5. Электропривод

Вентиляторные установки главного проветривания являются одними из наиболее мощных энергопотребителей на шахтах и рудниках (они потребляют до 40% общешахтного расхода электроэнергии ). От их экономичной и надежной работы в значительной степени зависят технико-­экономические показатели шахты, а зачастую здоровье и жизнь шахтеров.

В этой связи, к электроприводу вентилятора и системе управления всей установкой предъявляются повышенные требования. Основные из них состоят в следующем:

Электропривод вентилятора должен быть рассчитан на длительную работу с номинальной нагрузкой (т.е. должны быть высокие показатели надежности).

Он должен обеспечить пуск и разгон вентилятора с большим динамическим моментом инерции до номинальной частоты вращения.

Электропривод должен обладать высокой экономичностью и надежностью (работа в зоне нагрузок с высоким КПД и иметь малые затраты на обслуживание). Показатели надежности должны быть соизмеримы с показателями надежности основных узлов вентилятора.

Система электропривода должна иметь высокую степень автоматизации управления.

Большинство вентиляторов регулируются аэродинамическими способами (табл. 2.1 и 2.2) при постоянной частоте вращения. В связи с этим, наиболее рационально применение для привода вентиляторов асинхронных и синхронных электродвигателей с постоянной частотой вращения.

В качестве электропривода вентиляторов в зависимости от мощности применяются различные типы электродвигателей: при потребляемой мощности 100-г-150 кВт низковольтные ; асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, которые получили широкое распространение благодаря дешевизне, простоте конструкции, высокой надежности и высокому КПД.

К недостаткам асинхронных двигателей можно отнести квадратичную зависимость момента . от напряжения, что вызывает резкое уменьшение пускового М и критического М моментов при снижении напряжения.

Кроме того, у асинхронных двигателей малый воздушный зазор между статором и ротором ,что снижает показатели надежности.

При потребляемой мощности 150-300 кВт для привода вентиляторов применяю! синхронные низковольтные двигатели (СД) и асинхронные двигатели с фазным ротором (АДФР).

Применение АДФР обеспечивает: прямой пуск с малыми пусковыми токами вентилятора с большим моментом инерции , уменьшение массы двигателя по сравнению с синхронным той же мощности.

Основной недостаток АДФР - низкий коэффициент мощности может быть устранен применением компенсирующих устройств.

У синхронных двигателей возникают большие потери энергии в пусковой обмотке, часто превышающие допустимые по нагреву из - за длительного по времени разгона вентилятора с большим моментом инерции.

Кроме того, применение синхронных двигателей требует повышение мощности энергосистемы шахты в следствии больших пусковых токов и значительной длительности пуска.

При больших мощностях (более 350 кВт) для привода вентиляторов применяют высоковольтные (6 кВ) синхронные двигатели с фазным ротором, а также комбинированные системы приводов:

-синхронно - асинхронный привод, нерегулируемый по частоте вращения;

-асинхронный вентильно-машинный каскад (АВМК) с регулируемой частотой вращения: -комбинированный асинхронный вентильно-машинный каскад (КАВМК) с регулируемой частотой вращения;

-асинхронный вентильный каскад (АВК) с регулируемой частотой вращения.