книги из ГПНТБ / Электрические подъемные установки учебное пособие для студентов горных вузов проф. В. Б. Уманский ; под редакцией Барамидзе К. М. 1960- 20 Мб

Нормально рукоятка управления жестко связана с тягой при

помощи пальцев. Если нажать рычажок, то хомут раскрывается,

и пальцы освобождают тягу. Теперь рукоятка управления свя­ зана с тягой только через пружины и за счет их сжатия может слегка перемещаться независимо от положения дисков ретарди-

рующего устройства. Такое расцепление жесткого соединения рукоятки и тяги возможно только в том случае, если рукоятка находится вблизи своего среднего положения (выступ под выре­ зом). В противном случае выступ не позволяет машинисту от­

жать рычажок и этим поднять тягу, действующую на хомутик. Итак, ретардирующее устройство не .обеспечивает полной

автоматизации процесса управления машиной, но значительна упрощает это управление и повышает надежность системы.

Автоматизация пуска. Мы видели, что роль ретарди-

рующего устройства особенно велика в период замедления. В период пуска она сводится лишь к ограничению перемещения

рукоятки управления, которое производит машинист. Однако легко себе представить устройство, которое заставит рукоятку управления совершать в период пуска принудительное переме­ щение без помощи машиниста. Тогда мы получим полностью автоматизированный процесс управления машиной. Такое при­

нудительное движение рукоятки управления достигается обычно специальными серводвигателями.

РАБОТА АГРЕГАТА Г-Д

Баланс энергии. В главной якорной цепи системы Г—Д нет никаких сопротивлений и, следовательно, нет и тех потерь- в реостате, которые характерны для подъемной установки с при­ водом от асихронного двигателя. Потери в реостате, регулирую­ щем силу тока в цепи возбуждения управляющей динамо, ни­ чтожны и с ними можно практически не считаться. Поскольку в системе Г—Д нет никаких источников потерь, кроме потерь в самих машинах, то на основании закона сохранения энергии мы имеем все основания полагать, что потребляемая системой

Г—Д мощность должна быть приблизительно пропорциональна

мощности, развиваемой подъемным двигателем на его валу

(пренебрегая изменением коэффициента полезного действия ма­

шин, входящих в агрегат с изменением нагрузки). Это же поло­

жение можно показать и иначе.

Мощность, развиваемая на валу подъемного двигателя, равна

подъемного двигателя постоянно), а скорость вращения подъем^

асинхронного двигателя, при системе Г—Д энергия расходуется не только во время движения машины, но и во время паузы (хо­ лостой ход умформера). В основном же диаграмма мощности, потребляемой из сети системой. Г—Д, подобна диаграмме мощ­ ности, развиваемой на валу подъемного двигателя.

Сравнивая диаграмму потребляемой мощности при системе Г—Д и при асинхронном двигателе (рис. 133), замечаем, что

в последнем случае потери в двигателе значительно меньше, чем в агрегате Г—Д (одна электрическая машина вместо трех);

зато при асинхронном двигателе имеют место значительные потери в реостате. Общий расход энергии из сети при асинхрон­ ном двигателе обычно несколько больше, чем в системе Г—Д.

В тех случаях, когда этот множитель может быть выбран очень небольшим (1,1-ь 1,15), общий расход энергии при асинхронном

двигателе может оказаться несколько меньшим, чем при системе

Г—Д. Если же приходится выбирать большие значения мно­ жителя скорости, расход энергии при системе Г-Д окажется

меньшим, чем при асинхронном двигателе.

Обращаясь к табл. 25, в которой приведены рациональные для подъема с асинхронным приводом значения множителя ско­

рости, мы *можем сделать заключение, что при мало интенсив­ ных установках и уравновешенных системах преимущество в отношении расхода энергии имеет привод от асинхронного двигателя; в других случаях меньший расход энергии будет иметь место при системе Г—Д.

Мощность отдельных компонентов системы Г—Д. Строительная мощность управляющей динамо выби­ рается по эффективному значению силы тока и нормальному напряжению. Так как эффективное значение силы тока в цепи якорей управляющей динамо и подъемного двигателя пропор­ ционально эффективному значению момента вращения подъем­ ного двигателя, а нормальное напряжение управляющей динамо

пропорционально его максимальной скорости вращения, то оче­ видно, что строительная мощность управляющей динамо выби­ рается так же, как и строительная мощность подъемного двига­ теля (по средней квадратичной момента вращения послед­ него) .

220 Подъемная машина системы генератор-двигатель (Г—Д)

Строительная мощность подъемного двигателя определяется

средним квадратичным значением ординаты диаграммы момен­ тов вращения, умноженной на максимальную угловую скорость

подъемного двигателя (из формул 78 и 79)

Лфф — 102 |/ т-эфф • Р)

При определении строительной мощности управляющей

динамо следует еще учесть потери в подъемном двигателе. Это можно сделать приближенно введением в знаменатель выраже­ ния (£>) коэффициента полезного действия подъемного двига­ теля Т] дв .

Управляющая динамо вращается непрерывно с полной ско­ ростью как во время подъема, так и во время паузы. Условия охлаждения управляющей динамо во время паузы такие же, как и во время нормальной работы. Поэтому для управляющей

динамо эффективная продолжительность цикла совпадает с дей­ ствительной 7’Эфф=7' + @.

Таким образом, формула для строительной мощности управ­ ляющей динамо может быть написана в таком виде:

р- 2 ]/^

'у-д—г + 0- (£)

Строительная мощность управляющей динамо большей частью мало отличается от мощности подъемного двигателя. Строительная мощность приводного двигателя должна выби­ раться по среднему квадратичному значению момента враще­ ния, действующему на валу умформера. Но выше было сказано, что момент вращения, действующий на валу умформера, при­ близительно пропорционален мощности, отдаваемой динамо подъ­

емному двигателю, и в конечном счете —мощности, развиваемой подъемным двигателем на своем валу. Очевидно поэтому, что строительная мощность приводного двигателя приблизительно определяется средним квадратичным значением диаграммы мощности на валу подъемного двигателя

динамо;

РЛй

= -}02’ — мгновенное значение мощности на валу подъемного двигателя.

222 Подъемная машина системы генератор—двигатель (Г—Д)

диаграмме оказался бы несколько большим, чем при прямо­

линейном.

Поэтому для подъемной установки с приводом от асинхрон­ ного двигателя вполне рационально выбирать прямолинейную

закона изменения ускорения можно получить диаграмму мощ­

ности, совершенно лишенную пика (динамика постоянной мощ­ ности). В расчетах для простоты обычно принимают линейный закон изменения ускорения во времени. Как раз такой случай был уже нами подробно разобран в главе V.

Практическое осуществление расчетного динамического

режима с убывающим ускорением в первом периоде при си­ стеме Г—Д возможно с помощью соответствующим образом

спрофилированного выступа ускорения на диске ретардирую­ щего устройства.

При неавтоматизированном управлении машиниста можно легко научить осуществлять динамику постоянной мощности, заставив его наблюдать за показанием ваттметра (или ампер­ метра), включенного в цепь, подводящую энергию к привод­ ному двигателю, и предложив ему вести рукоятку управления так, чтобы стрелка ваттметра колебалась в заданных пределах. Машинист руководствуется показаниями ваттметра, как руле­ вой показаниями компаса. Пользуясь этим методом, автору не­ однократно удавалось устанавливать режим постоянной мощ­

ности . на различных подъемных установках системы Г—Д

вДонецком бассейне.

Впротивоположность подъемной установке с приводом от асинхронного двигателя при системе Г—Д множитель скорости

а— £тах Лрактическй не оказывает никакого влияния на расход t'cp

энергии. Поэтому для выбора этой величины нет необходимо­

сти в ограничениях как при асинхронном двигателе. Поскольку с увеличением множителя скорости в общем случае несколько возрастает эффективная мощность подъемной установки, то желательно все же не выбирать для нее больших значений: обычно при системе Г—Д, выбирают множитель скорости в пре­

делах от 1,2 до 1,3. Перегрузка при системе Г—Д также не так жестко ограничена, как при асинхронном двигателе — здесь нет опрокидного момента. Допускаемая перегрузка опреде­ ляется коммутационными возможностями машины.

Перегрузка порядка у = 2 и даже несколько выше может

быть здесь допущена без опасений.

При системе Г—Д совершенно не играет роли характерзамедления. Управление машиной происходит одинаково и при.

двигательном и при тормозном режиме в период замедления. Обычно в предварительных расчетах замедление в третьемпериоде движения выбирают равным или мало отличающимся; от начального значения ускорения.

Этих общих указаний достаточно для того, чтобы спроектировать рабочий режим подъемной установки системы Г—Д.

СИСТЕМА Г-Д С МАХОВИКОМ (Г-Д—М) •

Подъемная установка как приемник энер­ гии. Выше было сказано, что путем применения криволиней­ ных диаграмм скорости при системе Г—Д можно получить-

сравнительно благоприятную диаграмму потребляемой мощ­ ности, практически уничтожив в этой диаграмме пик. Истори­ чески раньше, чем был применен этот метод сглаживания кри­ вой потребляемой мощности, Ильгнером был изобретен другой,

гораздо более эффективный, метод выравнивания потребляемой мощности.

Подъемная установка представляет собой исключительно­ неблагоприятный род нагрузки для питающей ее электростан­

ции. В период пуска подъемной машины она требует от сети мощность, значительно превышающую нормальную; в период замедления и во время паузы она обычно вовсе не потребляет энергии. Если мощность подъемной установки соизмерима- с мощностью питающей ее электростанции, то такое колебание нагрузки последней чрезвычайно неблагоприятно отражается

на ее работе (колебание напряжения, частоты) и особенно на ее экономических показателях **. Это обстоятельство на заре

появления электрической подъемной машины служило сущест­ венным препятствием для ее распространения.

Система Г—Д—М блестяще разрешила эту задачу. Подъем­ ная установка из самого неблагоприятного потребителя энер­ гии превратилась в потребителя, отличающегося практически;

равномерным потреблением энергии.

Принцип работы системы Г—Д—М. Принципиаль­ ная схема подъемной установки системы Г—Д—М показана на

** Очевидно, что применение криволинейных диаграмм скорости лишь ча­ стично разрешает вопрос, уменьшая или уничтожая пик мощности в период, пуска. Значительные колебания нагрузки станции при переходе от периода» равномерного хода к периоду замедления и паузе остаются в силе.