книги / Скребковые конвейеры

вой контактор, тиристорный блок, система управления тиристорами и кассета телемеханического управления и автоматического регули­

дяная, технические данные тиристорного преобразователя; входное напряжение 380/660 В, выходное напряжение 500/880 В., Выходное напряжение регулируется от нуля до максимального значения. Номи­ нальный ток преобразователя ‘300 А. Система фазоимпульсного управ­ ления построена по ’’вертикальному принципу” и основана на сравне­ нии постоянного напряжения с пилообразным, синхронизированным с питающей сетыр при помощи диодного коммутатора.

Двигатели. В качестве двигателей постоянного тока для электро­ привода забойных конвейеров применяются двигатели типа, ДК812А. Двигатель последовательного возбуждения, взрывобезопасный с во­ дяным охлаждением. Двигатель имеет следующие технические харак­ теристики:

Система автоматического управления предназначена для оптими­ зации электропривода забойных конвейеров по минимуму динами­ ческой нагруженности и минимуму износа основных узлов забойных конвейеров при рациональном использовании энергии. Система авто­ матического управления состоит из трех подсистем, обеспечивающих оптимизацию по выбранным критериям в основных режимах работы конвейера и подсистемы измерения параметров.

Подсистема управления электроприводом конвейера в режимах нормальных эксплуатационных нагрузок предназначена:

для обеспечения минимума энергозатрат на транспортирование при средней высоте нагрузки, равной номинальной;

для регулирования и стабилизации частоты вращения электродви­ гателя;

для поддержания заданного отношения токов нагрузки; для демпфирования динамических нагрузок в рабочем механизме.

Подсистема обеспечивает два режима работы: ручной и автомати­ ческий. В ручном режиме управление электроприводом конвейера осу­ ществляется независимо от остальных механизмов комплекса. В авто­ матическом режиме скорость движения цепи изменяется в функции скорости подачи комбайна. Функциональная схема подсистемы для двухдвигательного варианта приведена на рис. 8.2. Подсистема разде­ ляется на два основных контура управления — контуры управления

Ручной РЗйтоматический

/

Ml

М2

Рис. 8.2. Функциональная схема подсистемы управления электроприводом кон­ вейера в режимах нормальных эксплуатационных нагрузок:

ведущим и ведомым приводами конвейера. Контур управления веду­ щим приводом обеспечивает регулирование скорости с подчиненным регулированием тока или момента нагрузки. Основной контур управ­ ления состоит из задатчика оптимального управления, схемы или ре­ гулятора, датчиков скорости, тока и момента, фильтра и тиристорного преобразователя. В контуре управления ведомым приводом обеспе­ чивается распределение статических токов нагрузки между ведущим и ведомым двигателями в заданном отношении. При применении такой системы управления в качестве, ведомого привода можно использовать двигатель меньшей мощности и, соответственно, меньших габаритов. Кроме того для вспомогательного контура используется только один датчик тока, размещенный в тиристорном преобразователе. Вспомо­ гательный контур управления состоит из задатчика отношения токов, блока деления, фильтра, регулятора, датчика тока и тиристорного пре­ образователя.

Вслучае однодйигательного варианта используется только контур управления приводом.

Вручном режиме задающее воздействие формируется из команд управления и поступает на вход регулятора. В автоматическом режи­ ме управляющее воздействие с выхода задатчика поступает на вход задатчика оптимального управления, в котором формируется закон управления, обеспечивающий минимум энергозатрат на транспорти­ рование угля. В задатчике оптимального управления реализуется за­ висимость

" к = ^ " п . з е" Кг,Ср' (8Л>

где vK —заданная скорость конвейера; vn 3 — заданная скорость дви­ жения комбайна; /ср — средний ток конвейера; К2 — коэффициент, зависящий от параметров комбайна и конвейера; К х — коэффициент, зависящий от направления движения комбайна.

При реализации (8.1) обеспечивается квазиоптималыюе управле­ ние по минимуму энергозатрат на транспортирование. Погрешность при этом по сравнению с точным управлением не превышает 5 %. Фильтр предназначен для выделения низкочастотной составляющей тока наг­ рузки конвейера, которая зависит от степени загрузки рабочего по­ лотна конвейера.

Таким образом, заданная скорость конвейера определяется задан­ ной скоростью подачи, средним током нагрузки электродвигателя кон­ вейера и направлением движения комбайна.

Для регулирования и стабилизации скорости конвейера применя­ ются три различных типа регуляторов: пропорционально-интеграль­ ный, подчиненного регулирования с основным контуром регулиро­ вания частоты вращения двигателя и подчиненным контуром регу­ лирования тока, подчиненного регулирования с основным контуром регулирования частоты вращения и подчиненным - момента нагрузки. В качестве последовательных корректирующих устройств в регулято­ рах используют интегральные усилители, охваченные гибкими отрица­ тельными обратными связями через R - С цепочки. Передаточная функ­ ция одноконтурного ПИ регулятора частоты вращения

регулятора.

Настройка регулятора осуществляется из условия обеспечения опти­ мальных переходных процессов при номинальных нагрузках и устой­ чивости систем^ при холостом ходе. Достоинства ПИ регулятора ско­ рости заключаются в высоком быстродействии и отсутствии статичес­ кой ошибки. Недостатки определяются невозможностью подавления пульсации тока нагрузки, что приводит к дополнительному нагреву электродвигателя. Кроме того, в такой системе отсутствует возмож­ ность демпфирования динамических усилий в основных узлах кон­ вейера в режимах нормальных эксплуатационных нагрузок.

Другой тип регулятора, применяемый для электропривода забой­ ных конвейеров, регулятор подчиненного регулирования частоты вращения и тока нагрузки.

В качестве регулятора используется двухкратноинтегрирующая система. Внутренний контур - контур регулирования тока настра­ ивается в соо-Гветствии с рекомендациями на технический оптимум

ется нелинейным преобразователем 6, моделирующим кривую намаг­ ничивания двигателя. Сигнал, пропорциональный магнитному потоку, необходим для определения производной потока (блок дифференци­ рования 4) у используемый для вычисления частоты вращения по урав­ нению (8.11). Напряжение якоря измеряется посредством функцио­ нального преобразователя 7, аппроксимирующего внешнюю характе­ ристику усилителя мощности по управляющему напряжению.

Сигналы напряжения якоря, тока и производной магнитного по­ тока суммируются в сумматоре 2, поступают на вход блока деления J, на выходе которого формируется напряжение, пропорционально час­ тоте вращения электродвигателя.

Момент нагрузки определяют по уравйению механического равно­ весия

где Мс — момент нагрузки; См — постоянная двигателя; J — момент инерпии.

Электромагнитный момент с выхода блока умножения 7 и дина­ мический момент с выхода блока дифференцирования 4 алгебраически складываются в сумматоре 2, в результате чего определяется момент нагрузки.

Следовательно, в системе первого типа посредством сигналов, про­ порциональных току нагрузки и управляющему напряжению, вычисля­ ются все остальныё необходимые параметры. Так как управляющее напряжение поступает из системы автоматического управления, то для определения параметров электроприводов достаточно иметь только один датчик тока.

Систему измерения первого типа целесообразно применять в электро­ приводах тех горных машин, где усилитель мощности и система управ­ ления вынесены иЭ рабочего механизма. При этом отпадает необходи­ мость в установке какого-либо датчика на рабочем механизме и дви­ гателе, а датчик тока устанавливается на усилителе мощности. Для обе­ спечения искробезопасности в качестве датчика тока используется тран­ сформатор тока. Так как усилитель мощности устанавливается рядом с трансформаторной подстанцией, то колебания напряжения в питаю­ щей сети переменного тока практически отсутствуют. Применение пре­ образователя, аппроксимирующего внешнюю характеристику усилителя мощности вместо датчика напряжения практически не вносит погреш­ ности при измерении параметров электропривода.

Недостатком системы первого типа является погрешность при вы­ числении частоты вращения, связанная с изменяющимся из-за нагрева

20 °С, отличается от частоты, измеренной при 120 °С, на 17 %. В реаль­

ных условиях эксплуатации регулируемого электропривода подзем­ ных машин с вынесенным усилителем мощности сопротивление подво­ дящих квелей в несколько раз больше сопротивления якоря. Это уменьшает погрешность в определении частоты, вызванную нагревом электродвигателя до 5 %. Для полной компенсации изменяющегося сопротивления якоря необходимо иметь информацию о температуре двигателя. Однако в этом случае теряет смысл применения системы первого типа. Эта система может использоваться в электроприводах механизмов, где по условиям технологии не требуется высокая точ­ ность поддержания скорости, например в электроприводах конвейеров.

Система первого типа обеспечивает измерение параметров электро­ привода при изменении момента нагрузки от 0,2 Мн до Л/стоп.

Для механизмов, требующих высокой точности измерения ско­ рости, применяют систему второго типа. Частоту вращения электро­ двигателя измеряют искробезопасным бесконтактным индукционным датчиком скорости; параметр передается по телемеханическому ка­ налу связи, преобразуясь далее в аналоговую форму. Остальные пара­ метры определяют так же, как и в системе первого типа. Недостатком системы второго типа считают наличие телемеханического канала свя­ зи, подверженного воздействию помех, и датчика скорости, установлен­ ного на двигателе.

Обе системы взаимозаменяемы. Переход от одной структуры к дру­ гой осуществляется путем замены блока измерения на блок вычисле­ ния частоты вращения. При изменении способа возбуждения двигателя производят перестройку функционального преобразователя, форми­ рующего кривую намагничивания.

Основное достоинство предложенных систем измерения параметров заключается в их универсальности, т.е. возможности применения неза­ висимо от конкретной структуры электропривода постоянного тока.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Х.Бахмин Б.И. Расчет ресурса рештачного става забойных скребковых кон­ вейеров с учетом зольности добываемого угля // Надежность и оптимизация па­ раметров горных машин: Научн. сообщ. / ИГД им. А.А. Скочинского, с. 154-158.

2. Леусенко А.В. Нагрузки при транспортировании угля забойными скребко­ выми конвейерами с направляющими.. - Горный журнал, Изв. вузов, 1988, № 5,

скребковых конвейеров. ЦНИЭИУголь, 1991.

Л. Леусенко А.В., Высоцкий Г.В., Репетенко М.В. Цепные замки и цепи тяго­ вых органов скребковых конвейеров. ХЦНТИ, 1991.

5.Методика расчета неравномерности нагружения и выбора прочностных параметров двухцепных тяговых органов забойных передвижных скребковых конвейеров. - ИГД им. А.А. Скочинского, 1987. (Сост. Т-Б. Портнова).

6.Методика расчета производительности передвижного конвейера в меха­ низированном комплексе. - М., ИГД им. А.А. Скочинского, 1987.

7.Основные положения по проектированию подземного транспорта для но­ вых и действующих угольных шахт. - М., ИГД им. А.А. Скочинского, 1984.-

8.Проектирование и конструирование транспортных машин и комплексов / И.Г. Штокман, П.М. Кондрахин, Е.М. Шахтарь и др. - М.: Недра, 1986.

9.РМ 12.44.045-81. Конвейеры шахтные скребковые. Тяговый расчет Гипроуглемаш, 1982 (Сост. Е.А. Гутман, Н.И. Потапова, И.С Солопий, Б.А. Эйдерман).

10.РТМ 12.44.055-84. Конвейеры шахтные скребковые. Расчеты динамики привода и тягового органа. Гипроуглемаш, 1985.

11.Эйдерман Б.А. Закономерности формирования грузопотока и энерго­

затрат на скребковых конвейерах. - М., Наука, 1984.

12.Эйдерман Б.А., Ицкович В.Ю., Будасов А.А. Параметры и методы расчета скребковых конвейеров для механизированных комплексов, - М.: Наука, 1987.

13.Эйдерман' Б.А., Ицкович В.Ю. Технический уровень передвижных кон­ вейеров и пути его повышения. - М.: ИПК Минуглепрома, 1990.

14.Эйдерман Б.А., Любочская О.К., Баринова Н.К., Ковальчук Э.Я. Исполь­ зование скребковых конвейеров на шахтах Минуглепрома СССР в сборнике на­ учно-технические достижения и передовой опыт в угольной промышленности. ЦНИЭИуголь, 1990, вып. 4, с. 21-25.

15.Эйдерман Б.А. Передвижные скребковые конвейеры для угольных шахт.

Учебное пособие. ИПК Минуглепрома СССР, 1988.

16. Эйдерман Б.А. Принципы управления грузопотоком забойного конвей­ ера / Горная механика и технология добычи угля: Науч. сообщ. / ИГД им. А.А. Ско­ чинского. - М.: 1989, с. 74-81.

СОДЕРЖАНИЕ