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

13. Работу подъемной машины во всех рабочих режимах подъемной установки: подъем нормально груженого подъемного сосуда, подъем перегруженного и недогруженного подъемных сосудов, перегон порожних сосудов, спуск груза. Во всех случаях разница в скоростях машины в течение всего цикла должна быть незначительной. Если имеется большая разница в скоростях дотяжки при подъеме порожнего и груженого сосудов, в результате чего груженый сосуд не дотягивается или дотягивается слишком медленно, необходимо увеличить жесткость характеристик системы. После окончания наладки схемы управления снять осциллограмму цикла подъема, на которой записать ток задания, действительную скорость подъемных сосудов, ток главной якорной цепи, напряжение главного генератора. В случае необходимости произвести дополнительную подстройку отдельных узлов.

12.3.Электропривод постоянного тока УКТЭШ

12.3.1.Устройство и принцип действия

Устройство комплектное тиристорное для электропривода шахтных подъемных машин (УКТЭШ) предназначено для управления двигателями постоянного тока с номинальным током якоря 2500, 3200, 4000, 5000 и 6300

А, напряжением 440, 600, 750, 930 В.

Схемное исполнение якорного преобразователя и возбудителя:

–нереверсивный якорный преобразователь по 6 или 12-пульсной схеме

иреверсивный возбудитель;

–реверсивный якорный преобразователь и нереверсивный возбудитель. Номинальный ток тиристорного возбудителя для питания обмотки воз-

буждения 100, 200, 320, 500 А, номинальное напряжение 110 или 220 В. В комплект входят следующие составные единицы:

–силовой трансформатор;

–сглаживающий реактор;

–щитсиловойсзащитнойикоммутационнойаппаратуройпостоянноготока;

–щит управления, состоящий из шкафа тиристорного возбудителя и шкафа с системой управления преобразователем и системой регулирования электропривода;

–вентильная секция, состоящая из шкафа ввода и одного или двух шкафов якорных тиристорных мостов;

–блок соединительный, содержащий жгут проводов импульсных цепей для соединения вентильной секции со шкафом, содержащим СИФУ преобразователя.

Электропривод обеспечивает:

331

–разгон, движение с установившейся скоростью, замедление, точную остановку, изменение направления движения из состояния покоя изменением полярности напряжения на обмотке возбуждения двигателя при схемном исполнении преобразователя с реверсом по возбуждению или изменением полярности якорных мостов в случае реверса по якорю;

–формирование диаграммы скорости с помощью задатчика интенсивности с ограничением ускорения и его производной – рывка;

–диапазон регулирования скорости 75:1;

–статическую точность поддержания скорости 1 % во всем диапазоне регулирования скорости;

–ограничение тока якоря двигателя при перегрузках;

–форсировку возбуждения двигателя;

–защиту двигателя от перегрузки и стоянки под током;

–необходимые защиты подъемной установки в соответствии с требованиями ПБ [6, 27];

–блокировки, исключающие неправильные действия по управлению подъемной машиной;

–аварийную и предупредительную сигнализацию о неисправностях оборудования и рабочую сигнализацию о работе подъемной установки.

На рис. 12.2 приведена функциональная схема управления электроприводом УКТЭШ с 12-пульсной схемой управления с реверсированием по обмотке возбуждения. На схеме показаны динамические характеристики отдельных узлов (реакция на скачки входного сигнала), кроме безинерционных узлов блока выделения модуля ВМ и блока согласования характеристик якорного тиристорного преобразователя и тиристорного возбудителя БСХ, для которых показана статическая характеристика (зависимость «вход-выход»).

Якорь двигателя М получает питание от якорных тиристорных мостов ЯТМ-1 и ЯТМ-2, включенных на вторичные обмотки силового трансформатора Т. Тиристоры ЯТМ-1 и ЯТМ-2 управляются аналоговыми системами им- пульсно-фазового управления СИФУ-1 и СИФУ-2. В силовую цепь ЯТМ-1 и ЯТМ-2 включены датчики тока ДТ-1 и ДТ-2.

Обмотка возбуждения двигателя ОВД получает питание от тиристорного возбудителя ТВ, в силовую цепь которого включен датчик тока возбуждения ДТВ.

Система регулирования построена по принципу подчиненного регулирования параметров.

332

Рис. 12.2. Функциональная схема управления электроприводом УКТЭШ

Управляющий сигнал от системы управления СУ при автоматическом или полуавтоматическом режиме управления или от сельсинного командоаппарата КАР при ручном режиме управления поступает на устройство задания скорости УЗС и от него на задатчик интенсивности ЗИ.

Напряжение на выходе УЗС определяется режимом работы подъемной установки и положением подъемных сосудов в стволе (груз, люди, ревизия, выход из кривых, движение на максимальной скорости, режим дотягивания), а задатчик интенсивности формирует напряжение, пропорциональное заданной скорости Uз.с. с заданными величинами ускорения и рывка.

Внешний контур регулирования – контур скорости с регулятором скорости РС, на один вход которого подается сигнал задания скорости Uз.с., на другой вход – сигнал обратной связи по скорости Uф.с от тахогенератора ТГ.

В зависимости от знака и соотношения величин сигналов задания скорости Uз.с и фактической скорости Uф.с система электропривода обеспечивает следующие режимы работы: разгон и торможение при движении «Вперед» и «Назад» (табл. 12.1).

Внутренние контуры – контур регулирования Iя с регуляторами тока РТ-1 и РТ-2 и контур регулирования Iв с регулятором тока РТВ. Контур регулирования Iя подключается к блоку выделения модуля ВМ, а контур регулирования Iв подключается к БСХ. В схеме происходит согласованное управле-

ние Iя и Iв.

С выхода регулятора скорости РС сигнал Uр.с одновременно поступает на блок выделения модуля ВМ и на блок согласования характеристик якорного тиристорного преобразователя и тиристорного возбудителя БСХ.

333

2.Величину сопротивления изоляции силовых цепей, цепей управления

изащиты (см. приложение 8).

3.Состояние защитного заземления (см. подразд. 18).

4.Схему дистанционного управления автоматом главного тока и линейным контактором.

5.Состояние аппаратов защиты и блокировок и выполнить их ревизию

иналадку (см. подразд. 14).

При наладке нереверсивного якорного преобразователя необходи-

мо проверить следующее:

1.Правильность сборки и исправность всех элементов схемы.

2.Блоки и ячейки управления на отсутствие повреждений, исправность потенциометров, светодиодов, комплектность и правильность установки ячеек в блоках управления.

3.Чередование фаз сети собственных нужд преобразователя.

4.Напряжение источников питания на соответствие средних значений

иамплитуды пульсаций.

5.Датчики тока и датчики напряжения якоря.

6.Чередование фаз силового напряжения, подаваемого на силовой мост, для этого использовать 3-фазный делитель напряжения с искусственной нулевой точкой (рис. 12.3), выходные напряжения с которого подать на осциллограф, имеющий синхронизацию от сети. Соотношения между резисторами делителя выбрать такими, чтобы напряжение на входе осциллографа составляло не более 50 В.

7.Соответствие фазировки выходных напряжений синхронизирующего

ипреобразовательного трансформаторов и ассиметрии фаз выходных напряжений узла синхронизации.

8.Форму и последовательность чередования опорных напряжений

СИФУ.

9.Наличие управляющих импульсов на электродах тиристоров и их параметры.

10.Значение начального угла регулирования по отношению к синусоиде

анодного напряжения для тиристора Ти1. На графике (рис. 12.4) показано положение импульсов для тиристора Ти1 при значении αнач= 100…120 эл. град. Значение установить из условия отсутствия выпрямленного напряжения преобразователя при нуле управляющего напряжения. Это значение зависит от характера нагрузки преобразователя (индуктивная, активная, смешанная). Импульсы, подаваемые на тиристоры, во всех плечах моста должны следовать в последовательностисогласнономеру тиристора(см. рис. 12.4) сосдвигом в60 эл. град.

335

Рис.12.3. Схема силового нереверсивного выпрямительного моста и подключение делителя для осциллографа при проверке СИФУ

11. Установить посредством регулирующих элементов СИФУ предельные углы регулирования αmin и αmax. Угол αmin ограничивает напряжение тиристорного преобразователя в выпрямительном режиме в диапазоне 10…20 эл. град. от точки естественной коммутации тиристора, αmax – в инверторном режиме в диапазоне 150…160 эл. град.

Рис. 12.4. Расположение импульсов управления тиристора Ти1 относительно силовой фазы А силового выпрямительного моста; ТЕК – точка естественной коммутации тиристора Ти1

12. Убедиться, что после подачи регулируемого сигнала управления на СИФУ импульсы управления каждого из тиристоров перемещаются в диапа-

336

зоне от αmin до αmax. Проверить работу преобразователя с подачей силового напряжения при небольших токах нагрузки. Проверить коэффициенты датчиков напряжения системы регулирования.

13. Закоротить цепь нагрузки с помощью силовой шины или кабеля таким образом, чтобы в разрыв был включен автомат главного тока. Проверить симметрию пульсаций тока и настроить защиты от недопустимых значений тока в системе управления преобразователем и в автомате главного тока. Проверить коэффициенты датчиков тока системы регулирования.

Наладка реверсивного тиристорного возбудителя. Тиристорный ре-

версивный возбудитель в комплекте электропривода УКТЭШ выполнен с раздельным управлением группами. Реверс групп осуществляется в функции сигнала реверса и датчика нулевого тока. Настройка СИФУ принципиально не отличается от настройки СИФУ якорного преобразователя. Порядок наладки реверсивного возбудителя следующий:

1.Произвести наладку СИФУ каждой вентильной группы.

2.Установить значения начального (αнач) и предельных углов регулиро-

вания (αmin и αmax).

3.Проверить работоспособность и настроить чувствительность датчика нулевого тока при работе каждой из групп отдельно на ток порядка 300 мА.

4.Проверить работу логического переключающего устройства и установить величину бестоковой паузы при переключении групп порядка 6…8 мс.

5.Проверить «срыв» импульсов при переключении групп на неработающей группе без подачи силового напряжения ипаузу припереключениигрупп.

6.Проверить работу возбудителя без нагрузки и с нагрузкой на обмотку возбуждения двигателя.

7.Проверить коэффициент передачи датчика тока возбуждения и настроить защиту от превышения максимального тока возбуждения.

8.Проверить работу токовой герконовой защиты возбудителя.

Наладка системы автоматического регулирования электропривода

УКТЭШ произвести в следующей последовательности:

1.Проверить исправность всех элементов системы и правильность сборки схемы.

2.Проверить работу источников питания, датчиков напряжения и тока.

3.Произвести предварительный расчёт элементов аналоговой САР и с помощью потенциометров и набора емкостей в ячейках управления выставить параметры САР.

4.Проверить фунционирование прямого канала САР и каналов обратной связи, смоделировав входные и выходные сигналы САР. Согласовать полярности выходных сигналов датчиков тока и напряжения с САР.

5.С помощью изменения параметров задатчика интенсивности обеспе-

чить воспроизведение расчётной диаграммы изменения скорости.

337

6.Настроить контуры регулирования тока якоря, тока возбуждения на оптимальныезначенияприиспытаниинаступенчатоеуправляющеевоздействие.

7.Проверить и настроить логический блок, релейный блок, блок индикации и защит.

8.Проверить работу электропривода на малых скоростях и откорректировать параметры контура скорости.

9.Настроить узел задания скорости совместно с контактами АЗК, связанного с валом подъёмной машины и датчиками, находящимися в стволе, для обеспечения расчётной тахограммы.

10.Проверить работоспособность ограничителей скорости методом непосредственного наезда в середине ствола (см. подразд. 14.3).

11.Установить расчетные параметры замедления и дотягивания и проверить их выполнение САР на безопасном удалении от крайних положений сосудов в стволе.

12.Проверить параметры тахограммы движения подъемных сосудов, совершив полный цикл движения при пониженной скорости и, постепенно увеличивая максимальную скорость движения, выполнить настройку параметров САР для обеспечения необходимой точности воспроизведения заданной тахограммы.

13.Проверить работоспособность электропривода и САР во всех рабочих режимах подъёмной установки: подъём груза, перегон порожних сосудов, подъём недогруженного и перегруженного сосуда, спуск груза и перестановка барабанов. При необходимости откорректировать параметры САР, узлов зашиты и индикации.

14.Заполнить технический отчёт о наладке с подробным перечнем параметров и уставок электропривода УКТЭШ.

12.4.Электропривод постоянного тока

смикропроцессорной системой управления

12.4.1. Общие сведения

Электропривод комплектный тиристорный с микропроцессорной системой управления для шахтных подъемных машин состоит из следующих основных устройств:

–тиристорный преобразователь постоянного тока для питания якоря и обмотки возбуждения двигателя с цифровой системой управления якорным преобразователем и тиристорным возбудителем;

–трансформатор питания якорного преобразователя;

–сглаживающие дроссели в цепи якоря двигателя;

–щит силовой (ЩС) с быстродействующим автоматическим выключателем ВАТ и линейными контакторами;

338

–шкаф якорного преобразователя;

–шкаф тиристорного возбудителя;

–пульт местного управления;

–шкаф управления подъемной машиной с логическим контроллером

(ШУП);

–шкаф с релейно-контакторной аппаратурой (ША);

–пульт управления шахтной подъемной машиной (ПШП);

–системакомпьютернойвизуализации, диагностикииархивирования(ВДА). Взаимосвязь элементов между собой и другими устройствами схемати-

чески изображена на рис. 12.5.

Рис. 12.5. Схема взаимодействия элементов

Комплектный тиристорный электропривод с цифровой системой управления обеспечивает:

–формирование проектной тахограммы движения подъемных сосудов

сограничением ускорения и его производной – рывка;

–диапазон регулирования скорости двигателя при обратной связи по ЭДС (датчик скорости в системе управления электропривода) – 25:1, при обратной связи по скорости (от тахогенератора или импульсного датчика ско-

рости) – 100:1;

–погрешность стабилизации скорости двигателя при обратной связи по ЭДС не более 5 %, при обратной связи по тахогенератору не более 1 %, при обратной связи по импульсному датчику – 0,01 %;

339

–вычисление и запоминание статического тока при начале движения и использование этой информации при растормаживании подъемной машины в середине ствола;

–погрешность стабилизации выпрямленного тока в режиме ограничения тока не более 2 %;

–точную остановку подъемных сосудов в конечных положениях с дальнейшим включением тормоза, для чего используется информация от импульсного датчика пути.

Конструктивными элементами комплексного электропривода являются шкаф якорного преобразователя с системой микропроцессорного управления

ишкаф возбудителя.

Вшкафу якорного преобразователя расположена силовая схема пре-

образователя, реализуемая набором блоков с одним тиристором в соответствии со схемой и номинальным током преобразователя; устройства, необходимые для функционирования тиристорного преобразователя: индуктивные делители тока, предохранители, датчики тока, устройства контроля замыкания на землю, автоматические выключатели и трансформаторы собственных нужд, концевые выключатели, сигнальная аппаратура, а также возможны другие ячейки, имеющие вспомогательное назначение: ячейка датчика напряжения (резистивный делитель), ячейка контроля целостности предохранителей, ячейка контроля работы вентиляторов и др.

Охлаждение шкафа воздушное принудительное с помощью индивидуальных вентиляторов, установленных на крыше шкафа.

Базовые (функционально значимые) ячейки управления следующие:

–ячейка центрального процессора (ЦПУ);

–ячейка питания (ЯП);

–ячейки формирования импульсов управления ЯУИН (при числе параллельно работающих тиристоров не более двух) и (или) ЯУИ (при числе параллельно работающих тиристоров более двух);

–ячейки связи с датчиками аналоговых и логических сигналов, необходимых для работы преобразователя (ЯД);

–ячейка внешнего последовательного интерфейса RS-485;

–пульт местного управления с двухстрочечным буквенно-цифровым индикатором и клавиатурой (ПМУ).

На рис. 12.6 изображены функции ячеек и схематически показано их взаимодействие.

Вшкафу тиристорного возбудителя размещены автоматический вы-

ключатель, токоограничивающий реактор, тиристорный преобразователь для питания обмотки возбуждения. На двери шкафа размещены три переключателя для управления включением и отключением сетевого выключателя на

340