CC BY
20
УДК 622.625.28
О. М. С1НЧУК, Е. С. ГУЗОВ, I. О. СШЧУК (ДВНЗ «КНУ»), В. О. ЧОРНА (КрНУ)
ДВНЗ «Криворiзький нацюнальний унiверситет», кафедра Автоматизованих електромехашчних систем в промисловостi та транспорту УкраТна, м. Кривий Рiг, вул. ХХ11 Партз'Тзду, 11, тел.: (056) 409-17-30, ел. пошта: [email protected]
Кременчуцький нацюнальний ушверситет iм. М. Остроградського , кафедра Систем електроспоживання та енергетичного менеджменту, УкраТна, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, тел.: (067) 8575375, ел. пошта: [email protected]
ДО ПИТАННЯ КОМПЛЕКСНОСТ1 КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТР1В ФУНКЦЮНУВАННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАН1ЧНИХ СИСТЕМ ШАХТНИХ ЕЛЕКТРОВОЗ1В
Вступ
Затзорудна сировина (ЗРС), що видобува-еться на вiтчизняних гiрничорудних шдприемс-твах, надаючи до 70 % вщ щорiчних надхо-джень, е вагомою складовою поповнення валю-тних запашв Укра!ни [1].
Мiж тим, нажаль, собiвартiсть видобутку ЗРС щорiчно зростае, що ставить пiд загрозу конку-рентоспроможнiсть цього стратегiчного для в№ чизняно! економiки продукту експорту [2].
Основною складовою вищезгаданого одюз-ного процесу е зростання енергозатрат, яю складають бiльш третини в загальнш собiвар-тостi ЗРС, по вшм циклам технологи його видобутку та доставки, незалежно вщ способу видобутку: вiдкритий (кар'ерний) чи шдземний (шахтний) [2].
При цьому, на вщмшу вiд кар'ерних спосо-бiв видобутку корисних копалин шахтний характеризуемся тим, що електроенергетичш ви-трати в них складають близько 90 %, в тому чи^ до 16 % - це енерговитрати на внутрш-ньошахтний транспорт (ВШТ), парк котрого натчуе близько чотирьох тисяч електровозiв з застаршим енергонеефективним обладнанням.
Мiж тим другим, не менш вагомим негатив-ним фактом у процесi експлуатаци ВШТ зали-шаеться зростання матерiальних витрат прни-чих пiдприемств на ремонт електрорухомого складу [2]. Як випливае з анатзу пошкоджень елеменпв нинi експлуатованих тягових електромехашчних комплексiв (ТЕМК) рудникових контактних видiв електровозiв (рис. 1 та рис. 2), динамша !х ушкоджень з роками змшюетъся.
Але головне при цьому те, що матерiальнi ви-трати на ремонт !х складових - тягових електри-чних двигушв (ТЕД) за останне десятилiття по шахтам м. Кривого Рогу (так, очевидно, i iншим аналогiчним шдприемствам) збiльшилися майже в 4 рази i становлять понад 90 % вщ усiх витрат на ремонт тягового електричного обладнання [2].
пантограф система керування ■ шше обладнання
Рис. 1. Динам1ка змши по рокам укрупнених показ-нишв к1лькостей пошкоджень основних елеменпв тягового електроустаткування рудникових електро-воз1в К14 при експлуатаци !х в зал1зорудних шахтах Кривор1зького зал1зорудного басейну
Рис. 2. Динашка змши питомих матер1альних витрат на ремонт тягового електроустаткування рудникових електровоз1в по шахтах Кривор1зького зал1зорудного басейну
Така ситуащя диктуе вимоги до необхщнос-т додаткового аналiзу цього процесу та розро-бки обгрунтованих i одночасно реальних та су-
часних пропозицiй щодо виходу зi сформульо-ваного положення [3; 4].
Актуальшсть дослiджень
Приведення вищезгаданих факторiв неефек-тивностi функцiонування ТЕМК до бажано оп-тимальних значень з шдвищенням його експлу-атацшно! надiйностi, як i електропотягiв в целому, можливi лише за умови побудови й за-стосування сучасних систем управлiння з можливостями поточного контролю за станом електричних та технолопчних параметрiв тягового обладнання. При цьому необхiдно розум> ти, що тяговi електромеханiчнi комплекси еле-ктровозiв, як основа структури електрооблад-нання взагалi, та !х рудникових (шахтних) видiв зокрема, являють собою складнi багатофункщ-ональнi системи, в котрих е значна кшьюсть параметрiв, якi необхiдно контролювати [3-10].
Однак, виходячи з тих же результат анал> зу пошкоджень складових тягових електроме-ханiчних комплексiв шахтних електровозiв i «тяжкостЬ> наслiдкiв цих момента, все ж першим кроком у побудовi системи контролю па-раметрiв елементiв тягових комплекшв повинно бути питання контролю тих параметрiв, що найбiльш ймовiрно призводять до пошкоджен-ня складових тягових електромехашчних ком-плексiв в т.ч. ТЕД, а, отже, непрацездатностi електровоза в цшому [6; 9 - 11].
В роботах [5; 8] запропоновано контролювати температуры режими функцюнування ТЕД. Для цього приведено авторсью схемотехнiчнi рiшення.
В свою чергу, в [9] приведено новий безсенсо-рний спосiб контролю швидкостi руху потягу в тдземних умовах з метою не допустити переви-щення регламентованого значення. Мiж тим, ба-жана ефективнiсть наведених вище засобiв для умов шахтних електровозiв буде достатньо ефек-тивною лише в раа !х комплексного застосування.
Розглянемо кожний iз засобiв окремо. При цьому будемо дотримуватись тактики побудови способiв в тому, щоб визначати необхщш па-раметри на основi вже контролюемих в струк-турi ТЕМК [10 - 13].
У свою чергу, такими параметрами е значення струму, напруги i викликаний ними процес нагрiву елеменпв ТЕД. Як доведено в [5; 9 - 10], саме виходячи з контролю значень перших двох вищенаведених складових можна контролювати третш - температуру ТЕД в процеа функцюну-вання електровоза в циклах рейсу [11].
Така черговiсть пiдходу до тактики будови системи контролю базуеться на результатах аналiзу причин пошкоджень ТЕД тд час робо-
ти електровозу. А це, насамперед, вплив темпе-ратури перерву [10] на складовi ТЕД, точнiше на його яюрну обмотку (рис. 3).
Як свщчить рис. 3, температура ТЕД з часом роботи електровоза поспйно збшьшуеться, що в умовах безконтрольностi, безумовно, призведе до перегрiву обмоток з подальшим !х руйнуванням.
Другим, не менш важливим параметром для контролю е швидюсть електровозу, котра регла-ментуеться вiдповiдними «Правилами безпеки» [10], i перевищення котро! веде до серйозних технологiчних аварiй та загрози життю гiрникiв.
Мiж тим для шахтних електровозiв, зi спе-цифiкою !х функцiонування в умовах пiдземних прничих виробок, вектор вирiшення вищеви-кладених проблем з !х комплекснiстю, в свою чергу, лежить в напрямку розбудови систем контролю на основ^ перш за все, безсенсорних засобiв [9; 10].
Постановка задачi
Обгрунтування та розробка схемотехшчних рiшень ефективних та надшних в експлуатацп засобiв безсенсорного контролю теплових ре-жимiв тягових електричних двигушв постiйного струму та швидкосп руху шахтних електровозiв.
Матерiали дослiджень
Як свiдчить досвiд експлуатацп наземних електрифiкованих видiв транспорту застосу-вання лише системи безперервного температурного контролю режимiв функцiонування ТЕД дозволяе знизити вщмови останнiх на 30 ... 35 % , виходи з ладу колекторiв в 2,6 ... 3,3 рази, кругових вогшв в них в 3,1 ... 3,7 рази при загальному зменшенш колекторiв в 2,8 ... 3,4 рази [3]. В свою чергу, експлуатащя ТЕД без систем контролю теплових режимiв збшьшуе кшьюсть !х вiдмов в 1,5 ... 3,5 рази [3].
Реально можливими способами контролю температури ТЕД та побудови вщповщних за-хиста е:
- закладка в двигун датчиюв температури;
- застосування теплових реле;
- непряма оцшка, яка базуеться на вимiрю-ваннi опорiв обмоток двигуна або розрахунках втрат у двигуш.
Найбiльш точним, та ниш найчастше засто-совуваним, е метод безпосередньо! оцiнки температури обмотки або активно! сташ за допо-могою датчикiв температури [13]. Головними недолшами методу е:
- необхщшсть закладення датчикiв в обмотки двигуна, що в умовах експлуатацп без його демонтажу неможливо;
- необхiднiсть виведення з двигуна додатко-вих провiдникiв, що в умовах жорстко1 вiбрацiï може призвести до ïx ушкодження та вщмов системи захисту.
Другим сучасним напрямком можуть бути, та i е, тепловi реле, якi все ж, як свщчать досл> дження, ращонально застосовувати при заxистi ТЕД з постшним або мало змiнним наванта-женням [13]. При перевищеннi струшв трива-лого режиму тепловi реле спрацьовують занад-то швидко, що може спричинити «перегони автома^в».
О^м цього такi реле непридатнi для захисту ТЕД вщ перерву, що найбiльш характерно для двигушв функцiонуючиx в складi ТЕМК рудникових електровозiв [10].
Мiж тим, як свщчать дослiдження авторiв [5; 9; 11]., розрахунок втрат енерги в ТЕД за аналь зуемий перюд часу дозволяе здiйснити непря-му, але достатньо точну ощнку процесу його на^вання.
При застосуваннi цього методу перюд робо-ти ТЕД розбиваеться на iнтервали, протягом яких струм можна вважати сталим. В сучасних мшропроцесорних бортових системах управ-лiння електровозiв можна реалiзувати безпосе-редню оцiнку втрат енергiï шляхом визначення еквiвалентного струму вiдповiдно до виразу:
-^екв а
Т TI
ТI
(1)
де а - коефiцiент, що враховуе погiршення охолодження двигуна при знижених швидкос-тях, приймаеться в межах 1,15 - 1,4 [5].
Якщо значення перевищуе номiнальний струм тривалого режиму , спрацьовуе захист,
подаючи сигнал на в1дключення тягового елек-тропривода.
Середня температура обмотки ТЕД може бути визначена за величиною И опору. Метод базуеться на властивосп реально! змши опору обмоток ТЕД в функци змши температури.
Температура обмотки визначаеться за вира-зом [10]:
tг =■
Яг — Ях
Ях
■(к + т х )
+ rv
(2)
де Яг, Ях - опори обмоток, як вим1ряш, вь дповщно у гарячому та холодному станах; тх -температура обмотки у холодному сташ; к -коефщент, що дор1внюе 235 для мщно! обмотки та 245 для обмотки з алюмш1ю.
Як свщчать дослщження [3; 7; 10], найбшьш небезпечне та штенсивне нагр1вання вщбува-еться у обмотщ якоря ТЕД, але контроль И температури супроводжуеться певними трудноща-ми, пов'язаними з1 щ1тковими контактами, оскшьки 1х отр нестабшьний та може змшюва-тися в десятки раз1в залежно вщ марки щ1ток, 1х прироб1тки, стану поверхш колектора та його температури, частот! оберт1в { т.п. До того ж щ1тки перекривають декшька колекторних пластин, шунтуючи окрем1 секци обмотки якоря двигуна. Тому достатньо точне визначення температури яюрно! обмотки за 11 опором немож-ливе.
Однак юнуе шший шлях - контролювати температуру за опором обмотки збудження (ОЗ). Це можливо виходячи з наступних м1рку-вань: обмотка збудження ТЕД включаеться по-слщовно з обмоткою якоря, тому по ним прот> кае однаковий струм; обмотки розташоваш в однш машиш, тому 1х нагр1вання та охоло-дження взаемопов'язаш.
Рис. 3. Д1аграма змши температури обмотки якоря тягового двигуна ДТН-45/27 протягом двох змш роботи електровоза К14 (горизонт 1045 м ш. Батьшвщина, ПАТ «Кривор1зький зал1зорудний комбшат»)
Це дозволяе за температурою ОЗ точно ви-значити температуру якоря. Дослщження роз-подiлу температур, проведет авторами на реальному лабораторному стенд^ показали, що при максимально допустимш температурi обмотки якоря вона на^ваеться на 25 0С вище, нiж ОЗ. Враховано також, що допустима температура обмотки якоря ТЕД для iзоляцiï класу F складае 155 0С, а максимально допустима за на^ванням - становить 130 0С.
Отже лопчним виглядае, що незважаючи на те, що ОЗ допускае й бшьш високу температуру, захист вщ пере^вання ТЕД повинен спра-цьовувати при досягненш температури цiеï обмотки 130 0С. При цьому температура вщпов> дае рiвню опору [11]:
nCu j) R130 - Rx
365
235 + тх
(3)
На рис. 4 представлено варiант реалiзащi схеми захисту ТЕД вщ перегрiвання.
Середне значення напруги и знiмають з ОЗ через коло, що складаеться з Я1 — Я2 та С, яке обмежуе iмпульси напруги при комутащях в силовому колi пристрою, що захищаеться. Середне значення струму I, який протшае через ОЗ, визначають за допомогою шунта ЯБ. На-строювання захисту на визначений ошр та вщ-повщну температуру здiйснюють резистором пiдстройки Я3. Блок пристрою захисту мютить аналоговий iнтегральний дiльник, який виконуе функщю дiлення исе^1сер - тобто безперерв-
но визначае величину опору обмоток. При досягненш значення опору, який вщповщае температур! 03 130 °С, захист спрацьовуе, темпе-
^ Пристрш захисту
ратура обмотки якоря при цьому сягае темпера-тури 155 0С.
Схема не потребуе встановлення в ТЕД дат-чиюв температури, - безпосередньо ОЗ ТЕД е датчиком. Це робить захист ТЕД простим та надшним.
В данш структурi як реальний варiант дшь-ника для практичноï реалiзацiï може слугувати мiкросхема 4-Quadrant Multiplier/Divider AD734 © Analog Devices, Inc. Схема тдтримуе два ре-жими аналогового дiлення. ïï рекомендовано використовувати як аналоговий дшьник, який працюе в режимi безпосереднього регулювання напруги. Цей режим е бшьш точним, гнучким та дозволяе шдвищити частоту роботи мiкросхеми.
Другим параметром, котрий повинен пiдлягати контролю е швидюсть руху потягу. Як вщомо, цей параметр жорстко регламентований Правилами безпеки у шахтах [11] диференцшовано по донкам шдземного технологiчного маршруту руху електровозiв. При цьому найважлившою умовою забезпечення безпеки е обмеження швидкостi руху ЕРС за умовою допустимо!' довжини гальмiвного шляху, який при перевезеннi вантажв не повинен перевищувати 40 м, а при перевезены персоналу 20 м. Гальмiвний шлях ЕРС розраховують за умов найпршого варiанту - рух з вантажем пiд ухил до стволу. Ця дiлянка найб№ш небезпечна, швидюсть руху на нш обмежують до 10 км/год, хоча (за тяговими можливостями) потяг може розвивати значно бшьшу швидюсть.
В рiзm часовi перiоди розвитку рудничних ти-пiв електровозiв розроблялися та перебувають в експлуатацiï до тепершнього часу цiла «шишка» пристро1в контролю швидкостi локомотивососта-bîb в тому чист й рудникових [5, 14].
Рис. 4. Схема захисту тягового двигуна шахтного електровоза вц перегршання з використанням мшросхеми AD734
Так, в [5] приведено Bapiaffrn вимiрювачiв швидкостi, встановлених на рудничних елект-ровозах типу 10КР, 14КР виробництва Олек-сандрiвського машинобудiвного заводу (Ро-шя). Двоблокова система в першому блоцi мю-тить датчик-генератор з постшними магшта-ми, що генеруе струм, величина якого пропорцшна швидкостi обертання ротора. Другий блок - магнiтний тахометр, який вщт-ворюе цi струми та показуе швидюсть руху електровоза на пульп управлшня машинiста. Давач встановлюють на кришцi редуктора тя-гово! передачi електровоза та з'еднують з шестернею редуктора за допомогою власно! шес-тернi. Як бачимо, навт апрiорно, очевидна складнiсть такого пристрою.
За даними [14], в рудничних електровозах типу LG виробництва фiрми ASEA (Швещя) для контролю швидкост руху електровозiв ви-користовують два варiанти. В першому датчики встановлюють на валу редуктора тягово! пере-дачi, в другому - вбудовують конструктивно в ТЕД. Обидва способи мають т самi недолши, як i в попередньому випадку.
Для контролю швидкосп руху впчизняного транспорту наразi застосовують ряд способiв, в основу яких покладено контроль частоти обер-тання ТЕД або колюних пар з наступним пере-розрахунком у швидюсть руху потягу [5, 13].
Однак, якщо для умов електролокомотивiв, якi експлуатують в наземних умовах, зазначенi варiанти систем контролю в тш чи iншiй мiрi прийнятнi, то для умов !х пiдземного викорис-тання досягнення необхщно! ефективностi такими методами проблематичне [10].
На думку авторiв, надшшсть вимiрювача швидкостi можна пiдвищити багатократно, застосувавши метод бездатчикового його контролю, використовуючи лише електричш па-раметри ТЕД. Вiдомо [14], що для ТЕД посл> довного збудження значення струму й напруги однозначно визначають швидюсть обертання. В загальному випадку частота обертання ТЕД дорiвнюе [14]:
ю =
и я - IR, СюФ
(4)
де ия - напруга на якорц I - струм ТЕД; Яя - опiр обмотки якоря; Ф - магштний потш; Сю - конструктивний коефiцiент.
В електричнш тязi прийнято використовува-ти лшшну швидкiсть руху:
v=
Ця - R CvФ
(5)
Як вщомо [14], для ТЕД послщовного збу-дження магнiтний потш e фyнкцieю струму Ф = f (I) , тодi вираз (5) буде мати наступний вигляд:
v =
Ця - R Cvf (I) .
(6)
Не зважаючи на складну залежнiсть магшт-ного потоку вщ струму (у зв'язку з насиченням сталi) вона може бути виражена гiперболою з
показником степенi х < 1, тобто Ф «Iх . Тодi вираз (6) матиме вигляд:
v=
Ця - R kIx
(7)
Використовуючи реальну електромехашчну характеристику ТЕД та задаючи значення струму I можна визначити вщповщш швидкосп v та обчислити значення kIx . Розрахунки показують, що для рiзних характеристик показ-ник степеш х знаходиться в межах 0,4 ... 0,6. Якщо визначено значення х , то значення кое-фщенту зв'язку k дорiвнюе:
k = и я - R
vIx
Структура запропонованого швидкосп наведена на рис. 5.
,ОЯ 03 дс
(8)
вимiрювача
Рис. 5. Структурна схема вимiрювача швидкосп: М, ОЗ - вщповщно яшр та обмотка збудження тягового електричного двигуна; ДС- датчик струму
Значення напруга якоря та струму двигушв подаешься на вхвд вишрювального блоку, який обчи-слюе поточну швидкiсть руху електровоза та видае й значення на табло або пристрш реестрацл. При перевищент швидкосп вище за допустиме значення запалюеться сигнальна лампа. Кр1м того, на табло та пристрш пам'ят виводяться значення струму двигуна для шформування машинюта про поточне навантаження, як в дшсному чаш, так { при необхвдносп вщтворення в подальшому.
Висновки
Проведено ан^з та здшснено оцiнювання якiсних показникiв функцiонування пристро!в контролю температурних режимiв та вимiрю-Ba4iB швидкостi, якi застосовують в тягових електромеханiчних системах з ТЕД постшного струму послiдовного збудження сучасних руд-
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Шидловский А. К. Геоекономжа та гео-полггика Украни [Текст] / А. К. Шидловский, Г. Г. Швняк., М. В. Рогоза, С. I. Випанасенко. -Дншропетровськ :Нацюнальний прничий ушверси-тет. - 2007. - 282 с.
2. Бабец Е. К. Сборник технико-экономических показателей горнодобывающих предприятий Украины в 2009-2010 гг. Анализ мировой конъектуры рынка ЖРС 2004-2011 гг. [Текст] / Е. К. Бабец, Л. А. Штанько, В. А. Салганик и др. - Кривой Рог: Ви-давничий д1м. - 2011. - 329 с.
3. Носков В. И. Контроль и диагностика мотор-вагонных поездов с использованием нейронных сетей [Текст] / В. И. Носков, М. В. Липчанский, B. C. Блиндаж // Наук, техн. зб. «Комунальне господар-ство мют». - Харьков : ХНАМГ. - 2011. Вып. 101. -С. 278-283.
4. Yudong Li, Yujun Zhang and Tianyu Zhang., (2014), Simulation and Experimental Studies of Speed Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Motors for Mine Electric Locomotive Drive, International Journal of Control and Automation. Vol. 7, No. 1, pp. 55 - 68.
5. Синчук О. Н. Устройство для контроля и защиты от перегрева тяговых электродвигателей шахтных электровозов [Текст] / О. Н. Синчук, Э. С. Гузов,
B. А. Федотов, В. О. Черная // Электротехнические и компьютерные системы - 2014. - № 15 (91).
6. Zagirnyak M., Romashykhina Zh., and Kalinov A., (2013), Improved Reliability of Diagnostics of Induction Motor Broken Rotor Bars, Proceedings of the XVI International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronics Engineering, Ohrid, Macedonia, 2 - 14th September.
7. Шавкун В. М. Ддагностування тягових елек-тричних машин електротранспорту [Текст] / В. М. Шавкун // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - Харьков:- 2014. - Вип. 1/7(67). -
C. 48 - 52.
8. Синчук О.Н. Вопросы повышения надежности системы мониторинга температурных режимов тяговых электрических двигателей рудничных электровозов [Текст] / О. Н. Синчук, Э. С. Гузов, И. О. Синчук, Д. О.Кальмус, В. О. Черная // Вюник КрНУ iменi Михайла Остроградського. - Вип. 4/2014 (87). - С. 44 - 50.
9. Синчук О.Н. О бездатчиковом способе контроля скорости движения рудничных электровозо-составов [Текст] / О. Н. Синчук, Э. С. Гузов, И. О. Синчук, В. Л. Дебелый, Л. Л. Дебелый // Восточно-
HHHHHX eneKTp0B03ÎB. BcTaHOBneHO ronoBm npn-hhhh ïx HH3bKOÏ HagÎHHOCTÎ Ta ogHOHacHO BH3Ha-neHO HanpaM BgoœoHaneHHa - 6e3gaTHHKOBi
cnocoÔH Komponro. 3a pe3ynbTaTaMH npoBegeHHx
gocnig^eHb 3anp0n0H0BaH0 ^yH^ioHanbm Ta CTpyKTypHi cxeMH BHMiproBaniB, ^o peKOMeHgo-BaHi go npaKTHHHOÏ peani3a^ï.
REFERENCES
1. Shidlovskiy A.K., Pivnyak G.G., Rogoza M.V., Vipanasenko S.I. Geoekonomika ta geopolitika Ukraini [Geoeconomics and geopolitics of Ukraine]., Dnepropetrovsk, Natsionalniy girnichiy universitet Publ., 2007, 282 p.
2. Babec E. K., Shtanko L. A. ,Salganik V. A.
Sbornik tehniko-ekonomicheskih pokazateley gornodoby-ivayuschih predpriyatiy Ukrainyi v 2009-2010 gg. Analiz mirovoy konyukturyi ryinka ZhRS 2004-2011 gg [Compilation technical and economic parameters of mining enterprises of Ukraine in 2009- 2010 years. Analysis of the global IO market conditions 2004-2011]. Krivoy Rog, Publishing House Publ., 2011, 329 p.
3. Noskov V. I., Lipchanskiy M. V., Blindag V. I. Kontrol i diagnostika motor-vagonnyih poezdov s ispol-zovaniem neyronnyih setey [Monitoring and diagnostics motor-car trains using neural networks]. Utilities city. KNAMG Publ, Kharkov, 2011, vol. 101, pp 278-283.
4. Yudong Li, Yujun Zhang, Tianyu Zhang. Simulation and experimental studies of speed sensorless control of permanent magnet synchronous motors for mine electric locomotive drive, International Journal of Control and Automation Publ. 2014, Vol. 7, no. 1, pp. 55-68.
5. Sinchuk O. N., Guzov Je. S., Fedotov V. A., Chernaja V. O. Ustrojstvo dlja kontrolja i zashhity ot peregreva tjagovyh elektrodvigatelej shahtnyh el-ektrovozov [Device for control and protection from overheating traction motors mine electric locomotives], Elektrotehnicheskie i kompjuternye sistemy Publ. Kyiv, (2014), vol. 15 (91), pp. 278-283.
6. Zagirnyak M., Romashykhina Zh. , Kalinov A. Improved reliability of diagnostics of induction motor broken rotor bars, Proceedings of the XVI International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronics Engineering, Ohrid, 2013, 2 - 14th September.
7. Shavkun V.M. Diagnostuvannya tyagovih el-ektrichnih mashin elektrotransportu [Diagnosis of traction electric machines electric]. Vostochno-Evropeiskii Zhurnal Peredovykh Tekhnologii Publ. Kharkov, 2014, vol. 1/7(67), pp. 48 - 52.
8. Sinchuk O. N., Guzov Je. S., Sinchuk I. O., Kal'mus D. O., Chernaja V. O. Voprosy povyshenija nadezhnosti sistemy monitoringa temperaturnyh rezhimov tjagovyh elektricheskih dvigatelej rudnichnyh elektrovozov [The issues of reliability monitoring system temperature regimes traction electric motors mine electric locomotives]. Visnik KrNU imeni Mihajla Ostrograds'kogo Publ, Kremenchug, 2014, vol. 4(87), pp. 44 - 50.
Европейский журнал передовых технологий. - 2014. - Вып. 4/9 (70). - С. 59 - 63.
10. Черная В. О. К вопросу анализа повреждений тяговых двигателей шахтных электровозов [Текст] / В. О. Черная // Молодь: наука та шновацд. Перша Всеукрашська науково-техшчна конференщя сту-дентв, асшранпв i молодих вчених. - Дшпропет-ровськ : ВНЗ «НГУ». - 2013. - С. 421 - 422.
11. НПАОП 10.0 - 1.01 - 05. Правила безпеки у ву-гтльних шахтах. - Луганськ : Копiцентр. - 2005. - 196 с.
12. Bertil Oberg. Computer-controller ore Transformation at the LKAB mine in Kiruna, (1979). Sweden Information ofASEA. 212 р.
13. Бутт Ю. Ф. Шахтный подземный транспорт: справочное издание. Шахтный локомотивный и рельсовый транспорт [Текст] / Ю. Ф. Бутт, В. Б. Грядущий, В. Л. Дебелый, А. Н. Коваль, А. Л. Фурман, В. М. Щука, В. А. Яценко : под общ. ред. Б. А. Грядущего. - Донецк : - 2009. - «ВИК», - Т.1. - 481 с.
14. Розенфельд В. Е. Теория электрической тяги [Текст] / В. Е. Розенфельд, И. И. Исаев, Н. К. Сидоров, М. С. Озеров. - М. : Транспорт - 1995. - 294 с.
Надшшла до друку 30.04.2015.
Внутршнш рецензент Сиченко В. Г.
9. Sinchuk O. N., Guzov Je. S., Sinchuk I. O., Debelyj V. L., Debelyj L. L. O bezdatchikovom sposobe kontrolja skorosti dvizhenija rudnichnyh jel-ektrovozosostavov [About the sensorless control method speed mine electromotostiv]. Vostochno-Evropeiskii Zhurnal Peredovykh Tekhnologii Publ. Kharkov, 2014, vol.4/9 (70), pp. 59 - 63.
10. Chernaya V. O. K voprosu analiza povrezhdeniy tyagovyih dvigateley shahtnyih elektrovozov [On the analysis of damage to electric traction motor shaft]. First Ukrainian scientifically conference of students and young scientists. Dnipropetrovsk, 2013, pp. 421-422.
11. NPAOP 10.0 - 1.01 - 05. Pravila bezpeki u vugllnih shahtah [Your safety in mines. 10.0-1.01-05], Lugansk, 2005, Kopicentr Publ, 196 p.
12. Bertil Oberg. Computer-controller ore transformation at the LKAB mine in Kiruna, 1979, Sweden Information ofASEA. 212 р.
13. Butt Yu.F., Gryaduschiy V.B., Debelyj V.L., Koval A.N., Furman A.L. Shahtnyiy podzemnyiy transport: spravochnoe izdanie. Shahtnyiy lokomo-tivnyiy i relsovyiy transport [Mine underground transport: reference book. Mine locomotive and rail transport], Donetsk, VIKPubl., 2009, Vol. 1, 481 p.
14. Rozenfeld V. E., Isaev I. I., Sidorov N. K., Ozerov M. S. Teoriya elektricheskoy tyagi [Theory of electric traction], Moscow, Transport Publ, 1995, 294 p.
Зовшшнш рецензент Сгнолиций А. Ф.
У статт наведено аналiз та оцшка яюсних показниюв i особливостей функцюнування юнуючих при-строТв контролю температури i вимiрювачiв швидкост руху рудничних електровозiв, як використовуються в електромехашчних системах з тяговими двигунами постшного струму з послщовним збудженням на су-часних шахтах. Авторами встановлено основы причини Тх низькоТ надшносп. Запропоновано споаб безко-нтактного управлшня i захисту тягових двигушв вщ неприпустимого перевищення рiвня температури в камерах, який вимагае створення вiдповiдних датчикiв температури. Розглянуто питання контролю швидкосп рудничних електровозiв з метою пщвищення безпеки прац гiрникiв на пiдземному транспорт. Проаналiзо-вано iснуючi прилади, як безпосередньо або опосередковано пов'язанi з обертовими елементами електро-воза. Авторами запропоновано споаб безконтактного контролю i захисту тягових двигунiв вiд перевищення температури i бездатчиковий вимiрювач швидкостi руху рудникового електровоза, функцюнування яко-го базуеться тiльки на електричних параметрiв тягових електричних двигушв.
Ключовi слова: тяговий двигун/ електровоз; контроль; захист; надiйнiсть/ температура; швидюсть; датчик; вимiрювач; пошкодження.
УДК 622.625.28
О. Н. СИНЧУК, Э. С. ГУЗОВ, И. О. СИНЧУК (ГВУЗ «КНУ»), В. О. ЧЕРНАЯ (КрНУ)
ГВУЗ «Криворожский национальный университет», кафедра Автоматизированных электромеханических систем в промышленности и транспорте, Украина, г. Кривой Рог, ул. ХХ11 Партсъезда, 11, тел.: (056) 40917-30, эл. почта: [email protected]
Кременчугский национальный университет имени М. Остроградского, кафедра Систем электропотребления и энергетического менеджмента, Украина, г. Кременчуг, ул. Первомайская, 20, тел.: (067) 8575375, эл. почта: [email protected]
К ВОПРОСУ КОМПЛЕКСНОСТИ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ШАХТНЫХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
В статье приведены анализ и оценка качественных показателей и особенностей функционирования существующих устройств контроля температуры и измерителей скорости движения рудничных электровозов, которые используются в электромеханических системах с тяговыми двигателями постоянного тока с последовательным возбуждением в современных шахтах. Авторами установлены основные причины их
© Сшчук О. М. та ш., 2015
низкой надежности. Предложен способ бесконтактного управления и защиты тяговых двигателей от недопустимого превышения уровня температуры в камерах, который требует создания соответствующих датчиков температуры. Рассмотрены вопросы контроля скорости рудничных электровозов с целью повышения безопасности труда горнорабочих на подземном транспорте. Проанализированы существующие скоростемеры, которые напрямую или косвенное связаны с вращающимися элементами электровоза. Авторами предложен способ бесконтактного контроля и защиты тяговых двигателей от превышения температуры и бездатчиковый измеритель скорости движения рудничного электровоза, функционирование которого основывается только на электрических параметрах тяговых электрических двигателей.
Ключевые слова: тяговый двигатель; электровоз; контроль; защита; надежность; температура; скорость; датчик; измеритель; повреждения.
UDC 622.625.28
O. N. SINCHUK, E. S. GUZOV, I. O. SINCHUK (SIHE «KNU»), V.O. CHORNA (KrNU)
State institution of higher education «Kryvyi Rih National University», Department of Automatic Electrome-chanic System in Industry and Transport, Ukraine, Krivoy Rog, st. ХХII Parts'ezda, 11, tel.: (056) 409-17-30, e-mail: [email protected]
Kremenchuk Mykhailo Ostohradskyi National University, Assistant of Department of Systems of Power Consumption and Power Management, Ukraine, Kremenchuk, st. Pervomayskaya, 11, tel.: (067) 85753756 е-mail: [email protected]
TO THE QUESTION OF THE COMPLEXITY OF THE CONTROL OPERATION PARAMETERS OF ELECTROMECHANICAL SYSTEMS OF MINE ELECTRIC LOCOMOTIVES
Analysis and evaluation of quality indicators and functioning of existing control devices and temperature gauges speed mine electric locomotives, which are used in Electromechanical systems, traction motors DC series excitation in modern mines that are listed in the article. The authors found the main reasons for their low reliability. The method of non-contact control and protection of traction motors from impermissible exceeding of the temperature level in the cells, which requires creating the appropriate temperature sensors was proposed. The issues of speed control mine electric locomotives with the aim of improving health and safety of miners in underground transport were considered. The authors reviewed existing speedometers that are directly or indirectly connected with the rotary elements of the locomotive. The authors proposed a method for the contactless control and protection of traction motors from overheating and sensorless meter speed mine locomotive, the operation of which is based only on the electrical parameters of the electric traction motors.
Keywords: traction engine; locomotive; control; protection; safety; temperature; speed; sensor; meter; damage.
Внутренний рецензент Сыченко В. Г.
Внешний рецензент Синолицый А. Ф.
Internal reviewer Sichenko V. G.
External reviewer Sinolytsiy A. F.
