7 декабря 2021
В настоящее время на подъемной машине Ц2,5х2,0АР (ПМ) шахты «Заречная» эксплуатируется электропривод с асинхронным электродвигателем с фазным ротором типа МА-36-62-8 Ф У5, номинальная мощность –195/160 кВт, статор: номинальное напряжение – 380/660 В, номинальный ток – 313/182 А, ротор: номинальное напряжение – 500 В, номинальный ток – 190 А, номинальная частота вращения – 740 об/мин.
Однолинейная структурная схема силовых цепей действующего электропривода шахты «Заречная» показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Структурная схема силовых цепей действующего электропривода
Действующий электропривод содержит:
1. Реверсор РКВ-300 У5.
2. Короткозамыкатель БКЗВ-400М.
3. Блок электродинамического торможения БДТВ-300.
4. Жидкостный реостат ВЖР-350Р.
Целью модернизации электропривода ПМ является повышение надежности работы оборудования за счет применения частотно-регулируемого электропривода.
ЗАО «ЭРАСИБ» изготавливает комплект модернизации электропривода с транзисторным преобразователем частоты собственной разработки и производства типа «ЭРАТОН-М5-Р», который позволяет сохранить работающий электродвигатель типа МА-36-62-8 Ф У5 и совместить его с новой системой управления.
На рисунке 2 показана структурная схема силовых цепей электропривода после модернизации.
Рисунок 2. Структурная схема силовых цепей электропривода после модернизации
Для повышения надежности электропривода подъемной машины Ц-2,5х2,0АР действующее оборудование для управления электродвигателем (рисунок 1) сохраняется в качестве резервного. Дополнительно в силовую схему вводится преобразователь частоты (ПЧ) и контакторное оборудование для переключения со старой на новую (и обратно) систему управления электродвигателем (контакторы К2, К3).
В новой системе управления электродвигателем используется рекуперативный преобразователь частоты (ПЧ) на IGBT транзисторах типа «ЭРАТОН-М5-Р», который устанавливается между низковольтной (380В) питающей сетью и обмоткой статора электродвигателя. Обмотка ротора электродвигателя замыкается накоротко короткозамыкателем (КЗР). Для подключения или отключения преобразователя частоты используются контакторы К2, К3. При работающем ПЧ оба контактора в реверсоре выключены.
На рисунке 3 показана структурная схема силовых цепей преобразователя частоты «ЭРАТОН-М5-Р».
Рекуперативный преобразователь «ЭРАТОН-М5-Р» содержит входной силовой LC-фильтр, активный транзисторный выпрямитель, накопительный конденсатор (НК), трехфазный инвертор, выходной фильтр dU/dt ограничения перенапряжений.
Рисунок 3. Структурная схема силовых цепей преобразователя «ЭРАТОН-М5-Р»
Питание преобразователя частоты осуществляется от сети 380В 50 Гц. Входной силовой фильтр и входной активный выпрямитель-рекуператор обеспечивают синусоидальный ток в питающей сети и двухсторонний обмен энергией между сетью, инвертором и двигателем. Выходной инвертор с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) обеспечивает синусоидальный ток в обмотках электродвигателя с коэффициентом искажения менее 5%. Выходной фильтр защищает обмотку статора электродвигателя от перенапряжений. За счет активного выпрямителя и выходного инвертора напряжения с накопительным конденсатором в звене постоянного тока (НК) из питающей сети потребляется только активная мощность в двигательном режиме привода, а также возвращается в сеть активная мощность с вала электродвигателя в режиме рекуперативного торможения привода.
Комплектация преобразователей «ЭРАТОН-М5-Р-3»:
Транзисторы Fuji
Конденсаторы Epcos
Микроконтроллеры фирм: FREESCALE Semiconductor, Atmel
Датчики тока: LEM
Слаботочная элементная база:
VISHAY, KEMET, EPCOS, YAGEO, AVX, TEXAS Instruments.
Система управления электроприводом с преобразователями «ЭРАТОН-М5-Р» - цифровая двухконтурная система автоматического регулированием момента и скорости с использованием сигнала от цифрового датчика положения вала электродвигателя (энкодера).
Система управления разработана с учетом особенностей подъемной машины. Система управления обеспечивает высокую точность управления моментом и скоростью электродвигателя и исключает «рывки» электромагнитного момента на валу электродвигателя за счет реализации следующих функций:
1. Система управления формирует S-образную тахограмму разгона электродвигателя с плавным изменением во времени электромагнитного момента электродвигателей.
2. В системе регулирования применены адаптивные регуляторы с изменяемыми коэффициентами передачи в функции времени и скорости.
3. Применена интеллектуальная установка начальных условий регулятора скорости.
В комплект поставки для модернизации электропривода с электродвигателем МА-36-62-8 Ф У5 с номинальным напряжением 380В и номинальным током 313А входит следующее оборудование:
1. Преобразователь частоты «ЭРАТОН-М5-320-380-50-Р-IP21-УХЛ4» - 1 шт.
2. Шкаф коммутационной аппаратуры с двумя контакторами - 1 шт.
Преобразователь частоты «ЭРАТОН-М5-320-380-50-Р-IP21-УХЛ4» обеспечивает следующие параметры:
- число выходных фаз - 3;
- выходное линейное напряжение - от 0 до 380 В;
- номинальный ток нагрузки (длительно) - 320 А;
- частота выходного напряжения (тока) - от 0 до 50 Гц;
- выходной ток в режиме перегрузки (30 с) - 540 А;
- входное напряжение - 380 В ±10%.
Преобразователь частоты «ЭРАТОН-М5-320-380-50-Р-IP21-УХЛ4» обеспечивает цикл подъема и спуска максимального груза 6100 кг в вагоне по наклонному стволу шахты «Заречная» со скоростью 3 м/с и ускорением разгона/торможения 0,75 м/с². Спуск вагона по наклонному стволу шахты производится в режиме рекуперативного торможения с возвратом активной мощности с вала электродвигателя в питающую сеть.
