ВОПРОСЫ ГОС. Экзамена

По курсу «Электропривод машин и установок».

1. Технологические режимы работы шахтных рудничных подъемных установок. Особенности нагрузочных диаграмм различных типов п.М. Основные требования к электроприводу п.М. И чем они обусловлены?

Работа подъемной установки характеризуется цикличностью, т. е. рядом сменяющихся циклов, следующих друг за другом. В свою очередь каждый цикл можно разбить на четыре основных периода: разгон, равномерное движение, замедление до пол­ной остановки и пауза.

Таким образом, чтобы обеспечить требуемую производительность рудничного подъема, каждый цикл должен укладываться в определенное, наперед заданное время. Для этого необходимо выдерживать расчетные значения ускорения и замедления, мак­симальной скорости и продолжительности паузы, т. е. выдержи­вать принятую диаграмму скорости. Диаграмма скорости подъема— это зависимость скорости движения подъемных сосудов от времени.

При осуществлении подъемных операций скорость подъемного двигателя должна изменяться по определенному закону, характеризуемому диаграммой скорости.

В зависимости от назначения и высоты подъема, вида и грузоподъемности подъемных сосудов, числа горизонтов и расстояния между ними диаграммы скорости могут быть трех-, пяти-, шести- и семипериодными (рис.).

Наиболее простые трех-периодные диаграммы скорости целесообразно применять для клетевых подъемных установок с одноэтажными неопрокидными клетями при качающихся приемных площадках. Наиболее слож­ные шести- и семипериодные диаграммы скорости необходимы при грузовом подъеме с опрокидными скипами или клетями. Это объясняется необходимостью ограничения скорости движе­ния подъемных сосудов в разгрузочных кривых. Поэтому пе­риод разгона разбивается на два участка с различными ускоре­ниями. То же относится и к периоду замедления.

Рассмотрим шестипериодную диаграмму скорости, проекти­руемую обычно для скиповых подъёмов, оборудованных опро­кидными скипами. На первом участке 0-1 (рис. б) осуще­ствляется движение опускающегося подъемного сосуда в раз­грузочных кривых. Причем ускорение на этом участке должно быть таким, чтобы скорость схода с кривых (точка1) не пре­вышала для скипа 1,5 м/с, а для опрокидной клети — 2,5 м/с. На участке 1-2 после выхода подъемного сосуда из разгрузочных кривых машина движется с ускорением, которое ограничи­вается допустимыми напряжениями в узлах подъемной машины и определяет перегрузочную способность подъемного двигателя. Это ускорение по действующим нормам не должно превышать для вертикального грузового подъема 1,2 м/с², также наклон­ного подъема (свыше 30°). Для многоканатных подъемных ма­шин критерием величины ускорения служит исключение про­скальзывания канатов по футеровке.

На участке 2—3 подъемные сосуды движутся с максималь­ной скоростью, а на участке 3—4 - с замедлением, пока ско­рость не достигнет величины, допустимой для входа в разгру­зочные кривые (точка 4). Эта скорость также нормируется и не должна превышать 1,5 м/с.

Участок 4—5 соответствует движению скипа, опрокидной клети в разгрузочных кривых. Это

движение должно происхо­дить со скоростью V_р.к = 0,6±0,3 м/с. Скорость дотягивания ис­пользуется и в неопрокидных клетях для компенсации погреш­ности системы управления.

На участке 5—6 происходит процесс окончательного оста­нова. Участок 6—7 соответствует паузе между двумя соседними периодами подъема. Пауза определяется конструкцией загрузочно-разгрузочных устройств при спуске-подъеме грузов, а при спуске-подъеме людей — нормативами времени на посадку лю­дей в клеть. Эти нормативы следующие: время на посадку в клеть одноэтажную определяется из расчета 1 с на посадку одного человека плюс 10 с и плюс 25 с при посадке в двухэтажную клеть. Для скиповых подъемов опреде­ляющей для паузы является грузоподъемность скипа, т— до 6—8 с, 9—10 с, 12—12 с, 15—15 с, 20—30 с.

На рис. 2.2, а, б приве­дены диаграммы движущих усилий на ободе барабана (шкива трения) уравнове­шенной двухкопцевой подъ­емной установки с неопро­кидными скипами при нор­мальной работе по выдаче груза и для статически не­уравновешенной подъемной установки, оборудованной опрокидными клетями или скипами. Из диаграмм уси­лий следует, что установки с неопрокидными клетями или скипами имеют в пери­од пуска меньшие усилия на валу двигателя по срав­нению с опрокидными. Это объясняется тем, что при опрокидывании подъемного сосуда часть его веса при­ходится на разгрузочные кривые и этим создается еще большая неуравновешенность системы", нарастающая в конце дотягива­ния при разгрузке сосуда. Поэтому в момент опрокидывания необходимо создание значительного тормозного момента на валу подъемной машины. Там же представлены диаграммы ско­рости движения подъемных сосудов .

В статически неуравновешенных системах подъема неуравно­вешенность зависит от веса каната, а следовательно, от глу­бины подъема. Разница статических натяжений в верхних точ­ках поднимающейся и опускающейся ветвей во время подъема непрерывно меняется, достигая наибольшего значения в начале и наименьшего — в конце подъема.

Максимальная скорость движения сосудов чисто грузовых подъемных установок вертикальных шахт и рудников не дол­жна превышать значения V_max = (0,4 - 0,5) √H, a_р≠a_з ≈1,2м/c²

где V_max — максимальная скорость движения подъемных сосу­дов, м/с; Н — высота подъема, м.

Причем эта скорость должна быть не более 20 м/с. V_{дотягивания}=0,3м/c.

Максимальная частота вращения двигателя должна оставаться неизменной при изменении нагрузки на валу барабана подъемной машины, т. е. механическая характеристика двигателя должна быть жесткой.

Диаграмма усилий клетевой подъемной установки (рис. е) существенно отличается от диаграмм усилий скипо­вого подъема. Объясняется это сложностью маневров при по­садке клетей на посадочные кулаки или качающиеся площадки.

Для клетевого подъёма скорость должна быть не более 12 м/с, a_р=a_з ≤0,5м/c²

Наиболее полно диаграмма подъема выполняется при авто­матическом управлении подъемной машиной. Это в первую оче­редь относится к скиповым и грузолюдским подъемным установ­кам при работе по выдаче груза.

Автоматизация в этом случае должна предусматривать:

• систему регулирования хода подъемной машины, обеспечивающую программное выполнение требуемой диаграммы скоро­сти, независимо от изменения нагрузки в заданных пределах, при этом отклонение скорости не должно отличаться более чем на 1-2 % без вмешательства обслуживающего персонала;

• выбор зазоров в зубчатой передаче и плавное натяжение подъемного каната;

• три режима работы: автоматический, ручной, ревизии.

• перевод подъемной машины с одного вида управления на другой лишь при заторможенной машине и при установке всех рукояток управления на пульте в исходном (нулевом) положении;

• аварийный останов подъема с мест загрузки и разгрузки скипов, а также с пульта управления машиниста подъема;

• наложение предохранительного тормоза при аварийном от­ключении подъемного двигателя от сети;

• контроль за исправностью отдельных элементов оборудова­ния и защиту от нарушений нормального режима работы подъ­емной машины в соответствии с требованиями ПБ и технологи­ческими требованиями;

• максимальную скорость в пределах допустимой;

• рывок≤2,5м/с³,t_р=0,1-0,3 с;

• t_{рег по скор}=1,5-2 с;

Кроме вышеперечисленных требований, электропривод подъ­емной установки должен удовлетворять условиям возможно большего к. п. д. установки при регулировании скорости и ми­нимального потребления электроэнергии в период пауз, так как мощность подъемного двигателя достигает нескольких ты­сяч киловатт, минимального веса и стоимости.