25 Эл привод ленточных конвейеров. Электропривод ленточных конвейеров


25 Эл привод ленточных конвейеров

Условия работы: 1Окружающая среда - значительный перепад температур, повышенная запыленность воздуха, влажность. 2 Режим работы продолжительный с редкими пусками и остановами. Длительное время пуска не оказывает влияния на производительность. 3. Нагрузки изменяются плавно в широких диапазонах, нагрузка реактивная. Грузопоток в одном направлении

Особенности а) Ускорение мало => длительность пуска велика. б)ограничить ускорение в)Провисание ленты с грузом это есть ни что иное как климат зазор поэтому необходимо плавно выбрать зазор. г) возможна пробуксовка ленты м/д приводным барабаном и тяговым орнаном

1)условие Зйлера

Предъявляемые требования

  1. Плавность пуска при наличии (тяжелый ПП) и отсутствии (легкий ПП) груза с надежным ограничением ускорения, момента развиваемого двигателем, и рывка.

  2. Обеспечение выбора люфта в редукторе и предварительного натяжения ленты ( выбор кинематического зазора)

  3. Для увеличения срока службы желательно регулировать скорость в D=2:1

  4. Для устранения пробуксовке ленты желательно регулировать величену ее натяжения.

  5. Кратность пускового момента 1,5-2

  1. Желат мех-я хар-ка

Системы приводов:

АДКЗ – привод не регулируемый, не ограничивается ускорение.

Для более ответственных приводов АДФЗ

Широкоимпульс регул сопратив в цепи ротора

Синхронный двигатель а) Тяжелый пуск б) Жесткая механическая характеристика = > демпфирующая способность =0

Система АВК

Система ПЧ-АД

Требования к системам управления конвейерных линий

  1. Обеспечение треб пуска в направлении обратном грузопотоку

  2. Треб продолжительности пуска каждого конвейера.

  3. Пуск конвейерной линии осуществляется в функции скорости тягового органа

  4. Остановка конвейера из любой точке

  5. Оварииная остановка при затянувшемся пуске , уменьшении скорости ленты, при обрыве ленты, при образовании завалов в местах перегрузки, при сходе ленты .

  6. Возможность пуска конвейера с местного поста управления

  7. Перегрев важных подшипников

Узел контроля пуска конвейера

След функции :

Создание повышенного натяжение в ленте сбегающей ветви

Усилие загруженности ленты необходимо регулировать в зависимости отзагружености

26. Эп механизмов центробежного типа (насосы, вентиляторы, компрессоры винтовые)

Как следует из рассмотренного выше, механизмы центробежного и поршневого типов в силу особенностей их конструк­ции и условий технологического процесса не требуют реверси­рования. Их скорость согласуется со скоростью двигателя, поэтому электропривод этих установок выполняется безредукторным и поставляется обычно комплектно с механизмом.

Отличительной особенностью рассматриваемой группы механизмов являются облегченные условия их пуска. Эти меха­низмы как в нормальных условиях, так и после аварийного отключения пускаются как правило, вхолостую. При этом мо­мент трогания не превышает 30—35% номинального момента. Для установок вентиляторного типа, которые пускаются под нагрузкой, момент сопротивления плавно возрастает с увеличе­нием скорости, что благоприятно согласуется с формой меха­нической характеристики асинхронного двигателя. В результате прямой пуск вентилятора с асинхронным короткозамкнутым двигателем или синхронным двигателем с асинхронной пуско­вой обмоткой происходит под действием практически неизмен­ного динамического момента Мдин (рис. 7-9). Отмеченные особенности механизмов центробежного и поршневого типов позволяют в большинстве случаев для их привода использо­вать нерегулируемые асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. В установках значительной мощности (со­тни — тысячи киловатт) целесообразно применение синхронных двигателей, позволяющих активно влиять на результирующую реактивную мощность, потребляемую из сети промышленным предприятием.

На некоторых крупных установках вентиляторного типа (гребные винты, шахтные вентиляторы, дымососы, аэродинами­ческие трубы и т. п.) суммарный момент инерции электропри­вода значительно превышает момент инерции двигателя. При этом прямой пуск оказывается затянутым и сопровождается существенным нагревом обмоток асинхронного короткозамкнутого или синхронного двигателя. Поэтому в электроприводе указанных установок находят применение асинхронные двига­тели с фазным ротором и в том случае, когда регулирование скорости не требуется. Реостатный способ пуска таких двигате­лей облегчает процесс разгона установки, уменьшает пусковые токи и нагрев обмоток двигателей.

Режим работы: продолжительный с редкими пусками. В силу конструктивных особенностей и технологического процесса данные машины и установки не требуют реверсирования. Нагрузка изменяется плавно.

где, Мст0 – момент механического сопротивления при трогании

- момент аэро (гидро) динамического сопротивления

n – для вентиляторов 2

Безредукторные ЭП

Q – подача (м3/с) – производительность

Н – напор (Па)

Способы подачи:

  1. Дросселирование (накопление) в напорной магистрали

  2. Рецеркуляция – нагнетание потока

  3. Поворот направленных лопаток на входе рабочего колеса

  4. Изменение числа работающих агрегатов

  5. Изменение скорости вращения рабочего колеса

Каждая вентиляторная (насосная) установка сопровождается индивидуальной действительной характеристикой

Н=f(Q)

N=f(Q)

η=f(Q)

Важное условие установки – экономичность

В установках, требующих плавного и автоматического регу­лирования подачи, электропривод выполняется регулируемым.

Из законов пропорциональности вытекает, что требуемый диапазон регулирования скорости при условии отсутствия статического напора не превышает заданный диапазон изменения подачи:

Н – напор, Q - подача

;

- мощность на валу двигателя

;

3. Характеристика сети на которую работает данная машина показывает какое требуется давление от вентилятора, от насоса для обеспечения требуемой подачи и покрытия всех потерь в системе.

3’ – уменьшим эквивалентное сечение сети

Если установка работает с пониженной производительностью то двигатель работает с пониженной мощностью

КПД остается постоянным, следовательно зависимость 2 смещается вниз

Для установок сравнительно небольшой мощности (7 —10 кВт) задача регулирования успешно решается с помощью системы регулятор напряжения — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. В настоящее время в качестве регу­лятора напряжения все большее применение находит тиристорный коммутатор.

Обычно изменение технологического режима, в котором участвует регулируемый электропривод, протекает достаточно медленно и не требует от привода высокого быстродействия. Поэтому в качестве регулятора напряжения может быть ис­пользован и трехфазный магнитный усилитель МУ, включенный в цепь статора.

На рис. 7-15 приведена схема вентильного каскада с возвра­щением потерь скольжения в сеть. Эта схема нашла примене­ние для электропривода газодувок. Напряжение ротора при­водного асинхронного двигателя выпрямляется с помощью неуправляемых вентилей В, собранных по трехфазной мосто­вой схеме. Выпрямленное напряжение подается на группу упра­вляемых вентилей УВ, работающих в инверторном режиме и включенных по шестифазной схеме.

А) Динамический момент при пуске привода механизма центробежного типа

- вентиляторная характеристика

Б) СД

Разгонный двигатель предназначен для разгона СД

Двигатель работает в режиме идеального холостого хода

В) АДфр – для осуществления тяжелого запуска вентиляторной установки

А) ТРН-АДкз

Вентиляторы:

Д(диапазон регулирования скорости)=2:1

Насосы: Д=3:1

Б) АДкз+ЭМС

В) АДкз, p=var

Г) каскадная схема

Д) ПЧ-АД

ТРН – АД

Если использовать внешнюю ОС по скорости то можно получить семейство характеристик в 1м квадранте

Когда все тиристоры в цепи статора закрыты

Мягкий пуск двигателя:

ТРН – тиристорный преобразователь напряжения

Достоинства системы:

ТРН-АД

ППН(преобразователь переменного напряжения)-АД

Простота силовых цепей и сетей управления

Сравнение:

  1. Меньше габариты и стоимость

  2. Высокий КПД преобразователя (примерно 99%)

  3. Двухсторонний обмен энергией

  4. Использование естественной коммутации тиристоров

  5. Хорошие показатели преобразователя при полном открывании тиристоров

Cosf тиристора = cosf двигателя

Практически отсутствуют высшие гармоники как на входе так и на выходе преобразователя

КПД привода = КПД привода на естественной механической характеристике

Достаточно просто обеспечить огранечение момента, развиваемого двигателем в динамических режимах работы

Несложно обеспечить динамическое торможение привода

К основным недостаткам отнесем:

1. Низкий КПД в режиме стабилизации скорости если w<wн

2. Большие потери энергии в АД, что исключает длительную работу двигателя

Для получения жестких параллельных характеристик в первом квадранте необходимо ввести жесткую отрицательную обратную связь по скорости. Чтобы двигатель не перегревался при больших скольжениях принимают двигатель завышенной мощности.

studfiles.net

СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к электрическим приводам ленточных конвейеров мощностью более 500 кВт.

Известен привод ленточного конвейера, содержащий два или три приводных барабана, валы которых посредством муфт и редукторов соединены с асинхронными электродвигателями [1]. Недостатками этого привода являются большие потери электроэнергии, существенно возрастающие при неполной загрузке асинхронных электродвигателей, а также использование громоздких дорогостоящих редукторов.

Известен ленточный конвейер, включающий несущую конструкцию, конвейерную ленту и приводное устройство конвейерной ленты [2]. Приводное устройство включает по меньшей мере один приводной барабан с приводным валом и один приводной синхронный электродвигатель переменного тока с питанием через преобразователь частоты с посторонним возбуждением. При этом приводной вал и приводной электродвигатель соединены друг с другом без редуктора с коаксиальным расположением ротора электродвигателя и приводного вала.

Отсутствие редуктора уменьшает габариты и массу электропривода. Недостатком данного синхронного электропривода ленточного конвейера является сильное скольжение и износ конвейерной ленты при использовании нескольких приводных барабанов.

Известен способ управления электроприводом ленточного конвейера, заключающийся в изменении скорости вращения приводного барабана согласно заданному режиму работы ленточного конвейера [3].

Данный способ не учитывает разницу скоростей вращения нескольких приводных барабанов, поэтому недостатком этого способа управления является сильное скольжение и износ конвейерной ленты на приводных барабанах.

Задачей изобретения является повышение эффективности электропривода ленточного конвейера.

Синхронный электропривод ленточного конвейера, включающий первый и последующие по ходу движения ленты приводные барабаны, соединенные муфтами с синхронными электродвигателями (СД), отклоняющие барабаны, тормоза, систему управления частотой, напряжением и силой тока электропитания.

Согласно изобретению система управления содержит датчики скорости ленты (ДСЛ), установленные перед приводными барабанами, датчики натяжения ленты (ДНЛ) установленные перед и за приводными барабанами, или только перед или только за приводными барабанами.

ДНЛ установлены парами перед и за приводными барабанами.

Способ управления синхронным электроприводом ленточного конвейера, включающий изменение скорости вращения и крутящих моментов приводных барабанов посредством изменения системой управления частоты, напряжения и силы тока электропитания СД.

Согласно изобретению ДСЛ замеряют скорость ленты перед приводными барабанами, ДНЛ замеряют силу натяжения ленты перед и за приводными барабанами, или только перед или только за приводными барабанами, система управления задает синхронную частоту ω1 СД, соединенного с первым по ходу движения ленты приводным барабаном

ω1=Vn/R1,

где Vn - номинальная скорость ленты, R1 - радиус первого по ходу движения ленты приводного барабана;

система управления задает синхронные частоты ωi СД, соединенных с последующими по ходу движения ленты приводными барабанами

ωi=Vi/Ri+Δi, i=2…n,

где n - количество приводных барабанов, Vi - скорость ленты перед i-м приводным барабаном, Ri - радиус i-го приводного барабана, Δi - допускаемое увеличение синхронной частоты i-го СД;

система управления задает крутящие моменты Mi СД,

Mi=0…1,0 Mimax, i=1…n,

где Mimax - предельно допустимый момент i-го приводного барабана;

система управления синхронизирует пуск, изменение скорости и остановку приводных барабанов так, что отношения синхронных частот СД

ωi/ωi+1 (i=1…n-1) остаются постоянными;

система управления останавливает СД, если сила натяжения ленты перед или за приводными барабанами выходит за допустимые границы и/или сила тока превышает допустимое значение.

На фиг. 1 изображена схема синхронного электропривода ленточного конвейера с двумя приводными барабанами;

на фиг. 2 - то же;

на фиг. 3 - схема взаимодействия ленты с барабанами.

Синхронный электропривод ленточного конвейера включает первый 1 и второй 2 по ходу движения ленты 3 приводные барабаны, соединенные муфтами с синхронными электродвигателями (СД) 4 и 5. Возможно применение СД 4 и 5 с установленными на роторах обмотками возбуждения или постоянными магнитами. Лента 3 огибает приводные барабаны 1 и 2, отклоняющие барабаны 6, 7. Приводные барабаны 1 и 2 соединены с тормозами и/или храповыми механизмами (на чертежах не показаны). Возможно соединение тормозов и/или храповых механизмов с отклоняющими барабанами 6, 7 (на чертежах не показано). Электропривод ленточного конвейера не содержит редукторы, поэтому скорости вращения приводного барабана 1 и ротора СД 4 одинаковы. Аналогично скорости вращения приводного барабана 2 и ротора СД 5 также одинаковы.

Система управления электроприводом содержит датчики скорости ленты (ДСЛ) 8 и 9, датчики натяжения ленты (ДНЛ) 10 и 11, блоки управления 12 и 13. Блоки управления 12 и 13 соединены с ДСЛ 8 и 9, с ДНЛ 10 и 11, например, кабелями 14 и 15 и с СД 4 и 5 кабелями 16. Блоки управления 12 и 13 регулируют напряжение, частоту, ток возбуждения электропитания СД 4 и 5 согласно заявляемому способу управления.

Если приводные барабаны 1 или 2 работают без пробуксовки, то скорость ленты 3 в точке набегания на приводной барабан 1 или 2 равна скорости поверхности приводного барабана 1 или 2, поэтому для управления СД 4 и 5 необходимо замерять скорость ленты 3 перед точками набегания на приводные барабаны 1 и 2. ДСЛ 8 и 9 установлены перед приводными барабанами 1 и 2.

ДНЛ 10 и 11 также установлены перед приводными барабанами 1 и 2. Возможно расположение ДНЛ 10 и 11 за приводными барабанами 1 и 2 (на чертежах не показано). Возможно расположение ДНЛ 10 перед приводным барабаном 1, а ДНЛ 11 за приводным барабаном 2 или наоборот (на чертежах не показано).

На фиг. 2 приведена схема синхронного электропривода ленточного конвейера с ДНЛ 10 и 11, установленными парами перед и за приводными барабанами 1 и 2. Установка двух ДНЛ 10 перед и за первым приводным барабаном 1 позволяет системе управления замерять силу натяжения ленты 3 перед и за приводным барабаном 1 и определять реализуемый первым приводным барабаном 1 крутящий момент M1. Установка двух ДНЛ 11 перед и за вторым приводным барабаном 2 позволяет системе управления аналогично определять реализуемый вторым приводным барабаном 2 крутящий момент М2.

Способ управления синхронным электроприводом ленточного конвейера реализуют следующим образом.

При работе конвейера ДСЛ 8 и 9 замеряют скорости V1 и V2 ленты 3 перед приводными барабанами 1 и 2. V1 - скорость ленты 3 перед первым приводным барабаном 1, V2 - скорость ленты 3 перед вторым приводным барабаном 2 (фиг. 3).

Если ДНЛ 10 и 11 установлены перед приводными барабанами 1 и 2 (фиг. 1), то ДНЛ 10 и 11 замеряют силу натяжения S1 и S2 ленты 3 перед приводными барабанами 1 и 2. S1 - сила натяжения ленты 3 перед первым приводным барабаном 1, S2 - сила натяжения ленты 3 перед вторым приводным барабаном 2.

Блок управления 12 задает синхронную частоту ω1 СД 4, соединенного с первым по ходу движения ленты 3 приводным барабаном 1,

ω1=Vn/R1 (рад/с),

где Vn - номинальная скорость ленты 3, R1 - радиус первого по ходу движения ленты 3 приводного барабана 1. При переходных режимах работы конвейера, например при пуске и остановке, блок управления 12 изменяет номинальную скорость Vn ленты 3 согласно принятой зависимости.

Сила натяжения S2 ленты 3 перед вторым приводным барабаном 2 меньше, чем сила натяжения S1 ленты 3 перед первым приводным барабаном 1, поэтому скорость V2 меньше V1. Для работы второго приводного барабана 2 без скольжения и интенсивного износа ленты 3 скорость вращения второго приводного барабана 2 должна быть согласована со скоростью V2 ленты 3.

Блок управления 13 задает синхронную частоту ω2 СД 5, соединенного со вторым по ходу движения ленты 3 приводным барабаном 2,

ω2=V2/R2+Δ2 (рад/с),

где R2 - радиус второго приводного барабана 2, Δ2 - допускаемое увеличение синхронной частоты СД 5.

Использование допуска Δ2 на увеличение синхронной частоты ω2 упрощает регулирование СД 5, не допуская скольжения ленты 3 по поверхности второго приводного барабана 2. Величина допуска Δ2 зависит, в основном, от упругих свойств ленты 3 и поверхности второго приводного барабана 2.

Блоки управления 12 и 13 задают напряжение и/или ток возбуждения СД 4 и 5 так, чтобы крутящие моменты Μ1 и М2 СД 4 и 5 имели требуемые значения

M1=0…1,0M1max, M2=0…1,0M2max,

где M1max - предельно допустимый момент первого приводного барабана 1, M2max - предельно допустимый момент второго приводного барабана 2. Блоки управления 12 и 13 вычисляют значения предельно допустимых моментов M1max и Μ2max, используя значения силы натяжения S1 и S2 ленты 3 перед приводными барабанами 1 и 2

M1max=S1[1-exp(-μ1α1)]R1 (Н⋅м), M2max=S2[1-exp(-μ2α2)]R2 (Н⋅м),

где μ1 и μ2 - коэффициенты сцепления ленты 3 с приводными барабанами 1 и 2, α1 и α2 - углы охвата (рад) лентой 3 приводных барабанов 1 и 2, ехр(…) - экспоненциальная функция.

Если ДНЛ 10 и 11 установлены за приводными барабанами 1 и 2, они замеряют силу натяжения S1C и S2C ленты 3 за приводными барабанами 1 и 2. В этом случае блоки управления 12 и 13 вычисляют значения предельно допустимых моментов Μ1max и M2max, используя значения силы натяжения S1C и S2C ленты 3 за приводными барабанами 1 и 2

M1max=S1C[exp(μ1α1)-1]R1 (Н⋅м), M2max=S2C[exp(μ2α2)-1]R2 (Н⋅м).

Значения предельно допустимых моментов Μ1max и могут быть вычислены и по другим, например, эмпирическим формулам.

Если ДНЛ 10 и 11 установлены парами перед и за приводными барабанами 1 и 2 (фиг. 2), то система управления замеряет значения силы натяжения S1, S1C, S2, S2C ленты 3 перед и за приводными барабанами 1 и 2, определяет реализуемые первым приводным барабаном 1 крутящий момент Μ1 и вторым приводным барабаном 2 крутящий момент М2.

M1=(S1-S1C)R1 (Н⋅м), M2max=(S2-S2C)R2 (Н⋅м).

Такая установка ДНЛ 10 и 11 парами позволяет системе управления контролировать соотношение фактически реализуемых крутящих моментов М1, М2 и предельно допустимых моментов M1max, M2max. При нормальной работе электропривода значения крутящих моментов М1, М2 не должны превышать M1max, M2max соответственно.

При неисправности электропривода превышение крутящими моментами Μ1 и/или М2 СД 4 и 5 значений предельно допустимых моментов M1max и/или M2max приводит к срыву сцепления ленты 3 с приводным барабаном 1 и/или 2. Такой режим работы электропривода ленточного конвейера недопустим.

Система управления синхронизирует пуск, изменение скорости и остановку приводных барабанов 1 и 2 так, что отношение синхронных частот ω1 и ω2 СД 4 и 5 остается постоянным ω1/ω2=const. Например, при остановке конвейера блоки управления 12 и 13 уменьшают значения синхронных частот ω1 и ω2 с сохранением пропорции.

Система управления останавливает СД 4 и 5, если сила натяжения S1 и/или S2 ленты 3 перед приводными барабанами 1 и 2 (или сила натяжения S1C и/или S2C ленты 3 за приводными барабанами 1 и 2) выходит за допустимые границы.

Система управления останавливает СД 4 и 5, если сила тока превышает допустимое значение.

При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в повышении эффективности работы ленточного конвейера за счет уменьшения потерь электроэнергии и износа приводных барабанов и конвейерной ленты. Кроме того, повышается надежность работы привода за счет исключения пробуксовки барабанов, возможности нагрева и воспламенения конвейерной ленты, улучшаются характеристики электросети.

Источники информации, использованные при составлении заявки

1. Реутов А.А. Моделирование приводов ленточных конвейеров / А.А. Реутов. - Брянск: Брянский гос. техн. ун-т, 2011. - с. 7-14.

2. Ленточная конвейерная установка, способ ее эксплуатации, а также ее применения / Заявка на изобретение РФ №2014111059/11 от 02.08.2012, опубл. 27.09.2015.

3. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. - М.: Машиностроение, 1983. - с. 94-97.

СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ

edrid.ru

Учебное пособие: Автоматизированный электропривод ленточных конвейеров

Условия работы, режимы и нагрузки конвейерных установок. Функциональная схема устройства плавного пуска привода. Методики расчёта нагрузок и моментов инерции электроприводов. Пример расчёта нагрузок и момента инерции однодвигательного электропривода. Краткое сожержание материала:

Размещено на

Автоматизированный электропривод ленточных конвейеров

1. Общие сведения о электроприводах конвейерных установок

1.1 Условия работы, режимы и нагрузки конвейерных установок

На открытых горных работах конвейерные установки находят широкое применение на комплексах непрерывного действия, при конвейерном транспорте на обогатительных фабриках. В угольных шахтах и рудниках конвейерные установки используются для доставки полезных ископаемых из забоя и транспортирования его по сборным штрекам, квершлагам, участковым и капитальным уклонам и бремсбергам, наклонным стволам и штольням. На предприятиях минерально-сырьевого комплекса в основном используются ленточные и скребковые конвейеры. Производительность и условия работы таких установок могут быть различными, что влияет на выбор их систем электропривода.

Режимы работы конвейерных установок обусловлены продолжительной работой в течение большого промежутка времени вследствие загрузки, транспортировании и разгрузки в непрерывном режиме. Это обстоятельство влияет на выбор приводного электродвигателя и его элементов. Из-за продолжительной работы процессы пуска и останова являются редкими, поэтому они не влияют на производительность конвейерной установки. Таким образом, увеличив время пуска, можно значительно снизить динамические нагрузки в кинематических цепях конвейера без ущерба для производительности. Вследствие неизменности направления движения электропривод конвейерной установки выполняют по нереверсивной схеме управления, что упрощает схемные решения.

Для электроприводов конвейерных установок большое значение имеет сравнительно тяжелый процесс пуска. Это обусловлено пуском конвейера под нагрузкой вследствие наличия груза на тяговом органе после аварийной остановки. Значительные пусковые токи в течение продолжительного времени вызывают необходимость использования для конвейерных установок специальных приводных электродвигателей с большой перегрузочной способностью.

Неравномерность загрузки грузонесущей ветви конвейера влияет на статическую нагрузку электропривода. Загрузка магистральных ленточных конвейеров, установленных в капитальных выработках, зависит от неравномерности грузопотоков из добычных забоев и от места поступления грузопотоков на него. Вследствие этого конвейер, выбранный по максимальной приемной способности, оказывается в процессе эксплуатации значительно недогруженным. Снижение статической нагрузки негативно сказывается на энергетических характеристиках электропривода. Происходит перераспределение долевого участия энергии между затратами на перемещение тягового органа и полезного груза. Большая часть энергии тратится на перемещение тягового органа при увеличении удельного потребления энергии на перемещение полезного груза. Улучшение энергетических свойств электропривода конвейерной установки возможно посредством регулирования скорости тягового органа в функции грузопотока таким образом, чтобы обеспечить полную загрузку конвейерного става. Обеспечение такого режима работы конвейерной установки возможно только за счёт регулируемого электропривода.

При движении горизонтального конвейера его привод должен преодолевать статическую нагрузку , обусловленную силами трения в подшипниках вращающихся элементов, в местах контакта роликов и тягового органа и в самом тяговом органе при его изгибании. Эти нагрузки определяют необходимую мощность двигателя конвейерных установок, работающих с малым количеством пусков и остановок:

, (1.1)

где - коэффициент запаса, учитывающий погрешности расчёта сил сопротивления; - рабочая скорость тягового органа; - КПД редуктора привода конвейерной установки.

У наклонных конвейерных установок к силам трения добавляются составляющие усилия тяжести транспортируемого груза и тягового органа, которые увеличивают сопротивление движению при работе на подъем и уменьшают его при работе на спуск. Когда конвейер работает на спуск, при определенных углах наклона движение может создаваться усилиями тяжести. В этом случае электропривод должен работать в тормозном режиме для поддержания постоянной скорости тягового органа.

При пуске и торможении возникает дополнительная динамическая составляющая тягового усилия, зависящая от массы движущихся частей и ускорения конвейера:

, (1.2)

где ; - поступательно движущиеся массы элементов конвейерной установки; - момент инерции ротора двигателя; - передаточное отношение редуктора привода конвейерной установки; - момент инерции приводного барабана; - радиус приводного барабана.

Полное тяговое усилие определяет необходимую перегрузочную способность привода конвейерной установки. Максимальная перегрузочная способность привода:

. (1.3)

Для конвейеров большой длины величина динамической составляющей тягового усилия при пуске загруженного конвейера после аварийной остановки может оказаться значительно больше статической составляющей. В этом случае результирующее тяговое усилие возрастает, что приводит к увеличению максимального натяжения в тяговом органе за счёт дополнительного приращения натяжений на каждом участке конвейерного става, обусловленного инерционностью поступательно движущихся масс , создающих основную величину динамической составляющей.

У ленточных конвейеров движущее тяговое усилие, создаваемое двигателем, передаётся тяговому органу в результате трения между лентой и приводным барабаном. При этом величина передаваемого усилия зависит от угла охвата барабана тяговым органом, коэффициента трения между ними и величин натяжений набегающей и сбегающей ветвей. Условие отсутствия проскальзывания тягового органа определяется формулой Л. Эйлера

. (1.4)

Тогда максимальное тяговое усилие, которое может быть передано без проскальзывания

. (1.5)

Поэтому возрастание тягового усилия при пуске снижает надежность сцепления и при недостаточном натяжении сбегающей ветви может вызвать проскальзывание. Этому способствует и уменьшение коэффициента трения из-за увлажнения поверхности приводного барабана или налипания на нем транспортируемой породы.

При анализе условий работы конвейера необходимо учитывать, что он представляет собой электромеханическую систему с упругим тяговым органом и распределёнными по его длине параметрами: массами перемещаемого груза и тягового органа, усилиями сопротивления движению. Это приводит к возникновению колебательных процессов в ветвях тягового органа и изменению их натяжений, что может также явиться причиной нарушения условия (1.4) отсутствия проскальзывания. При этом в результате скольжения ленты по приводному барабану происходит усиленный износ тягового органа, который у ленточных конвейеров большой мощности является дорогостоящим элементом.

При пуске ленточных магистральных конвейеров большой длины необходимо учитывать распространение упругих колебаний вдоль тягового органа. Если продолжительность пуска меньше времени распространения упругих колебаний от приводного до натяжного элемента, то двигатель успевает разогнаться до номинальной скорости, а хвостовой конец тягового органа остается еще неподвижным. При этом в момент прихода упругой волны к концу конвейера к хвостовым массам прикладывается импульс полной скорости, вызывающий упругий удар, который создает значительные динамические нагрузки в тяговом органе. Для устранения этого явления пуск длинный конвейерных линий осуществляется предварительно на пониженной скорости с последующим плавным разгоном до полной рабочей скорости.

Для мощных конвейеров с целью обеспечения необходимого тягового усилия, которое не может быть передано с помощью одного приводного органа, применяют двухбарабанные многодвигательные приводы. В этом случае возникает проблема обеспечения равномерного распределения нагрузок между двигателями этих барабанов и устранения проскальзывания ленты. В общем случае выравнивание нагрузки в многодвигательном электроприводе осуществляется посредством выравнивания жёсткостей механических характеристик двигателей, работающих на общую механическую систему. Особенностью двухбарабанных конвейерных установок является наличие упругого элемента между приводными барабанами, что обуславливает особенности при выравнивании нагрузок на приводных двигателях. Установлено [7], что в этом случае условием выравнивания нагрузок является поддержание определенных соотношений между модулями жёсткости механических характеристик приводных электродвигателей. Поддержание равномерности распределения нагрузок двигателей должно осуществляться непрерывным регулированием, обеспечивающим необходимое соотношение модулей жёсткости, что возможно только в случае применения систем регулируемого электропривода.

1.2 Требования к электроприводам и системам управления конвейерных установок

Рассмотрение условий работы конвейерных установок позволяет определить основные требования к электроприводам и системам управления с учётом особенностей их статических и динамических свойств.

Электроприводы конвейерных установок должны обеспечивать работу в длительном режиме при переменной нагрузке без реверсирования направления движения. В некоторых случаях, например, при работе конвейерной установки на уклон, электропривод должен работать как в двигательном, так и в тормозном режимах. В случае последовательной установки нескольких конвейеров, работающих с перевалкой транс...

www.tnu.in.ua


Смотрите также