книги / Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъёмных установок

функции ускорения (замедления при динамическом торможении) и включение короткозамыкателя (контактора КУ8) при достижении подъемными сосудами максимальной скорости, дажееслиневсеконтакторывключились.

В настоящее время применяется схема «чет-нечет», когда нечетная и четная группы контакторов управляются тиристорами, сигналы управления которыми формируются блоком управления разгоном, обеспечивающим разгон двигателя в функции тока и ускорения.

Учитывая многообразие схем разгона подъемного двигателя, ниже приводится описание схем, получивших наибольшее распространение: схемы «чет-нечет» с реле РТУ и двумя реле ускорения и схемы с тиристорным блоком управления разгоном.

Полуавтоматический разгон подъёмного двигателя с реле РТУ и двумя реле ускорения. Пуск машины производится перестановкой рукоятки командоаппарата рабочего тормоза в положение «расторможено», а рукоятки командоконтроллера управления приводом КК в одно из крайних положений «Вперёд» (В) или «Назад» (Н). Подъёмная машина растормаживается, и включаются соответствующие контакторы реверсора В или Н (рис. 11.5, 11.6). Выполнение разгона обеспечивается схемой управления с двумя реле времени РУ1, РУ2 и токовым реле РТУ в полуавтоматическом режиме в функции времени с корректировкой по току (рис. 11.7, а), что позволяет выдерживать параметры ускорения движения подъёмных сосудов в соответствии с требованиями ПТЭ [25].

Рис. 11.5. Управление реверсором с электромагнитными контакторами

311

Рис. 11.6. Управление реверсором с вакуумными контакторами

Реле РУ1 и РУ2 настраиваются на определенное время отпадания, а реле РТУ, включенное в цепь статора подъемного двигателя через трансформаторы тока, настраивается на расчетный ток втягивания. В случае необходимости машинист может изменять величину скорости движения подъёмных сосудов вручную установкой рукоятки командоконтроллера КК в промежуточное положение.

При установке рукоятки командоконтроллера КК в одно из крайних положений замыкающие контакты командоконтроллера КК и соответствующего реверсора подготавливают цепи включения контактора КУ1, а реле РУ1 втягивается (ток, протекающий в цепи, обеспечивает включение РУ1, но недостаточен для включения контактора КУ1). После включения РУ1 контактор КУ1 включается через замыкающий контакт реле РУ1 и удерживается во включенном состоянии своим собственным блок-контактом. После истечения установленной выдержки времени реле РУ1 отпадает и подготавливает цепь включения реле РУ2. Реле РУ2 после отпадания реле РТУ включается и своим замыкающим контактом включает контактор КУ2.

312

Включение последующих контакторов КУ3–КУ8 происходит аналогично. В случае, если при разгоне двигателя ток статора превышает допустимый, втягивается реле РТУ и удерживается во включённом состоянии до тех пор, пока ток статора не снизится до требуемой величины (размыкающий контакт реле РТУ разрывает цепи включения реле РУ1 и РУ2, тем самым задерживая их включение и соответственно включение очередного контактора, позволяя двигателю разогнаться до необходимой скорости без перегрузки).

Рис. 11.7. Полуавтоматический разгон подъемного двигателя по схеме «чет-нечет»

После включения контактора КУ8 двигатель выходит на естественную характеристику и размыкающий блок-контакт контактора КУ8 разрывает цепь питания контактора КУ1, а сам контактор КУ8 остаётся включенным, т.е. происходит «развал» схемы роторной станции управления (отключение

313

контакторов КУ1-КУ7), что снижает нагрузку источника питания цепей управления при движении с максимальной скоростью.

Отключение КУ8 происходит при перестановке рукоятки командоконтроллера из крайнего в нулевое (промежуточное) положение или при включении электродинамического торможения.

При включении электродинамического торможения кнопкой КДТ реле РПДТ отпадает (см. рис. 11.6). При этом (если рукоятка командоконтроллера не находится в нулевом положении) происходит автоматическое включение контакторов КУ1 – КУ3 (в зависимости от положения рукоятки командоконтроллера КК).

На подъемных машинах ранних выпусков реле РПДТ отключается кнопкой КДТ через промежуточное реле РДТ (см. рис. 11.5). Кнопка КДТ на этих машинах встроена в рукоятку командоконтроллера, и динамическое торможение включено до тех пор, пока машинист нажимает кнопку КДТ.

Полуавтоматический разгон подъемного двигателя с тиристорным блоком управления разгоном. Входными сигналами тиристорного блока управления разгоном являются ток статора, ток ротора и напряжение тахогенератора. Сигналы управления контакторами формируются так, как и в схеме с двумя реле ускорения в точках 811 и 821 (рис. 11.7, б).

Потенциал (сигнал управления) появляется только после замыкания очередного контакта командоконтроллера и включения предыдущего контактора и исчезает после включения очередного контактора, но появляется во второй точке. Условием формирования сигнала управления является отсутствие сигналов запрета, т.е. тока статора, тока ротора и наличие величины ускорения ниже выбранной уставки.

После включения реверсора и замыкания контактов командоконтроллера потенциал в точке 811 формирует управляющий сигнал для включения КУ1, после включения которого появляется потенциал в точке 821 и формирует сигнал управления для включения КУ2 при отсутствии сигналов запрета и т.д.

При спуске легкого груза в двигательном режиме задержка включения последующих контакторов из-за превышения уставки ускорения может привести к превышению максимальной скорости подъема. Во избежание этого на скорости, близкой к максимальной, блокируются сигналы запрета по току и ускорению и контакторы включаются с минимальными интервалами.

Контактором КУ8 ротор замыкается накоротко, и двигатель выходит на естественную характеристику. После включения КУ8 контакторы КУ1–КУ7 отключаются.

Наладка полуавтоматического разгона подъемного двигателя. При наладке полуавтоматического разгона подъемного двигателя должна быть достигнута надлежащая плавность пуска при различных нагрузках с наи-

314

большими допустимыми для данной установки ускорениями. При переключении ступеней роторного сопротивления не должно наблюдаться резкого и чрезмерного роста момента и соответственно резкого изменения скорости в процессе пуска. Плавность пуска достигается соответствующей регулировкой величины роторных сопротивлений по ступеням, настройкой токового реле ускорения РТУ и реле времени станции управления или настройкой блоков управления разгоном на логических элементах или тиристорах.

При правильной наладке разгона подъемного двигателя толчки тока в цепи статора должны быть одинаковы на всех пусковых ступенях; характер нарастания скорости – плавный, без резких скачков; величина ускорения – в пределах максимально допустимых для данной установки.

Полуавтоматический разгон для грузовых подъемов должен производиться с ускорением, определяемым проектом. Для вертикальных и наклонных (более 30°) подъемных установок, предназначенных для подъема и спуска людей, величина ускорения не должна превышать 1м/с2, а для наклонных установок до 30° – 0,7 м/с2.

При наладке полуавтоматического разгона двигателя необходимо проверить следующее.

1. Величину сопротивлений по ступеням. Определить по заводским данным, имеющимся на каждом ящике сопротивления, или непосредственным измерением при помощи вольтметра и амперметра. Использование для этих целей измерительных мостов нежелательно, так как вследствие наличия большого количества переходных контактов могут быть получены неправильные данные. При значительных отклонениях величин сопротивлений по ступеням от расчетных необходимо произвести соответствующую перегруппировку их.

Рис. 11.8. Пусковые характеристики подъемного двигателя при разбивке роторных сопротивлений по ступеням: а – правильная, б – неправильная

315

На рис. 11.8 приведены пусковые характеристики подъемного двигателя при правильной (рис. 11.8, а) и неправильной (рис.11.8, б) разбивке роторных сопротивлений по ступеням. Как видно из рис. 11.8, б, при переходе двигателя с характеристики, соответствующей сопротивлению в цепи ротора r3, на характеристику с сопротивлением r4, которое меньше требуемого для нормального разгона, происходит резкое возрастание момента (точка д) и соответственно резко увеличиваются ускорение и ток статора, что отрицательно сказывается на прочности машины, а при значительных отклонениях может произойти срабатывание максимальной токовойзащитыподъемногодвигателя.

Величина сопротивления в цепи ротора на предварительных ступенях должна быть такова, чтобы момент, развиваемый двигателем при включении контакторов реверсора, был равен 30–40 % номинального, а при включении первого контактора ускорения – 80–90 % номинального.

2.Состояние реле и установить необходимые выдержки времени реле ускорений или выполнить соответствующую настройку блоков управления на логических элементах или на тиристорах.

При окончательной наладке разгона эти настройки могут быть несколько изменены в большую или меньшую сторону с тем, чтобы толчки тока при переключении ступеней роторных сопротивлений были по возможности одинаковы и не превышали величин, соответствующих верхнему переключающему моменту. При появлении чрезмерных ускорений при подъеме легкого груза необходимо несколько увеличить выдержку времени реле РУ1 и РУ2 (при полуавтоматическом разгоне по схеме «чет-нечет» с реле РТУ и двумя реле ускорения). При полуавтоматическом разгоне с реле РТУ и реле ускорения для каждого из контакторов ускорения выдержку времени можно установить индивидуально на включение каждого контактора.

3.Состояние контакторов ускорения и произвести последовательное включение их без корректировки по току двигателя и времени. Каждый последующий контактор ускорения следует включать после спадания тока статора до значения 1,2–1,4, значения тока двигателя в период равномерного хода.

При включении контакторов реверсора и первого контактора ускорения должно произойти лишь натяжение всех элементов системы. При включении следующих контакторов ускорения система должна прийти в движение. При этом толчки тока в цепи статора после включения очередного контактора должны быть одинаковы и находиться в пределах 1,8–2,2 значения тока двигателя в период равномерного хода с расчетным грузом. Толчки тока фиксируются по амперметру, включенному в цепь статора. Появление чрезмерных толчков тока на одних ступенях или незначительных на других свидетельствует о неправильной разбивке роторных сопротивлений.

4.Состояние токового реле ускорения РТУ и произвести его настройку. Первоначально ток отключения реле установить равным примерно 1,2–1,4 значе-

316

ния тока двигателя при подъеме расчетного груза. Коэффициент возврата реле должен быть не менее 0,8–0,85. В дальнейшем при наладке автоматического разгона на наибольшее допустимое ускорение ток срабатывания реле может быть несколькоизмененвзависимостиотфактическихпараметровсистемы.

Рис. 11.9. Настройка станции управления на полуавтоматический разгон подъемного двигателя: а – правильная; б – неправильная;

1 – ток статора; 2 – скорость подъемных сосудов

Произвести пробный полуавтоматический разгон подъемного двигателя с расчетным грузом. При этом следует записать на осциллограмме скорость подъема и ток статора, по изменению которых можно судить о правильности настройки процесса разгона.

В случае обнаружения при полуавтоматическом разгоне каких-либо ненормальных отклонений от заданной диаграммы произвести дополнительную регулировку.

Осциллограммы тока и скорости при правильной и неправильной настройке станции управления на полуавтоматический разгон подъемного двигателя показаны на рис. 11.9.

11.2.5. Наладка электродинамического торможения

Для динамического торможения асинхронных подъемных двигателей в качестве источника постоянного тока использовались как электромашинные преобразователи (с генератором постоянного тока), так и статические – с силовыми магнитными усилителями. Постепенно их вытеснили тиристорные выпрямители (ТВДТ) с различными схемами силовой части, а именно: однополупериодный выпрямитель с обратным диодом, двухполупериодный выпрямитель, однофазный мостовой полууправляемый выпрямитель, полууправляемая или полностью управляемая нулевая трехфазная схема и трехфазная мостовая схема (полууправляемая или полностью управляемая). Каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки. Практическое

317

применение в настоящее время нашли ТВДТ, силовая часть которых выполнена по управляемой трехфазной мостовой схеме.

В научно-производственной фирме «МИДИЭЛ» разработаны устройства комплектные для управления динамическим торможением (УКПТ) шахтных подъемных машин, осуществлена их поставка.

Выпрямительная часть силовой схемы УКПТ выполнена по управляемой трехфазной мостовой схеме из силовых блоков унифицированной конструкции на напряжение 220 В и токи 50, 100 и 200 А для высоковольтных двигателей и напряжением 24 В на токи 320 и 500 А для низковольтных двигателей. Необходимый ток динамического торможения устанавливается в процессе наладки.

Применяются также ТВДТ, выполненные по схеме однофазного мостового полууправляемого выпрямителя с двухконтурной однократно интегрирующей системой подчиненного регулирования, схема управления которым оказывается довольно простой, а габариты значительно меньше, чем ТВДТ по управляемой трехфазной мостовой схеме [2].

ТВДТ должен содержать силовой (разделительный) трансформатор для потенциального отделения питающей сети переменного тока от выпрямленного напряжения, чтобы при перекрытии контактора динамического торможения напряжением 6 кВ его высокий потенциал не распространился на питающую сеть. Рекомендуется применять трансформатор с отпайками на вторичной обмотке для выбора в ходе наладки необходимой величины максимального тока динамического торможения.

На подъемных установках с двухдвигательным приводом можно применять один ТВДТ, к которому обмотки статоров подъемных двигателей подключаются последовательно или параллельно. Последовательное включение является более экономичным, так как в этом случае используется только один контактор динамического торможения, аотТВДТтребуетсявдвоеменьшийток.

Надежная работа подъемной установки в режиме динамического торможенияможет бытьобеспеченаприсоблюдении следующихосновныхусловий.

1.Схема динамического торможения должна исключить возможность «опрокидывания» подъемного двигателя при любых возможных режимах торможения.

2.Пониженная скорость спуска должна автоматически поддерживаться постоянной в заданных пределах независимо от изменения угла наклона ствола или от изменения величины опускаемого груза.

3.Динамическое торможение должно осуществляться в любом положении рукоятки управления и может действовать одновременно с механическим рабочим торможением.

318

4.Переход из режима динамического торможения в двигательный режим должен производиться только с нулевого положения командоконтроллера (см. подразд. 14.12).

5.Для более надежного торможения может быть предусмотрена форсировка тока возбуждения при включении контакторов ускорения.

6.Для получения большего эффекта торможения необходимо начало динамического торможения осуществлять при полностью введенном в цепь ротора сопротивлении с последующим уменьшением его с выдержкой времени по ступеням.

7.В схеме должны исправно работать все защиты и блокировки (см.

подразд. 14.12).

8.Во избежание появления чрезмерных и недопустимых замедлений схема должна иметь блокировку, исключающую возможность одновременного действия предохранительного механического тормоза и динамического торможения (см. подразд. 14.12).

При ревизии и наладке электродинамического торможения необходимо проверить следующее.

1.Соответствие величины тока и напряжения источника постоянного тока динамического торможения проекту. В случае отсутствия проектных данных постоянный ток, необходимый для осуществления динамического торможения, рассчитывается по формуле

где Iст – номинальный ток статора подъемного двигателя.

Для автоматизированных грузовых подъемных установок максимальный ток динамического торможения должен обеспечивать расчетное замедление при перегоне порожних сосудов и минимальном для этой установки напряжении в сети 380 В. Он принимается обычно до 1,6 номинального тока статора [2].

Напряжение источника динамического торможения Uд.т, необходимое для поддержания указанного тока, определяется по формуле

где Rф – омическое сопротивление фазы статора, Ом; оно может быть измерено мостом или определено приближенно по формуле

ф 3Iст

где Ucт – номинальное напряжение статора двигателя, В; S – номинальное скольжениевотносительныхединицах; Icт – номинальныйтокстаторадвигателя, А.

319

2.Правильность сборки и исправность силового трансформатора.

3.Состояние релейно-контакторной аппаратуры (см. подразд. 10.1.1).

4.Состояние изоляции силовых цепей, цепей управления и защиты (см. приложение 8).

5.Состояние защитных и блокировочных устройств, выполнить их регулировку и наладку (см. подразд. 14).

6.Правильность подключения и настройку блока управления ТВДТ

всоответствии с Техническим описанием и Руководством по эксплуатации завода-изготовителя.

7.Величину тока при переходе в режим динамического торможения

вначальный момент. Если не принять специальных мер при переходе в режим динамического торможения, будет наблюдаться значительный бросок тока, вызывающий сильный удар в валопроводах подъемной машины. Это особенно сильно проявляется в режиме подъема легкого груза или перегона порожних сосудов, когда темп нарастания тока динамического торможения может оказаться очень высоким. Поэтому в системе автоматического регулирования необходимо предусмотреть меры по уменьшению первоначального темпа нарастания тока динамического торможения, который для каждой подъемной установки должен выбираться индивидуально из условия безударного приложения тормозного момента.

8.Работу подъемной установки в режиме динамического торможения. Предварительно необходимо проверить надежность работы предохранительного тормоза и ограничителя скорости. Проверку осуществить на безопасном удалении от конечного положения подъемных сосудов. Произвести проверку работы динамического торможения при подъеме нормально груженого, недогруженного подъемного сосуда, при спуске расчетного груза и перегоне порожних подъемных сосудов. При номинальной скорости спуска расчетного груза и расторможенной машине включить динамическое торможение при различных положениях рукоятки командоконтроллера. Убедиться, что скорость спуска груза поддерживается автоматически в заданных пределах. При этом не должно происходить ни «опрокидывания» подъемного двигателя, ни срабатывания максимальной защиты в силовой цепи тиристорного возбудителя. Указанную проверку произвести с соблюдением соответствующих предосторожностей во избежание появления чрезмерных скоростей и выхода двигателя из строя в случае недостаточно интенсивного действия динамического торможения. В процессе опробования работы динамического торможения во всех режимах производить соответствующую подстройку блока управления ТВДТ в соответствии с Инструкцией за- вода-изготовителя, обращая особое внимание на отсутствие ударов в валопроводах подъемной машины и выполнение заданного режима замедления, а также автоматическоеподдержаниескоростипри спускерасчетного груза.

320