Электропривод постоянного тока для шахтной подъемной машины «ЭПТОН-ШПМ»


Назначение электропривода «ЭПТОН-ШПМ»

Электропривод «ЭПТОН-ШПМ» является модификацией реверсивного тиристорного электропривода постоянного тока типа «ЭПТОН» и предназначен для управления шахтными подъемными машинами (ШПМ) с мощными приводными электродвигателями постоянного тока.

Электропривод «ЭПТОН-ШПМ» может использоваться при модернизации действующих ШПМ постоянного тока, например, для замены электропривода на базе системы Г-Д (генератор-двигатель) на электропривод с тиристорными преобразователями и при создании новых ШПМ постоянного тока.

Отличительные особенности электропривода «ЭПТОН-ШПМ»:

  • новые схемотехнические решения силовой части якорного преобразователя с использованием наращивания мощности электропривода за счет параллельного и последовательного соединения мостовых тиристорных комплектов, обеспечившие малые пульсации тока якоря и синусоидальную форму тока в питающей сети без дроссельного оборудования при одновременном повышении надежности;
  • новые конструктивные решения с использованием автономного жидкостного охлаждения силовых тиристорных блоков, позволившие существенно уменьшить габариты и массу электропривода;
  • новые микропроцессорные системы управления преобразователем, возбудителем и приводом, обеспечивающие формирование требуемой диаграммы скорости ШПМ с высокой точностью и минимизацию пусконаладочных работ.

Электропривод шахтной подъемной машины «ЭПТОН-ШПМ» обеспечивает:

  • плавный разгон, торможение и реверсирование электродвигателей ШПМ;
  • двухзонное регулирование скорости электродвигателей ШПМ в требуемом диапазоне;
  • формирование требуемой диаграммы скорости ШПМ с заданным ускорением, замедлением и ограничением рывка;
  • ограничение скорости нарастания и спадания тока электродвигателя;
  • бесступенчатое регулирование скорости ШПМ при ручном управлении;
  • заданные перегрузки по току (моменту) электродвигателей и их длительность;
  • ручное и автоматическое управление ШПМ;
  • учет характера груза ШПМ по информации с пульта управления;
  • управление механическим тормозом ШПМ;
  • защиты, предусмотренные правилами безопасности в шахтах;
  • блокировки, запрещающие неправильные действия по управлению ШПМ;
  • аварийную, запретную, оперативную, предупредительную сигнализации.

По способу реверсирования электродвигателей электроприводы «ЭПТОН-ШПМ» изготовляются в двух исполнениях: с реверсированием тока в цепи якоря и реверсированием тока в цепи возбуждения.

По количеству двигателей: однодвигательные и двухдвигательные.

Конструктивно электропривод «ЭПТОН-ШПМ» представляет собой набор шкафов напольного исполнения одностороннего обслуживания. Количество шкафов и их размеры зависят от мощности электропривода и способа охлаждения силовых элементов — воздушного или автономного жидкостного.

Электропривод «ЭПТОН-ШПМ» комплектуется сухими или масляными согласующими трансформаторами.

Технические характеристики электропривода «ЭПТОН-ШПМ»

Наименование параметра

Размерность

Величина

Напряжение питающей силовой сети

кВ

6 или 10

Номинальный ток якорной цепи

А

От 1600 до 5000

Номинальное напряжение якорной цепи

В

От 440 до 1050

Напряжение трехфазной сети собственных нужд

В

380

Напряжение тиристорного возбудителя двигателя

В

До 440

Номинальный ток возбудителя

А

От 50 до 560

Диапазон регулирования скорости электродвигателя


100:1

Точность поддержания скорости

%

1,0


Пример реализации электропривода «ЭПТОН-ШПМ» для многоканатной подъемной машины ЦШ 4х4

ЗАО «ЭРАСИБ» разработало и изготовило тиристорный преобразователь постоянного тока для модернизации электропривода многоканатной шахтной подъемной машины ЦШ 4х4 «Скиповая» рудника «Николаевский» ОА «Дальполиметалл». Оборудование выполнено на базе серийных преобразователей постоянного тока «ЭПТОН-М», изготавливаемых ЗАО «ЭРАСИБ» по ТУ3416-007-04747397-2007.

Структурная схема электропривода ШПМ ЦШ 4х4 приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структурная схема электропривода ШПМ ЦШ 4х4

Элементы помеченные * на рисунке 1 в комплект поставки не входят.

На рисунке 1 приняты следующие позиционные обозначения:

  • ВЯ* – существующая высоковольтная ячейка;
  • М1* – существующий электродвигатель П2-630-215-8КУ4;
  • ОВ1* – обмотка возбуждения электродвигателя П2-630-215-8КУ4;
  • BR* – существующий тахогенератор ПТ-42 У4;
  • ОВ2* – обмотка возбуждения тахогенератора ПТ-42 У4;
  • САУК ПМ – система автоматического управления и контроля подъемной машиной (поставка АО «СИНТЭП»);
  • Т1 – силовой согласующий трансформатор ТРСЗП-3200/6-УХЛ3;
  • ППТ1 – реверсивный двенадцатипульсный преобразователь постоянного тока ЭПТОН-М-3600;
  • ППТ2 – нереверсивный шестипульсный тиристорный преобразователь постоянного тока ЭПТОН-М;
  • ШК1, ШК2 – шкафы коммутации;
  • QF – выключать быстродействующий;
  • L1, L2, L3, L4 – сглаживающие реакторы СРОС-250 УХЛ4.

Реверсивный двенадцатипульсный преобразователь постоянного тока ЭПТОН-М-3600 (ППТ1 на рисунке 1) содержит:

  • силовые тиристорные шкафы ШС1, ШС2 (каждый силовой шкаф содержит по два реверсивных тиристорных комплекта БС2);
  • шкафы ШП1, ШП2 с блоками силовых предохранителей БП1.

ППТ1 обеспечивает питание якорной цепи приводного электродвигателя М1, изменение направления вращения вала электродвигателя (изменение направления движения сосудов), рекуперативное торможение электропривода и защиту преобразователя за счет силовых предохранителей.

Нереверсивный шестипульсный тиристорный преобразователь постоянного тока ЭПТОН-М-100 (ППТ2 на рисунке 1) содержит силовой тиристорный блок, источник напряжения (ИП) для питания обмотки возбуждения тахогенератора, систему управления (СУ) тиристорными преобразователями ЭПТОН-М-3600, ЭПТОН-М-100 и в целом электроприводом ШПМ.

Шкафы коммутации (ШК1, ШК2 на рисунке 1) представляют собой блоки линейных контакторов БЛК, которые обеспечивают размыкание якорной цепи в периоды простоя электропривода и наложения предохранительного тормоза.

Быстродействующий выключатель (QF на рисунке 1) представляет собой блок выключателя быстродействующего БВБ, который обеспечивает защиту якорной цепи от токов коротких замыканий с помощью выключателя автоматического быстродействующего ВАТ-49.

Система управления (СУ) тиристорными преобразователями и электроприводом выполнена на современных сигнальных цифровых микропроцессорах и реализует цифровую систему подчиненного регулирования с внутренним контуром регулирования тока и внешним контуром регулирования скорости, а также обеспечивает комплекс защит преобразователя и электропривода.

Система управления имеет следующие защиты:

  • максимально токовую;
  • интегрально-токовую;
  • от превышения/снижения напряжения силовых цепей;
  • тепловые защиты силовых элементов;
  • от обрыва якоря и цепи возбуждения;
  • от снижения тока цепи возбуждения тахогенератора ниже допустимого уровня;
  • от снижения сигнала задания скорости ниже 4 мА.

Система управления преобразователем запитана от источника бесперебойного питания, что повышает надежность при кратковременных просадках и исчезновениях напряжения питания цепей управления.

Система управления электроприводом разработана с учетом следующих особенностей многоканатной подъемной машины со шкивом трения:

  1. На работу ШПМ существенное влияние оказывает упругость канатов. Канаты, шкив трения, клеть и скип образуют много-массовую упругую систему.
  2. Отсутствует жесткая кинематическая связь между органом навивки (шкивом трения) и канатами. Возможно проскальзывание каната по шкиву трения, пробуксовка шкива относительно канатов и колебания канатов.

Для исключения режимов проскальзывания и пробуксовки при проектировании ШПМ осуществляется правильный выбор масс сосудов, канатов, диаметров шкивов, типа футеровки и величины предельного ускорения/замедления сосудов. Основными причинами, вызывающими проскальзывание канатов, как правило, являются ошибочные действия машиниста, износ футеровки и канатов (уменьшение коэффициента трения между шкивом трения и канатами).

Однако в переходных режимах в много-массовой упругой системе могут возникать колебания канатов и соответственно усилий натяжений канатов с левой и правой стороны шкива трения. Колебания приводят к износу канатов и футеровки. При значительной величине колебаний может происходить проскальзывание канатов с угрозой аварии ШПМ.

Проскальзывания и колебания в канатах возникают при ступенчатом или резком изменении момента на шкиве трения. Поэтому разработанная ЗАО «ЭРАСИБ» система управления исключает «рывки» электромагнитного момента на валу электродвигателя за счет реализации следующих функций:

  1. Система управления формирует S-образную тахограмму разгона электродвигателя с плавным изменением во времени электромагнитного момента электродвигателей.
  2. В системе регулирования применены адаптивные регуляторы с изменяемыми коэффициентами передачи в функции времени и скорости.
  3. Применена интеллектуальная установка начальных условий регулятора скорости.

Кроме того для защиты от проскальзывания канатов система управления имеет специальный дискретных вход. При подаче соответствующего сигнала от САУК ПМ система управления снижает ускорение, тем самым снижая разность натяжений канатов и препятствует проскальзыванию канатов.

Разработанная система регулирования обеспечила высокую точность управления сосудами ШПМ без противохода сосудов и без колебаний канатов.

Оборудование реверсивного тиристорного электропривода с преобразователями ЭПТОН-М обеспечивает:

  • плавный (без рывков) разгон и торможение вала электродвигателя и, соответственно, канатоведущего шкива и подъемных сосудов;
  • перегрузку по току якоря 1,4 о.е. (от номинального тока якоря электродвигателя) при разгоне и торможении электродвигателя в течение не менее 10 секунд;
  • ограничение тока электродвигателя в переходных режимах в заданных пределах;
  • подъем/спуск груза с заданной тахограммой движения;
  • подъем/спуск людей с заданной тахограммой движения;
  • осмотр (ревизию) ствола шахты с заданной скоростью;
  • режим перепанцировки (замена головных канатов) при этом ток якоря не превышает 6300 А, а длительность режима не более 10 секунд, данный режим должен осуществляться из холодного состояния с перерывом перед следующим запуском не менее 30 минут (время необходимое для охлаждения элементов силовой схемы ППТ2).

Пример реализации электропривода «ЭПТОН-ШПМ» для машины МК 4х4

Реверсивный электропривод постоянного тока с тиристорным преобразователем типа «ЭПТОН-ШПМ-3500» предназначен для модернизации электропривода шахтной подъемной машины МК 4×4 с двумя электродвигателями постоянного тока типа МП 1350-330 (1000 кВт, 450В, 2400А, 330/800 об/мин). Модернизация ШПМ предполагает замену системы Г — Д (генератор — двигатель) постоянного тока на систему РВ — Д (реверсивный выпрямитель — двигатель) постоянного тока. Однолинейная структурная схема электропривода шахтной подъемной машины с преобразователем «ЭПТОН-ШПМ-3500» показана на рисунке 2.

Рисунок 2 – Однолинейная структурная схема электропривода ШПМ

Электропривод ШПМ содержит два согласующих трансформатора типа ТСЗЛ-2500-6/0,9 мощностью 2500 кВА с разными группами и схемами соединения обмоток, обеспечивающих взаимный сдвиг фаз вторичного напряжения на 30 эл. градусов. и два шкафа (ШК1, ШК2) тиристорного преобразователя «ЭПТОН-ШПМ-3500». В каждом шкафу (ШК1, ШК2) размещен один якорный преобразователь (ПЯ1, ПЯ2) и один регулятор возбуждения (РВ1, РВ2). Каждый якорный преобразователь содержит реверсивные тиристорные мостовые комплекты и запитан от своего силового трансформатора с помощью трех трехфазных кабелей. Регуляторы возбуждения выполнены по тиристорным мостовым нереверсивным схемам и запитаны от низковольтной сети 0,4 кВ 50 Гц. Выходные шины постоянного тока якорных преобразователей, расположенных в разных шкафах, соединены параллельно и подключены к якорным обмоткам двух двигателей типа МП 1350-330. Якорные обмотки двух двигателей соединены последовательно.

Структура силовых цепей якорного тиристорного преобразователя на базе трехфазных тиристорных мостовых комплектов с питанием комплектов от двух трансформаторов с взаимным сдвигом вторичных напряжений на 30 эл. градусов соответствует двеннадцатипульсной схеме выпрямления, обеспечивающей малые пульсации тока якоря электродвигателей и малые искажения тока питающей сети.

Преобразователь «ЭПТОН-ШПМ-3500» обеспечивает:

  • двухзонное управление двумя последовательно включенными электродвигателями типа МП 1350-330 с суммарным напряжением якорей 900В и номинальным током 2400А без ограничения времени;
  • перегрузку по току якоря 3500А в течение 1800 секунд при двухконцевом подъеме с номинальной скоростью ШПМ;
  • требуемую диаграмму скорости подъемной машины при двухконцевом подъеме;
  • перегрузку по току якоря до 4800А в течение времени не менее 60 секунд при одноконцевом подъеме со скоростью не более 50% номинальной.

Система управления преобразователя «ЭПТОН-ШПМ-3500» цифровая с микропроцессорным управлением и связью с системой управления ШПМ по протоколу промышленных сетей либо с помощью блока релейной автоматики.

Степень защиты преобразователя IP21 для УХЛ4. Преобразователь «ЭПТОН-ШПМ-3500» конструктивно размещен в двух шкафах с размерами (ВхШхГ) 2400×800×600 мм (высота указана с подставкой 400 мм). Масса шкафа 350 кг. Охлаждение жидкостно-воздушное автономное.

В комплект поставки входит:

    1. Преобразователь «ЭПТОН-ШПМ-3500» (с двумя возбудителями) — 1 шт.
    2. Трансформатор «сухого» типа мощностью 2500 кВА — 2 шт.

Для заказа преобразователя «ЭПТОН-ШПМ» необходимо заполнить опросный лист и направить по факсу (383) 342-84-90 или по электронной почте erasib@erasib.ru


Галерея


Товары