книги / Электрооборудование одноковшовых экскаваторов

В головной части платформы расположены двигате­ ли поворота 9 (рис. 3-2), а в средней части — подъемная лебедка 8 с 'двигателем.

На драглайнах впереди подъемной лебедки распола­ гают тяговую лебедку с двигателем.

Индивидуально управляемые генераторы постоянного тока главных электроприводов комплектуются в одну генераторную группу, называемую главным преобразова­ тельным агрегатом. 16 (см. рис. 3-2). Генераторы вместе с главным приводным двигателем ЛД агрегата (см. рис. 3-1) соединяются между собой с помощью муфт и монтируются на общей фундаментной плите.

В качестве главного приводного двигателя агрегата на мощных вскрышных и шагающих экскаваторах ис­ пользуется только синхронный двигатель; на карьерных экскаваторах — асинхронный двигатель с короткозам­ кнутым ротором (3-2503, ЭКГ-4,6) и синхронный двига­ тель (ЭКГ-8). Основным потребителем энергии на экска­ ваторе является главный приводной двигатель преобра­ зовательного агрегата. Мощность этого двигателя в зависимости от типа экскаватора составляет от 160 до 3000 кВт и выше (см. приложение 1).

В зависимости от числа электрических машин, вхо­ дящих в состав главного агрегата, они называются пятимашииными или четырехмашиннымй преобразовательныными агрегатами. На сверхмощных экскаваторах ЭВГ-35/65, ЭШ-25/100, ЭШ-80/100, рШ-100/100 имеет­ ся несколько главных преобразовательных агрегатов, размещаемых вдоль стен кузова. На экскаваторрх-драг- лайнах Э-14/75, ЭШ-15/90 главный преобразовательный агрегат устанавливают в передней части платформы; на других типах экскаваторов в задней части платформы.

На рис. 3-2 показан пятимашинный агрегат экскава­ тора ЭКГ-4,6, состоящий из асинхронного приводного двигателя ПД и генераторов: подъема ГП, поворота ГВ, нЯйора ГН.

На одном с ними валу установлен генератор собст­ венных нужд ГСН (иногда называемый возбудителем), предназначенный для питания обмоток возбуждения дви­ гателей основных механизмов и цепей аппаратов управ­ ления напряжением 1.15 В. На других типах экскавато­ ров для этих целей применяется отдельный вспомога­ тельный преобразовательный агрегат. Так, на экскавато-

72

pax ЭКГ-8, ЭШ-6/60, ЭШ-10/60, ЗШ-5/45м в этот агре-

гат, кроме приводного асинхронного двигателя с корот­ козамкнутым ротором типа АО-81-440. кВт, 380 В, 1470 об/мин и генератора ГСН типа П-81, 27 кВт, 115 В, входит еще генератор-возбудитель типа ПВ-81, 14,1/1,1 кВт, 40/10 В для питания возбуждения ротора главного приводного синхронного двигателя четырехма­ шинного агрегата.

Приводные асинхронные двигатели с короткозамкну­ тым ротором главного преобразовательного агрегата включаются непосредственно в сеть 380 В автоматиче­ ским выключателем (экскаватор Э-2503) или в сеть 6000 В масляным выключателем (экскаватор ЭКГ-4,6). Двигатель последнего АЭ-113,-4 имеет обмотку статора на два напряжения 3000 и 6000 В и переключается пере­ мычками на выводной доске.

Распределительное устройство типа 2КВЭ-6 (см. рис. 3-2, поз. 15) предназначено для получения и рас- пределения-электрической энергии высокого напряжения между потребителями.

Приводные синхронные двигатели главных агрегатов экскаваторов ЭКГ-8, ЭШ-6/60 и других также могут работать от сети 3000 или 6000 В. При подключении двигателя к сети 6000 В ветви соединяются последова­ тельно, а при 3000 В параллельно. Пуск синхронного двигателя осуществляется при полном напряжении сети с помощью масляного выключателя. На мощных драг­ лайнах ЭШ-14/75, ЭШ-15/90, ЭШ-15/90А пуск синхрон­ ного двигателя преобразовательного агрегата, имеющего расщепленную обмотку статора, осуществляется под пол­

ным напряжением сети в две ступени. При этом каждая ветвь обмотки статора подключается к сети через соб­ ственный масляный выключатель в последовательности

первая, а затем вторая ветвь обмотки. Кроме того, дви­ гатель допускает пуск и с полным напряжением при параллельном соединении обеих обмоток статора.

На роторе синхронного двигателя имеются две об­ мотки— короткозамкнутая, предназначенная для асин­ хронного пуска двигателя и кратковременной работы в этом режиме, вторая, питаемая постоянным током от генератора-возбудителя, включается в работу автома­ тически после достижения ротором синхронной частоты вращения.

73

Для питания обмоток возбуждения генератора подъе­ ма, напора (тяги), поворота на современных экскавато­ рах используются силовые магнитные усилители СМУ типов ПДД-1,1В,_ПДД-1,5В и др.

На рис. 3-1 показана схема питания усилителем СМУ обмоток возбуждения генераторов главных приводов экскаватора ЭКГ-4,6.

На экскаваторах ЭШ-6/60, ЭШ-10/60, ЭШ -14/75 для этих целей применены электром ашинные усилители поперечного поля (ЭМУ), скомпонованные в два отдель­ ных трехмашинных' агрегата. Каждый такой агрегат со­ стоит из двух ЭМУ-110, 11 кВт, 230 В, 47,8 А и приводно­ го асинхронного двигателя типа АО-72-4, 28 кВт, 380 В, 1450 об/мин.

Изменение тока возбуждения генератора, поступаю­ щего от усилителя (СМУ или ЭМУ), достигается с по­ мощью командоконтроллера, воздействующего на цепь управления усилителя.

Цепи возбуждения генераторов с включенными в них управляющими элементами называют цепями управле­ ния системы Г—Д (или системой управления). Цепи управления в системе Г—Д предназначаются для созда­ ния и введения в главную цепь не только управляющих воздействий машиниста, но и сигналов цепей, обратных связей, назначение которых описано в гл. 5.

В зависимости от того, что включено в цепь управле­ ния и чем управляется^(регулируется) напряжение гене­ ратора Ur на выходе (якоре) генератора, системы управ­ ления Г—Д получили определенные наименования. Так, например, система Г—Д с СМУ означает, что в качестве возбудителя генератора служит силой магнитный уси­ литель, а в системе Г—Д с'ЭМ У — электромашинный усилитель.

Для питания двигателей вспомогательных механизмов и транс­ форматоров освещения напряжением 380 В служит маоляный трех­ фазный силовой понижающий трансформатор, собственных нужд 14 типа ТМЭ (см. рис. 3-2) мощностью в зависимости от типа экска­ ваторов от 30 до 400 кВ*А. Стационарная сеть освещения и элек­ тропечи обогрева питаются от осветительного трансформатора на­ пряжением 127 В, а переносная осветительная от трансформатора 12—24 В.

Электроаппаратура' для защиты и управления главными при­ водами, а также регулировочные резисторы и СМУ размещаются на магнитных станциях 3. Вся аппаратура, как и электрические машины, устанавливается повышенной надежности и допускает ра­ боту в условиях тряски, вибрации и пыли.

74

Управление тормозами подъемной лебедки, напорного и пово­ ротного механизмов осуществляется электрогшевматическим приво­

гающих экскаваторов осуществляется двигателями с короткозамк­ нутым р.отором мощностью 260 кВт, 6000 В, 1000 об/мин. Насосные установки размещают вдоль боковых стен кузова в задней части платформы.

3-2. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В

Экскаваторы средней и большой производительности имеют значительную установленную мощность токопри­ емников, поэтому их питают электроэнергией высокого напряжения, как это указывалось в § 1-7, и оснащают электрооборудованием напряжением выше 1000 В. К не­ му относятся питающий гибкий кабель, вводный ящик, кольцевой токоприемник и распределительное устройст­ во напряжением выше 1000 В. Применение токоподводя­ щей системы высокого напряжения способствует умень­ шению сечения питающего кабеля и потерь напряжения в линии.

Распределительное устройство специального исполне­ ния типов 2КВЭ-6 (экскаваторы ЭКГ-4,6, ЭКГ-5), КВЭ-6 (ЭКГ-8, ЭВГ-8), УРЭ-6 (ЭШ-14/75, ЭШ-15/90) и

-КРУЭ-6 (ЭШ-5/45, ЭШ-10/70А) предназначено для управления главным приводным двигателем преобразо­ вательного агрегата и двигателями насосов механизма шагания на драглайнах, а также для защиты силового понижающего трансформатора. На рис. 3-4 показано распредустройство типа 21£ВЭ-6, представляющее собой шкаф из листовой стали, внутри которого размещена

коммутационная и защитная аппаратура. Корпус шкафа разделен стальными перегородками на четыре отсека: / — для масляного выключателя ВМЭ-6, / / — для пре­ дохранителя ПКЭ-6, III — для разъединителя РВ-6/400

иIV — для аппаратуры управления и защиты вспомога­ тельных двигателей, для автоматических выключателей серий А3100 и АП-50, для контакторов КТ-32 и пони­ жающего трансформатора освещения ОСО-0,25. На пе­ редней стенке шкафа установлен привод ПМ-10 для руч­ ного включения и отключения масляного выключателя

ипривод ПР-10 разъединителя.

Блокировка шкафа исключает возможность включать и выключать разъединитель при включенном масляном

75

выключателе: открывать верхнюю фасадную дверь отсе­ ка II при включенном разъединителе; включать разъ­ единитель с открытой верхней фасадной дверью.

В других типах устройств в отличие от рассмотренного нет отсека IV. В отсеке III размещают трансформатор тока высокого напряжения, а в отсеке I — трансформатор напряжения с предохра-

Рис. 3-4. Распре­ делительный шкаф высокого напря­ жения типа 2КВЭМ-6.

/ — осветительный трансформатор; 2 — аппаратура управле­ ния н защиты двига­

предохранитель высо­ кого напряжения; 5 — привод разъедините­ ля; 6 — привод ма­ сляного выключателя; 7<— масляный . выклю­ чатель; 8 — штепсель­ ная розетка 12 В; 9 —

ящик резисторов.

нителями. В комплектном устройстве КРУЭ-6, наоборот, в отсеке III размещают трансформатор напряжения, а в отсеке I — трансформа­ тор тока. Кроме того, в нем выключатель может выкатываться на тележке.

Масляный выключатель ВМЭ (рис. 3-5) используется для включения и выключения главного приводного дви-

76

гателя преобразовательного агрегата. Выключатель со­ стоит из бака U заполненного трансформаторным мас­ лом 2, которое служит для дугогашения и изоляции то­ коведущих частей. На крышке 6 смонтированы проходные изоляторы 4, внутри которых проходят токоведущиё стержни 8, соединенные с неподвижными контактами— медными скобами 9. Верхние концы стержней имеют

масло разлагается и вокруг контактов образуется газо­ вый пузырь, состоящий в основном из водорода (70%), обладающего высокой теплоемкостью и диэлектриче­ ской прочностью. Благодаря этому ускоряется процесс охлаждения дуги й затрудняется ее восстановление пос­ ле достижения переменным током нулевого значения.

Приводной механизм 5 выключателя расположен под крышкой, главный вал его 3 выведен наружу для соеди­ нения с приводом, а к горизонтальной траверсе меха­ низма с помощью изоляционных штанг 7 прикреплены подвижные контакты. Прямолинейное движение этой траверсы с контактами обеспечивается двумя направ­ ляющими стержнями, укрепленными в крышке и прохо­ дящими сквозь отверстия в траверсе. На эти стержни

77

надеты отключающие пружины, которые сжимаются при подъеме траверсы в процессе включения и ускоряют движение контактов при отключении.

Привод типа ПМ-10 имеет механизм свободного рас­ цепления, позволяющий выключателю разобщаться с приводом.

Поворот вала 3 по часовой стрелке приводит к за­ мыканию контактов и включению выключателя, который удерживается в этом состоянии защелкой привода. При повороте вала против часовой стрелки происходят ос­ вобождение защелки привода и размыкание контактов.

Для автоматического отключения выключателя в при­ воде встроены катушка нулевого напряжения на 220 или 127 В переменного тока и блокировочный контакт типа КСА на две цепи.

Предохранитель высокого напряжения ПКЭ-6 защи­ щает силовой трансформатор от токов к. з. При к. з. плавкие вставки из медной посеребренной проволоки плавятся и испаряются с возникновением дуги, которая благодаря наличию в патроне кварцевого песка быстро гасится.

Трехполюсный разъединитель РВ-6/400 предназначен для включения и выключения высокого напряжения и создания видимого разрыва. Он состоит из стального основания, опорных изоляторов, токоведущих и контакт­ ных частей, и механизма управления. К колпачкам изо­ ляторов крепятся неподвижные контакты, на которых крепятся ножи (подвижные контакты). Каждый нож со­ стоит из двух скрепленных между собой медных пла­ стин. Необходимое, давление между ножами и непод­ вижными контактами осуществляет нажимное устройст­ во. Включают и выключают разъединитель с помощью рычажного привода ПР-10 или ПРТ-2.

3-3. МАГНИТНЫЕ СТАНЦИИ, ПУЛЬТЫ УПРАВЛЕНИЯ И АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ

Магнитные станций управления двигателями выполнены в виде панельной или каркасной конструкции с электрическими аппарата­ ми, заключенной в металлические шкафы. Для удобства обслужи­ вания вся аппаратура распределена по группам механизмов экска­ ватора и на них выполнены надписи в соответствии с обозначениями на схеме управления.

Пульты (блоки) управления (см. рис. 3*3, поз. 6) служат для размещения аппаратуры оперативного управления, которая монти­

78

КМП-401 и др. применяются для переключения главных цепей и цепей возбуждения. Принцип действия контактной системы контак­ торов постоянного тока аналогичен действиям рассмотренных в §2-5 контакторов переменного тока. В отличие от последних магнитопроводы контакторов постоянного тока изготовляются из массивных стальных деталей, что увеличивает срок их службы,

?F

Рис. 3-6. Устройство для гашения дуги в контакторах постоянного тока.

особенно при большой частоте включений, что имеет место на экскаваторах. Для гашения дуги в контакторах постоянного тока чаще всего применяют дугогасительные катушки, принцип действия которых показан на рис. 3-6. Последовательно в цепь контактов 1 и 2 включается катушка 3, имеющая малое число витков большого сечения. Для сосредоточения магнитного потока в пространстве между контактами с обеих сторон дугогасительной катушки рас­ полагают стальные .щеки (на рисунке не показаны). При размыка­ нии контактами цепи тока в результате взаимодействия между током дуги и магнитным потоком Ф катушки возникает сила F, которая растягивает дугу на расходящихся концах контактов. Дуга, соприкасаясь со стенками дугогасительной камеры, быстро охлаж­ дается и гаснет.

Электромагнитные реле постоянного и переменного тока кон­ структивно не отличаются от реле, рассмотренных в § 2-5.

Могут быть реле тока или напряжения, которые реагируют со-, ответственно на значение тока или напряжения той цепи, где они установлены, и в них предусмотрена возможность регулирования тока или напряжения срабатывания (отпускания). Промежуточные реле срабатывают от достаточно слабого сигнала, и их назначение в увеличении числа контактов, которыми осуществляется коммута­ ция в электрических цепях.

Реле выполняют различныё функции в • схемах управления электроприводами. Реле постоянного тока типов РЭ-180, РЭ-821, РЭВ-884 и др. применяются в схемах электрооборудования как реле напряжения, тока, времени и промежуточные. Реле перемен­ ного тока РЭ-2100 применяется как промежуточное.

79

3-4. КОМАНДОКОНТРОЛЛЕРЫ И КОМАНДОАППАРАТЫ

А

Командоконтроллеры (КК) предназначены для управ­ ления главными электроприводами путем переключения резисторов в цепях усилителей и замыкания цепей кату-

22222

^ i! 1кп

чР 1Г т : I1 |>

1 IJ

In

Рис. 3-7. Комаидоконтроллер ЭК-8200 с ручным приводом.

80