2. Обґрунтування і вибір системи електропривода
Розвиток силової напівпровідникової техніки визначило широке застосування статичних тиристорних перетворювачів в різних системах електроприводів і, зокрема, в електроприводах рудникових підйомних установок. Властивості електроприводів з тиристорними перетворювачами в значній мірі залежать від властивостей самих тиристорів – основних силових елементів.
Тиристори характеризуються достатньо високими допустимими напругою і струмом, порівняно великими інтервалами робочих температур: від мінус 60-50 до плюс 100-150◦C.
Застосування тиристорного електропривода обумовлює цілий ряд переваг:
1. Економія міді і чорних металів при виготовленні тиристорного агрегату і трансформатора.
2. Зниження витрат на будівельно-монтажні роботи тиристорного електропривода, для якого не потрібні громіздкі фундаменти, потужні вантажопідйомні засоби і велика площа приміщень (для тиристорного електропривода на 20-40% менше, ніж для інших перетворювачів).
3. Зниження експлуатаційних витрат, в основному за рахунок скорочення витрат на електроенергію і обслуговування перетворювача.
4. Велика потенційна надійність в порівнянні з електроприводом Г-Д за рахунок меншого числа електричних машин і застосування статичного ТП у вигляді шафових конструкцій блоково-модульного виконання з хорошою доступністю до елементів для швидкого усунення несправностей. Більш просте здійснення резервування і взаємозамінювання блоків ТП, більший термін служби ТП за умови застосування захисних заходів і пристроїв по обмеженню струму, напруги та інших параметрів.
5.
Ефективна
реакція швидкодіючого регулятора ТП в
електроприводі.
Висока
швидкодія ТП, систем управління і його
захистів, можливість отримання потрібних
характеристик і точності управління
полегшують процеси управління.
Оптимізація
параметрів технологічних процесів при
формуванні динамічних властивостей
електромеханічної системи підйомної
установки в деяких режимах роботи, що
раніше не використалися, наприклад при
регулюванні положення підйомної судини
на заданому рівні завантаження-розвантаження.
Добрі захисні характеристики, що забезпечують обмеження максимального моменту і зниження динамічних навантажень в електромеханічній системі. Перевага швидкодії зберігається при будь-якому значенні потужності електропривода ТП-Д.
6. Незначна потужність управління на вході СІФУ для безпосереднього управління ТП, що дозволяє використовувати малопотужні управляючі пристрої і простіше реалізувати складні закони управління.
7. Завдяки високій керованості просте здійснення автоматизації руху підйомної установки, розширення можливостей задоволення вимог у зв’язку з технологічними особливостями різного виду підйомних установок.
Ряд негативних якостей електроприводу ТП-Д обумовлений негативними властивостями самих тиристорів, основні з яких:
– низька перевантажувальна здатність по струму унаслідок малих розмірів p-n-переходу;
– відносно невелика стійкість до імпульсних перевантажень по струму у зв’язку з малою теплоємністю;
– чутливість до перенапруг;
– обмежені швидкості наростання струму і напруги.
До
негативних якостей тиристорного
електропривода тиристора ТП-Д в
застосуванні до рудникових підйомних
установок відноситься також властивість
тиристорів і тиристорних випрямних
агрегатів проводити струм в одному
напрямі і необхідність здійснення
реверсивного електропривода ТП-Д з
технічними властивостями, що перевершують
електропривод Г-Д, зокрема рекуперативне
гальмування в широкому діапазоні зміни
швидкості, що вимагає застосування
реверсивного ТП з двома нереверсивними
випрямними агрегатами, а також апаратури
для забезпечення надійного
рекуперативно-інверторного режиму
роботи ТП. При цьому вартість реверсивного
ТП при всіх потужностях зростає до
вартості машинного перетворювача з
витратами на будівництво фундаментів.
На умови роботи електропривода впливає і пульсуючий характер випрямленого струму перетворювача. Збільшення пульсацій приводить до погіршення комутацій електродвигуна і виникнення у ньому додаткових втрат. Пульсації потоку додаткових полюсів створюють в станині вихрові струми, які перешкоджають швидкій зміні потоку і викликають збільшення зсуву між струмом якоря і потоком. Унаслідок високочастотних коливань потоку із-за зміни сили реакції якоря, що намагнічує, виникають додаткові втрати.
При початку руху підйомної машини з місця протягом 5-8 с руху на малій швидкості живляча мережа завантажується реактивним струмом і відбувається додаткове зниження напруги електричної мережі.
До особливостей тиристорного електропривода відноситься і вищий відсоток споживання реактивної потужності під час пусків і при русі на знижених швидкостях, від чого знижується коефіцієнт потужності.
Враховуючи вищеперелічені переваги і недоліки, обираємо у якості електропривода скіпової підйомної установки систему ТП-Д.