа тормоза. Накла­ дывается вторая ступень торможения. Величина второй ступени рассчиты­ вается наладчиками и устанавливается количеством «блинов» тормоза.

«Зарядка» машины после наложения предохранительного тормоза происходит в следующей последовательности. Ручным тормозом заторма­ живают машину. При этом тормозные грузы должны подняться. Подают сжатый воздух в полости цилиндров предохранительного торможения. Для оценки исправности тормозов необходимо следить за усилием в тормоз­ ных тягах. Для этого на вертикальных тягах наклеены тензорезисторы. Со­ противление тензорезисторов изменяется пропорционально деформации тормозных тяг и тормозному усилию.

Правильность работы регулятора давления определяется путем из­ мерения давления на его выходе. Запись давления одновременно с дефор­ мацией тормозных тяг позволяет оценить работу рычажной системы (на­ личие зазоров в шарнирах, другие дефекты).

1.3. Привод шахтных подъёмных установок

Привод шахтных подъёмных установок осуществляется электродви­ гателями постоянного или переменного тока [4]. Большинство шахтных подъёмных установок оснащено асинхронными двигателями с фазным ро­ тором с металлическим или жидкостным реостатом, что объясняется их небольшой стоимостью, просто­ той обслуживания и высокой эксплуатационной надежностью асинхронного привода. Макси­ мальная мощность асинхронного

двигателя -1600 кВт.

В связи с большой часто­ той вращения асинхронных дви­ гателей их подключение осуще­ ствляется через редуктор. Воз­ можен одно - или двухдвига­ тельный привод шахтных подъ­ ёмных машин.

Схема асинхронного при­ вода с фазным ротором приведе­ на на рис. 1.5. Контакторы ре­

ния двигателя М.

Рис. 1.5. Схема асинхронного привода

Для регулирования частоты вращения двигателя используется регу­ лируемое сопротивление СР, включаемое в цепь ротора и изменяемое при включении роторных контактов У1-У8.

Асинхронные приводы шахтных подъёмных машин оборудуются динамическим торможением, регулируемый источник постоянного тока УЦТ которого подключается к статору двигателя через контактор динами­ ческого торможения ЦТ при отключенных контакторах В и Н.

Зависимость частоты вращения двигателя от развиваемого им мо­ мента носит название механической характеристики. Механические харак­ теристики асинхронного привода приведены на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Механические характеристики асинхронного двигателя

При вращении органа навивки в направлении «вперед» асинхронный двигатель может работать в следующих режимах:

- двигательный режим (область ДВ, см. рис. 1.6) - направление дви­ жения сосудов совпадает с направлением развиваемого двигателем момен­ та. Вращающий момент создается взаимодействием тока ротора с вра­ щающимся магнитным полем;

-режим генераторного торможения ГВ - двигатель вращается мо­ ментом, создаваемым разностью натяжения подъёмных канатов. Тормоз­ ной момент, препятствующий разгону системы, создается взаимодействи­ ем тока ротора с вращающимся магнитным полем. В этом режиме актив­ ная мощность передается в сеть;

-торможение противовключением ПВ - крайне редко встречающий­ ся режим, когда торможение осуществляют включением двигателя в об­ ратном направлении, то есть магнитное поле статора двигателя и ротор вращаются встречно;

-режим динамического торможения ДТВ - создается подключением обмоток статора к источнику постоянного тока. Тормозной момент созда­ ется взаимодействием тока ротора с неподвижным магнитным полем.

Асинхронные двигатели имеют относительно жесткие естественные механические характеристики с номинальным скольжением

SHOM= 0,02...0,03.

Для выполнения диаграмм движения шахтной подъёмной машины (см. рис. 5.10) двигатель разгоняется с п дв = 0 до номинальной скорости «ном средним пусковым моментом Мп.ср (см. рис. 1.6). На этой скорости при положительном статическом моменте Мс , равном номинальному М ном,

ОСуЩССТВЛЯСТСЯ Д в и ж е н и е ДО ТОЧКИ -Ь WHOM* Генераторное торможение при­

меняется при спуске груза. При номинальном статическом моменте М тм двигатель работает на естественной характеристике в точке - лном. Замед­ ление машины от максимальной скорости до малой скорости может быть осуществлено в режиме динамического торможения с использованием ме­ ханической характеристики со средним тормозным моментом М дт ср от

ТОЧКИ - Ином ДО ТОЧКИ Идот.

Торможение противовключением (ПВ) применяется в аварийных си­ туациях.

Механические характеристики асинхронного двигателя при подклю­ чении роторных сопротивлений приведены на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором

При максимальном значении роторных сопротивлений момент дви­ гателя определяется характеристикой У 1. Он обеспечивает плавное при

Механические характеристики двигателя постоянного тока опреде­ ляются зависимостью

где U - напряжение на якоре двигателя; R„ - сопротивление якорной цепи двигателя; М - момент на валу двигателя; Ф - магнитный поток двигателя; се, с м— конструктивные постоянные двигателя.

Графики зависимости частоты вращения двигателя от момента на его валу приведены на рис. 1.9. Наклон характеристик определяется падением напряжения в якорной цепи двигателя.

В приводе шахтных подъёмных машин по системе Г-Д управление частотой вращения двигателя Д осуществляется при постоянном магнит­ ном потоке двигателя Ф = const изменением подводимого к его якорю на­ пряжения генератора Г путем регулирования его тока возбуждения.

Питание обмотки возбуждения генератора осуществляется от ревер­ сивного тиристорного преобразователя.

Реверсивный привод Г-Д шахтных подъёмных машин управляется в четырех квадрантах механических характеристик. Изменению линейной скорости подъёма и движущих усилий на органе навивки шахтной подъ­ ёмной машины соответствует изменение частоты вращения и момента на валу двигателя на механических характеристиках привода (по стрелкам, см. рис 1.9).

Разгон системы при подъёме груза до номинальной скорости осуще­ ствляется по линиям 0-1-2-3. Точка 1 определяет момент Мд, создаваемый подъёмным двигателем. Под действием разности моментов двигателя и момента сопротивления Мс происходит и разгон системы по линии 1-2. В точке 3 Мд = Мс и дальнейшее движение происходит с постоянной ско­ ростью.

Замедление системы в конце подъёма может происходить при дви­ гательном (линии 3 -4 -7 -8) или генераторном (линии 3 -4 -5 -6 -7 -8) режи­ ме работы двигателя. В точке 8 осуществляется дотяжка сосудов с посто­ янной скоростью. При этом Мд = Мс.

При спуске груза подъёмный двигатель работает в генераторном ре­ жиме (второй квадрант механической характеристики). Изменение момен­ та Мд при выполнении заданного закона движения происходит аналогично.

/'

~ПМ

Рис. 1.9. Механические характеристики двигателя постоянного тока

При движении сосудов в обратном направлении («назад») двигатель работает в третьем (двигательный режим ДН) и четвертом (генераторный режим ГН) квадрантах

Привод по системе ТП-Д в настоящее время реализуется по двум принципиально отличающимся схемам:

а) с реверсом по якорной цепи двигателя (силовая схема приведена на рис 1.10, а);

б) с реверсом по цепи возбуждения двигателя (см. рис. 1.10, б). Система ТП-Д с реверсом по якорной цепи двигателя, так же, как и

привод по системе Г-Д, обеспечивает управление движением подъёмных сосудов путем изменения величины и полярности подводимого напряже­ ния преобразователя.

При реверсировании тока возбуждения подъёмного двигателя на­ правление тока якоря остается неизменным.

Механические характеристики привода по системе ТП-Д (рис. 1.11) аналогичны зависимостям в приводе Г-Д . Исключение составляет зона прерывистых токов, ограниченная штриховой линией, в которой характе­ ристики искажены.

При работе подъёмного двигателя в генераторном режиме тиристор­ ный преобразователь якорной цепи переходит в инверторный режим, обеспечивая преобразование постоянного тока в переменный и передачу энергии из цепи двигателя в питающую сеть.