18. Принципиальная электрическая схема частотно-регулируемого электропривода с автономным инвертором тока клетевой подъемной установки

Традиционный электропривод переменного тока шахтной подъемной машины (ШПМ) содержит высоковольтные асинхронные электродвигатели с фазным ротором, высоковольтные статорные реверсоры, роторные пусковые резисторно-контакторные станции управления (ПРКС) и станции динамического торможения (СДТ). Однолинейная структурная схема традиционного двухдвигательного электропривода переменного тока ШПМ показана на рис. 1.

Упомянутый привод имеет существенные недостатки, которые заключаются в следующем:

использование коммутационной аппаратуры для пуска и регулирования скорости ограничивает по мощности применение асинхронного привода;

асинхронный электропривод с роторной резисторно-контакторной станцией управления и динамическим торможением не обладает регулировочными качествами, необходимыми для ШПМ, не обеспечивает высокую точность управления и не позволяет автоматизировать управление ШПМ, что приводит с снижению производительности;

при разгоне, торможении и работе ШПМ на пониженной скорости расходуется значительная электроэнергия, идущая на нагрев роторных сопротивлений ПРКС, нагрев электродвигателя и износ механических тормозов. Непроизводительно расходуемая электроэнергия повышает себестоимость продукции и снижает прибыль;

асинхронный электропривод с пусковой резисторно-контакторной станцией потребляет из сети значительную реактивную мощность, которую необходимо оплачивать, либо компенсировать достаточно дорогими компенсаторами реактивной мощности.

19. Режимы работы электроприводов главных механизмов одноковшовых экскаваторов

Работа электроприводов основных рабочих механизмов экскаватора характеризуется большой частотой включений, резкими изменениями нагрузки, частыми изменениями направления вращения (реверсированием). Поэтому к электроприводу экскаватора предъявляются особые требования. Например, наиболее характерной особенностью работы механизма напора, как иногда и механизма подъема, является возможность его вынужденной остановки во время работы в случае встречи ковша с непреодолимым препятствием. Такой режим называется работой на упор или стопорением. Следовательно, для обеспечения надежной и безаварийной работы главного рабочего механизма требуются снижение момента (нагрузки) до допускаемых пределов при стопорении и «мягкость» характеристики его приводного двигателя, с тем чтобы частота вращения двигателя могла быть автоматически замедлена (иногда до нуля) при достаточно большом увеличении нагрузки. Это требование является основным и предъявляется к электроприводам главных механизмов экскаваторов. Надежность работы механизмов экскаватора и его производительность в значительной степени определяются соответствием характеристик электропривода требованиям механического оборудования.

Для всех механизмов экскаватора предусмотрены кроме основных характеристик несколько,регулировочных, позволяющих осуществлять работу на пониженной скорости. Эти характеристики необходимы для выполнения вспомогательных операций при наладке оборудования и подготовке карьеров и др. Диапазон регулирования скорости обычно составляет 3 : 1 или 4:1. Формировать специальные экскаваторные характеристики проще всего в электроприводе постоянного тока по системе Г — Д с различными схемами возбуждения генератора.

Основные параметры электроприводов перечисленных механизмов экскаватора следующие: режим работы — S8; частота включений в 1 ч — не более 1000 (для поворотного механизма — 500, для механизмов хода и электромеханического шагания — 100); кратность перегрузки по моменту — 2...2,5; диапазон регулирования скорости — 10:1 (для механизмов хода и электромеханического шагания — 5 : 1).

Для привода указанных механизмов в основном применяется электрический привод. Различают экскаваторы однодвигательные и многодвигательные. В однодвигательном групповом электроприводе от одного двигателя при помощи системы передаточных механизмов (валов, шестерен и др.) приводится в движение группа рабочих механизмов экскаватора (напор, подъем, поворот). Групповой привод применяется на экскаваторах с емкостью ковша до 2,5 м3, например на строительных экскаваторах типов Э-1251, Э-2001, Э-2501. На экскаваторах с многодвигательным индивидуальным приводом каждый из указанных механизмов приводится в движение отдельным двигателем. Многодвигательный привод применяется на экскаваторах с емкостью ковша выше 2 м3, например на карьерно-строительных экскаваторах типа Э-2005 и Э-2502.