Архив статей

01.03.2001

Взрывозащищенное устройство для управления электроприводом подземных подъемных машин

УДК 622.67-83-213.34

А.А. Дубинский, А.Б. Кац, Л.Н. Рутберг

 

ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОДЗЕМНЫХ ПОДЪЕМНЫХ МАШИН

 Основным видом электропривода подземных подъемных машин угольных шахт до настоящего времени остается электропривод на базе асинхронного двигателя (АД) с фазным ротором. Он обеспечивает все необходимые технологические режимы, такие как подъем и спуск с пониженной и номинальной скоростью, электрическое генераторное и динамическое торможение. Регулирование скорости подъемного АД, как правило, осуществляется взрывобезопасным жидкостным реостатом типа ВЖР-350.

Для управления статорной цепью АД в эксплуатации до сих пор при­меняется взрывобезопасный комплект аппаратуры, выпускавшийся ОАО "Первомайский электромеханический завод им. К. Маркса" и состоящий из четырех блоков. Комплект был разработан в 60-х годах, содержит устаревшие комплектующие и технические решения, не соответствует современным требованиям по безопасности. В настоящее время он снят с производства, и комплектовать вновь вводимые подземные подъемные установки или осуществлять капитальный ремонт действующих подъемных машин практически нечем.

Это делает особенно актуальной задачу разработки и производства современного устройства управления УВПМ-350, позволяющего эксплуатировать АД как с жидкостным реостатом в цепи ротора, так и с более современными средствами, например в схеме асинхронно-вентильного каскада. Устройство предназначено для защиты, оперативного включения (отключения), изменения направления вращения и замыкания обмоток ротора АД электропривода подземных подъемных машин шахт, опасных по газу (метану). Оно может эксплуатироваться совместно с аппаратурой дистанционного управления подъемными установками типа АДУ-1 и устройством управления вспомогательными приводами подъемной машины типа КУВВ. Устройство имеет взрывозащищенное исполнение с маркировкой РВ-3В, Иа и климатическое исполнение У5, степень защиты от внешних воздействий 1Р54.

Условия эксплуатации устройства:

1)  атмосферное давление от 0,093 до 0,12 МПа;

2)   температура окружающего воздуха от минус 5 оС до плюс 35 оС;

3)    верхнее значение относительной влажности окружающего воздуха 100 % при температуре окружающей среды плюс 35 оС с конденсацией влаги;

-5

4)   запыленность окружающей атмосферы до 300 мг/м ;

5)   допустимая вибрация с частотой 25 Гц и ускорением 1д;

6)   наклон в любую сторону от горизонтального положения до 15 град.;

7)   колебание напряжения питающей сети 85...110 % от номинального.

Технические данные УВПМ-350 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры

Значения показателей

Параметры питания

Номинальное напряжение силового ввода, В

660/380

Частота питающей сети, Гц

50

Номинальный ток силового ввода, А

350

Параметры статорной цепи

Номинальное напряжение, В

660/380

Номинальный ток, А

300

Параметры цепи ротора

Максимальное напряжение, В

1200

Номинальный ток, А

300

Параметры режима динамического торможения

Номинальное напряжение постоянного тока, В

20/10

Максимальное напряжение постоянного тока, В

35/17

Номинальный постоянный ток, А

350

Габаритные размеры, мм: длина ширина высота

2750 750 980

Масса, кг

1900

 

Режим работы аппаратуры управления при работе АД в двигательном режиме, чередующемся с режимом динамического торможения, соответству­ет повторно-кратковременному с продолжительностью включения 40 % и продолжительностью цикла до 30 мин для каждого из указанного выше режима работы в отдельности.

Силовая часть устройства включает:

1)     блокировочный разъединитель для подачи напряжения на устройство;

2)   автоматический выключатель для защиты силовых цепей;

3)    реверсор, обеспечивающий подачу на статор АД напряжения с различной последовательностью чередования фаз;

4)   контактор для замыкания цепей ротора;

5)    контактор, обеспечивающий подключение источника динамического торможения к двум фазам статора;

6) источник регулируемого постоянного тока для динамического тор­можения, включающий автоматический выключатель, регулятор напряже­ния, понижающий трансформатор и блок диодов.

Для обеспечения равномерной токовой нагрузки на каждую фазу кон­тактора динамического торможения и уменьшения среднего значения тока силовых полупроводниковых приборов использована нулевая шести- пульсная схема включения силовых диодов модулей выпрямителя. Отпайки во вторичной обмотке понижающего трансформатора, соединенной по схеме звезда-зигзаг, позволяют установить начальное напряжение постоянного тока в зависимости от типа АД и питающего напряжения (660 или 380 В).

Регулирование напряжения осуществляется на первичной стороне силового трансформатора с помощью встречно-параллельно включенных тиристоров.

Входные управляющие сигналы подаются на устройство от пульта управления подъемной машины и аппаратуры АДУ-1 путем замыкания контактов во внешних искробезопасных цепях. Входными командами являются:

1)   дистанционное включение и отключение автоматического выключателя;

2)  включение контакторов реверсора;

3)   включение режима динамического торможения;

4)   включение короткозамыкателя;

5)   включение режима предохранительного торможения.

Передача сигналов, искробезопасность и гальваническая развязка цепей осуществляется блоками управления. Каждый блок имеет два идентичных независимых канала, выходные цепи которых имеют один переключаю­щий контакт для подключения в искробезопасную цепь, а другой - для подключения в искроопасную цепь.

Для защиты от сверхтоков в силовой части и отключения автоматического выключателя применяется блок максимальной защиты ПМЗ, воздействующий на обмотку независимого расцепителя. Сигнал о срабатывании защиты поступает на пульт управления через искробезопасные цепи.

Для тепловой защиты АД подъемной машины использован блок ТЗП.

Предварительный контроль изоляции отходящих цепей статора и тор­моза предохранительного торможения осуществляется блоками контроля изоляции БКИ. Проверка блоков БКИ и сигнализация об их срабатывании осуществляется с пульта управления.

Устройство обеспечивают следующие блокировки:

1)   блокировка, препятствующая включению контакторов реверсора при снижении уровня изоляции цепей статора ниже допустимого;

2)     взаимная электрическая блокировка, препятствующая одновременному включению контакторов реверсора;

3)   блокировка, препятствующая включению контакторов реверсора при включенном контакторе короткозамыкателя;

4) блокировка, препятствующая включению контакторов реверсора при включенном контакторе источника динамического торможения;

Для измерения тока и напряжения устройства используются трансформаторы тока и напряжения с искробезопасными выходными цепями микроамперметров пульта управления.

Устройство УВПМ-350 представляет собой сварную конструкцию (ри­сунок 1), состоящую из трех цилиндрических оболочек (позиции 1...3), над которыми расположены вводные отсеки для подключения кабелей (позиция 4), и прямоугольного корпуса (позиция 5). В правой оболочке (позиция 1) расположен автоматический выключатель, над ней в прямоугольном корпусе - разъединитель, в средней (позиция 2) - реверсор и короткозамыкатель, а в левой (позиция 3) - понижающий трансформатор и контактор источника ди­намического торможения. В прямоугольном корпусе (позиция 5) расположе­ны силовые полупроводниковые приборы и система управления источника динамического торможения.

Передние крышки оболочек - быстрооткрываемые, остальные - болтовые. Передние крышки оболочек сблокированы с рукояткой разъединителя с помощью тяги и блокировочных валов. Крепление быстрооткрываемых крышек к фланцам оболочек осуществляется при помощи запорного кольца, которое при повороте из верхнего положения в нижнее надвигается на со­стыкованные рабочие поверхности фланцев крышки и корпуса.

5                         3                   2                      1

1.JPG

2700

                                                н


 

 

4 4                             4                    4

2.JPG

Рисунок 1 - Общий вид устройства УВПМ-350


 

Конструкция кабельных вводов устройства предусматривает ввод бро­нированных или гибких кабелей. На муфте ввода имеется специальное устройство, предохраняющее кабель от выдергивания.

В настоящее время устройство УВПМ-350 прошло стендовые и прие­мо-сдаточные испытания, во 2 квартале 2001 г. предполагается его сертифи­кация в Украине, в 4 кв. 2001 г. - в Российской Федерации.

Вывод. Вновь разработанное взрывозащищенное устройство УВПМ- 350, предназначенное для управления АД шахтных подземных подъемных машин, может использоваться как в схемах с жидкостным реостатом в роторной цепи АД, так и в более перспективных схемах асинхронно - вентильного каскада.


Вернуться к списку новостей