CC BY
69
4. Проведение экспертизы деклараций промышленной безопасности производств и объектов по изготовлению и хранению взрывчатых материалов промышленного назначения.
5. Подготовка руководителей и исполнителей взрывных работ и работ с ВМ, заведующих складами ВМ.
6. Проведение ремонта взрывных и контрольно-измерительных приборов, используемых при взрывных работах и работах с ВМ.
ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ И УСТРОЙСТВ ПЛАВНОГО ПУСКА В УСЛОВИЯХ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЗАЙЦЕВ П. П.
Электропривод щёковмх дробн.юк
Щсковыс дробилки относятся к механизмам цикличного действия с большим моментом инерции и тяжелым пуском, причем нагрузка на валу приводного электродвигателя носит резкопе-рсменный характер. Ранее для электроприводов щековых дробилок применялись следующие системы пуска:
- электропривод постоянного тока (как правило, завышенной мощности) с тиристорной системой регулирования тока возбуждения. При этом отметим следующие недостатки: стоимость ДПТ выше стоимости асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в 2...2,5 раз; наличие щ&точно-коллекторного аппарата - обслуживание, ремонт, надежность; наличие тиристорного регулятора тока возбуждения - увеличение стоимости системы;
- электропривод переменного тока с асинхронным двигателем с фазным ротором. Недостатки: наличие скользящего контакта; ступенчатость регулирования и связанные с этим повышенные механические нагрузки в кинематической части, высокие электродинамические усилия в обмотках.
- электропривод переменного тока с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. В кинематическую часть включена муфта скольжения. Электродвигатель разгоняется при отсутствии нагрузки на валу, при выходе на рабочий участок электромеханической характеристики -с заданным темпом увеличивается сцепление в муфте скольжения, и электропривод выводится на рабочий режим. Недостатки: быстрый износ муфт скольжения, в результате чего не практикуют частые включения/отключения электропривода.
Современный электропривод щековых дробилок строится на базе асинхронных электродвигателей с преобразователями частоты, при этом можно применять его как устройство плавного пуска, шунтируя преобразователь частоты (обязательно синхронизированный с сетью) после разгона обводным контактором, так и для регулирования частоты качания щеки, меняя качественные показатели дробимой горной массы (см. рис. I).
М
Рис. I. Механические характеристики асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором при изменении напряжения статора
Для электропривода щековой дробилки невозможно применение стандартных устройств плавного пуска на базе тиристорных регуляторов напряжения. Устройства плавного пуска относятся к аппаратам, снижающим динамические удары и пусковые токи при пуске асинхронных двигателей, при этом напряжение, подводимое к трехфазной обмотке статора асинхронного электродвигателя (при пуске), изменяется: 0...(/„.
Согласно уравнению, момент М-Ц1. Когда входное напряжение уменьшается, тогда магнитный поток уменьшается (ослабление поля) и ток ротора 12 тоже уменьшается. Это изменение действует на момент, т. к. Л/ - Ф12' . Например, падение напряжения на 10 % вызывает уменьшение момента примерно на 19 %.
Согласно рисунку, пусковой момент двигателя изменяется: О...Мп^к (при п = 0).
В том случае, если момент сопротивления механизма Л/с (при пуске) будет больше пускового момента двигателя, то, согласно уравнению движения привода:
при реактивном характере нагрузки механизм разгоняться не будет (при прямом включении электродвигателя в сеть разгона также не будет). Превышение подводимого напряжения выше номинального (для увеличения пускового момента) недопустимо по условиям изоляции. Для разогнанной вхолостую электрической машины допустим разгон данного механизма (шековой дробилки) посредством электромагнитных, фрикционных, гидравлических муфт, так как в этом случае разгон осуществляется на рабочем участке электромеханической характеристики (момент двигателя находится в диапазоне O...MtpNT = M™,,).
В том случае, если момент сопротивления механизма Мс (при пуске) будет меньше либо равен пусковому моменту двигателя (на практике исключено), то устройство плавного пуска, работая в режиме ограничения, будет выдавать соответствующее напряжение на двигатель, создавая допустимый динамический момент. Так как момент инерции механизма J высокий, то электропривод будет разгоняться от 4 мин. (в зависимости от дробилки). При этом температура в роторе достигает недопустимых значений, и электродвигатель выходит из строя. Допустимое время разгона с устройством плавного пуска на базе тиристорного регулятора напряжения - 30...60 с, не более 5 пусков в час.
Преобразователь частоты при пуске либо регулировании скорости меняет частоту напряжения, подводимого к электродвигателю. При этом если поддерживать отношение величины выходного напряжения к выходной частоте ПЧ постоянным ^ = const, то семейство электромеханических характеристик асинхронного двигателя соответствует рис. 2. Таким образом, имеется возможность поддержания момента электродвигателя максимальным (МКр = М™») во всСм диапазоне регулирования. В том случае, если пусковой момент сопротивления механизма щексвой дробилки меньше критического момента электродвигателя: Мс < Мю», при использовании преобразователя частоты механизм гарантированно разгонится. В начальный момент разгона необходимо выбрать режим, обеспечивающий максимальный темп набора частоты с допустимым динамическим моментом. Иначе после того, когда щека начнет опускаться, электродвигатель перейди в генераторный режим. Желательно при этом увеличить темп разгона, создавая постоянный динамический момент.
После разгона преобразователь частоты шунтируется обводным контактором - ПЧ должен быть обязательно синхронизирован с питающей сетью. Либо электродвигатель отключают от преобразователя частоты (не синхронизированный) - он продолжает вращаться из-за большой маховой массы механизма, через 5 с (за это время магнитное поле электродвигателя успевает погасить-ся) электродвигатель подключается к сети промышленного электроснабжения.
М =
U2
Л'
Посредством преобразователя частоты можно осуществлять регулирование скорости вращения приводного электродвигателя щсковой дробилки. При этом нужно учесть рсзкопсрсмснный характер нагрузки с частыми превышениями допустимых значений. При этом имеет место превышение током электродвигателя допустимых значений и срабатывание токовой защиты преобразователя частоты с последующей остановкой дробилки под завалом. Для гарантированной работы регулируемого электропривода необходимо увеличение мощности преобразователя частоты.
Система плавного пуска асинхронного электропривода щековой дробилки посредством преобразователя частоты реализована в качестве эксперимента на АО «Северекий гранитный карьер». Система успешно работает в условиях сильной запылённости и сильной вибрации.
Рис. 2. Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении частоты питающего напряжения (при постоянстве отношения напряжения и частоты)
Дробилка работает совместно с регулируемым электроприводом пластинчатого питателя. Регулирование осуществляется посредством преобразователя частоты, путём плавного регулирования во всём диапазоне частот. При этом устанавливается требуемая производительность дробильного отделения с возможностью реализации максимальной производительности, электродвигатель запускается и работает с номинальными параметрами (не возникает ударных пусковых и регулировочных (в пределах ступени регулирования) токов), сберегая электродвигатель и кинематическую часть привода. На преобразователе частоты установлен максимальный темп изменения частоты, сделаны программные блокировки от включения пластинчатого питателя при отключенной дробилке и отключенном конвейере, следующем за щековой дробилкой.
Электропривод конвейеров
Многие технологические процессы включают в себя большое число низковольтных электроприводов (электроприводов конвейеров», запускаемых из одной центральной распределительной подстанции.
При выполнении технологического цикла возникают ситуации аварийных остановов электроприводов конвейеров иод загрузкой. При этом при повторном пуске загруженныч конвейеров возникают следующие ситуации:
1. Пусковой момент электродвигателя меньше момента статического сопротивления конвейера (при высоком коэффициенте трения между приводным барабаном и конвейерной лентой). При этом срабатывает токовая защита электродвигателя. Для запуска электропривода необходимо освободить ленту от транспортируемой горной массы.
2. Момент трогання конвейера выше момента статического сопротивления, при низком коэффициенте трения возникает пробуксовка ленты на приводном барабане. При этом возникает повышенный износ ленты. Для запуска электропривода производят постепенное трогание ленты путем частых включений и отключений электродвигателя либо освобождают ленту от транспортируемой массы.
3. При прямом пуске двигателя переменного тока по обмоткам двигателя протекают большие токи, которые при частых пусках могут привести к выходу из строя двигателя вследствие разрушения изоляции обмоток. Разрушение изоляции происходит по двум причинам: механические разрушения и снижение изоляционных характеристик из-за превышения допустимой температуры. Первая причина связана с тем, что на обмотки двигателя действуют электродинамические усилия, величина которых пропорциональна квадрату тока. Пусковой ток двигателя в 5...7 раз превышает номинальный, соответственно в 25...49 раз возрастают электродинамические усилия, действующие на обмотки. Они приводят к механическим перемещениям обмотки в пазовой и лобовых частях, которые разрушают изоляцию. Практикам известно ослабление пазовых клиньев и бандажей в лобовых частях обмоток. Ослабление пазевых клиньев и бандажей усиливает механическое перемещение обмоток и разрушение изоляции. Вторая причина - термическое разрушение изоляции - связана с тем, что при превышении температурой изоляции установленного для нес порога в последней происходят необратимые физико-химические процессы, приводящие к форсированному старению изоляции. Л тепловыделение в обмотках пропорционально квадрату величины тока. Очевидно, что прямой пуск двигателей - это аварийно опасный режим работы двигателя. Подавляющее большинство выходов из строя двигателей происходит в процессе пуска.
4. Другие отрицательные аспекты прямого пуска двигателей: повышение нагрузки на электрические сети - при пуске двигателей, как правило, наблюдаются посадки напряжения, неблагоприятные для других потребителей; неконтролируемые переходные процессы в двигателях, приводящие к большим переходным моментам, отрицательно влияют на все элементы кинематической цепочки привода.
Так как технологическая цепочка мпускастся последовательно (от конца к началу) из одного распределительного пункта, то целесообразно применение системы поочсрСдного плавного пуска электроприводов. При этом па приводном барабане конвейера будет сформирован требуемый динамический момент, создано ускорение приводного барабана, не допускающее проскальзывания ленты конвейера (устанавливается в прсцсссс наладки). При этом устраняются негативные воздействия прямого пуска на приводной двигатель, ленту, кинематическую часть. Для реализации групповой системы плавного пуска требованию запуска электропривода загруженного конвейера удовлетворяет преобразователь частоты, синхронизированный с сетью. В некоторых случаях, если мощность приводного электродвигателя завышена (крайне нежелательно), возможно применение для групповой системы плавного пуска устройства мягкого пуска - типа УМП. Система плавного пуска из центральной распределительной подстанции, посредством низковольтного устройства плавного пуска реализована на АО «Ссвсрскнй гранитный карьер».
