Көп қозғалтқышты ленталы конвейерлерде жүктемелердің таратылуы
АННОТАЦИЯ
В дипломном проекте рассматривается автоматизированный
электропривод ленточного конвейера и расчитывается частотный
преобразователь ленточного конвейера. Описана математическая модель ЧП
ленточного конвейера, составлена модель с помомщью компьютерной
программы. С помощью этой программы выведены графики угловой скорости
и переходных процессов.
В разделе безопасности жизнедеятельности рассматривается меры
соблюдения техники безопасности при использовании электропривода
ленточного конвейера, условия охраны труда перед работой, расчитывается
освещение рабочего помещения и система автоматического пожаратушения.
А в экономической части рассматривается капитальные затраты,
затраты на заработную плату, на электроэнергию, амортизационные
отчисления, экономическая эффективность и время окупаемости.
АҢДАТПА
Бұл дипломдық жобада ленталы конвейердің автоматтандырылған
электр жетегі қарастырылып, ленталы конвейерлердің жиілік түрлендіргіші
есептелді. ЖТ ленталы конвейер электржетегінің математикалық сипаттамасы
жазылып, оның моделі компьютерлік бағдарлама көмегімен құрылды.
Бағдарлама көмегімен бұрыштық жылдамдық пен өтпелі процесстер
қисықтары алынды.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде ленталы конвейердегі электр
жетегін пайдалануда техника қауіпсіздігін сақтау шараларына талдау жасау,
жұмысқа кірісер алдындағы еңбек қорғау шарты, жұмыс бөлмесінде
жарықтану жүйесіне есеп жүргізу, автоматты өрт сөндіру жүйесін есептеу
қарастырылды.
Ал, экономикалық бөлімде капиталды шығындар, жалақы шығындары,
экономикалық тиімділік, электр энергиясына шығыны, амортизациялық
аударымдар, экономикалық тиімділік және өтелімділік кезеңі қарастырылды.
ANNOTATION
In the diploma project the automated electric drive of the tape conveyor is
considered and the frequency converter of the tape conveyor is considered. The
mathematical model frequency the converting tape conveyor is described, made
model with the help of the computer program. By means of this program schedules
of angular speed and transients are output.
In the section of health and safety it is considered measures of observance of
safety measures when using the electric drive of the tape conveyor, a labor
protection condition before work, illumination of the working room and system of
automatic fire extinguishing pays off.
And in economic part it is considered capital expenditure, costs of a salary, of
the electric power, depreciation charges, economic efficiency and payback time.
Мазмұны
Кіріспе
1 Тау-кен өндірісіндегі көпқозғалтқышты ленталы конвейерлер
1.1 Тау-кен жұмыс орнында ленталы конвейерлерді қолдану
1.2 Ленталы конвейерлердің көп қозғалтқышты электржетектері
5
6
6
8
1.3 Көп қозғалтқышты ленталы конвейерлерде жүктемелердің таратылуы
1.4 Ленталы конвейер электржетектеріне қойылатын талаптар
2 Ленталы конвейерлердің көп қозғалтқышты электржетегін құру
2.1 Ленталы конвейерлердің жиілік түрлендіргішті электржетегін құру
13
17
18
18
2.2 Жиілік түрлендіргішті ленталы конвейер электржетектің математикалық
жазылуы
2.3 Көп қозғалтқышты компьютерлік модельдеудің нәтижелері
2.4 Көп қозғалтқышты электржетектерінде энергия үнемдеу
21
26
31
2.4.1 Синхронды айналатын көпқозғалтқышты жетектерде жиілік
түрлендіргіштерін қолдану кезіндегі электр энергиясын үнемдеу
3 Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімі
34
40
3.1 Ленталы конвейердегі электр жетегін пайдалануда техника қауіпсіздігін
сақтау шараларына талдау жасау
3.1.1 Еңбек қорғау бойынша жалпы талаптар
3.1.2 Жұмысқа кірісер алдындағы еңбек қорғау шарты
3.1.3 Жұмыс кезіндегі еңбек қорғау талаптары
3.1.4 Жұмысты бітіргеннен кейінгі еңбек қорғау талаптары
3.1.5 Авариялық жағдайлардағы еңбек қорғау талаптары
3.2 Жұмыс бөлмесінде жарықтану жүйесіне есеп жүргізу
3.3 Автоматты өрт сөндіру жүйесін есептеу
4. Экономикалық бөлім
4.1 Есептеуге қажетті бастапқы деректер
4.1.1 Қажетті құрылғылар санын есептеу
4.1.2 Барлық санат бойынша жұмыс істейтін жұмысшы санын есептеу
4.2 Жалақыға кететін шығындарды есептеу
4.2.1 Өндірістік жұмысшылардың жалақы қорын есептеу (ЖҚ)
4.2.2 Қосымша жұмысшылардың ЖҚ есептеу
40
40
41
41
43
43
44
49
54
54
54
55
57
57
59
4.2.3 Кіші қызмет көрсетуші қызметкерлер (КҚК), қызметші (Қ), инженер-
техникалық жұмысшылардың (ИТЖ) ЖҚ есептеу
4.2.4 Телімнің ЖҚ есептеу
4.3 Негізгі материалдардың өзіндік құнын анықтау
4.4 Электр энергиясына шығынды есептеу
4.5 Амортизациялық аударымдарды есептеу
60
61
61
62
63
4.6 Қосымша материалдарға шығынды есептеу
4.7 Өңдеудің өзіндік құнын есептеу
4.8 Капиталды салымдарды есептеу
4.9 Жобаның экономикалық тиімділігі
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
63
64
64
67
68
69
Кіріспе
Ленталы конвейерлер шахта және кен орындарындағы кен
тасымалдайтын негізгі көлік ретінде кеңінен пайдаланылады. Магистралды
штректерде ленталы конвейерлерді пайдалану кеңінен таралып келеді, бұл
шахталарды оқпан албарына дейін және жер бетіне дейін конвейерлеу
проблемасын толығымен шешеді. Онда қолданылатын айнымалы токты
көпқозғалтқышты электр жетектері (КЭЖ) электр энергиясын жаппай және
кеңінен пайдаланушылар болып табылады.
Қазіргі кезде ленталы конвейерлердің реттелмейтін электр жетектерін
реттелетін жүйелеріне ауыстырудың орнықты үрдісі кең орын алды. Күштік
электрониканың, басқарудың және бақылаудың микропроцессорлық
құрылғыларының қазіргі заманғы деңгейі реттелетін асинхронды электр
жетектерін (АЭЖ) құруға жаңадан көзқарас қалыптастыруға мүмкіндік берді.
Нарықта сенімді, сапалы және салыстырмалы түрде қымбат емес жартылай
өткізгіштік энергия түрлендіргіштерінің автоматтандыру құрылғыларымен
бірге пайда болуы, осы техникалық жетістіктерді энергияны және
ресурстарды үнемдеу мәселелерін шешуге кеңінен пайдалануға мүмкіндік
беруде.
Сонымен қатар, ленталы конвейердің автоматтандырылған
көпқозғалтқышты электр жетегіне қатысты жиіліктік түрлендіргіш-
асинхронды қозғалтқыш жүйесі бойынша жылдамдығын реттеу кезінде
көпқозғалтқышты асинхронды электр жетегінің (КАЭЖ) математикалық
модельдері құрылмаған, берілген энергия түрлендіргішімен ленталы
конвейерге қатысты көпқозғалтқышты асинхронды электр жетектерінің
энергетикалық көрсеткіштерінің сарапталуы орындалмаған. Сол себептен
ленталы конвейердің энергияны үнемдейтін көпқозғалтқышты асинхронды
электр жетегін құру өзекті мәселе болып саналады.
1 Тау-кен өндірісіндегі көпқозғалтқышты ленталы конвейерлер
1.1 Тау-кен жұмыс орнында ленталы конвейерлерді қолдану
Шахтада көлікті конвейерлеу конвейердің ысырма, ленталы және
тақташа, сондай-ақ олардың конструкцияларының түрлері тәрізді үш негізгі
түрмен жүзеге асырылады. Конвейерлердің түрін, олардың конструкциясын
және көрсеткіштерін таңдауға, сондай-ақ оларды пайдалану үшін болашақта
орнатуға конвейер көлігін жерасты жағдайында, тау-кен геологиялық және
тау-кен техникалық факторларға байланысты көмір және кен шахталарында
пайдалану кезінде қойылатын шарттар мен талаптар әсер етеді.
Кенорны шахталарында ленталы конвейерлерді пайдалану айтарлықтай
артып келеді. Жүк ағыны мен тасымал ұзақтығының өсуі ұзынырақ және
беріктігі жоғары синтетикалық және резеңкематалы ленталарды пайдаланатын
қуаты үлкен, өнімділігі жоғары ленталы конвейерлерді құру қажеттілігімен
байланысты. Сонымен қатар болашақта конвейер көлігін шахталар мен
кенорындарында пайдалануды одан әрі дамытудың негізі көпқозғалтқышты
ленталы конвейерлер болып табылады.
Ленталы конвейерлердің басты артықшылықтары: жоғары өнімділігі,
тиімділігі, құрылымының қарапайымдылығы, жүк пен қозғалыстағы конвейер
салмағының тиімді қатынасы, меншікті кедергінің қатысты шамасы,
жұмысының жоғары сенімділігі, толық автоматтандыру жайлылығы және т.б.
Ленталы конвейерлердің басты кемшіліктері: лентаның жүрісін
орталықтандыру қажеттілігі; қисықсызықты жерасты қазбаларында пайдалану
мүмкінсіздігі; лентаның салыстырмалы түрде тез тозуы; аралық жүктерді
тиімді пайдаланудың күрделілігі. Соңғы жағдай шамамен конвейердің
ұзындығына пропорционал лента тартылысының ұлғаюына әсер етеді, бұл
лентаның беріктігі мен жетектің қуатын тиісті түрде арттыруды, соның
салдарынан олардың құнын айтарлықтай өсіруді қажет етеді. Кейбір
жағдайларда бұл жеке конвейерлердің ұзындығын шектейді де, жерасты
қазбаларында тізбектей бірнеше конвейерлерді (әсіресе, бұл көлбеулік
конвейерлерге қатысты) орнатуға әкеп соғады.
Жерасты ленталы конвейерлердің жұмысы көмір өнеркәсібінің жеке
бассейндерінде әр түрлі, әрі темір-кен және тау-химиялық өнеркәсібінің
жағдайынан ерекшеленетін табиғи және тау-кен техникалық жағдайлардың
сан алуандығымен сипатталады.
Конвейерлердің құрылуына, жетілдірілуіне және жерасты
конвейерлердің типін және негізгі параметрлерін таңдауға пайдаланымдық
көрсеткіштерін анықтайтын негізгі тау-кен техникалық факторлардың
классификациясы 1.1- суретте келтірілген.
Келтірілген ленталы конвейерлердің электр жетектеріне қойылатын
талаптарды анықтайтын тау-техникалық факторлардың негізгілері:
тасымалдау ұзындығы, жүктің тиелу пункттерінің саны және олардың өзара
орналасуы.
Т А У - К Е Н Т Е Х Н И К А Л Ы Қ ФАКТОР Л А Р
Сурет 1.1 - Көмір және тау-кенді өнеркәсіптері үшін жерасты
магистралды конвейерлерді пайдаланудың тау-кен техникалық
факторларының классификациясы
Шахта алаңының өлшемі тасымалдау қазбаларының мүмкін
максималды ұзындықтарын орнату үшін маңызды көрсеткіш болып табылады.
Тасымалдау қазбасы ұзын болған кезде, бірқозғалтқышты электр
жетектерімен салыстырғанда нәтижесіндегі үлкен инерция моментін азайту
мақсатында, ленталы конвейерлердің көпқозғалтқышты электр жетектері
пайдаланылады. Қазақмыс корпорациясының кеніштерінде (Жомарт,
Анненск, Степной, Артемьевск) шахта алаңының созылымы бойынша
ұзындығы 0,9-6,2км-ге дейін және құлауы бойынша 1,1-5,8км-ге дейін жетеді,
бұл осы кеніштерде екі-, үшқозғалтқышты электр жетектерін ленталы
конвейерлерде пайдалануға мүмкіндік жасады.
Конвейердің жалпы құнының 40-50%-ын құрайтын конвейердің басты
элементтерінің бірі конвейерлік лентаның жұмыс істеу ұзақтығы жүктің тиелу
және түсірілу пунктіне, тасымалданатын материалдың құрамына байланысты.
Жарлы кенді тасымалдаған кезде синтетикалық талшықтардан жасалған
аралық қабаттармен лентаның жұмыс істеу ұзақтығы конвейердің ұзындығы
50м болғанда - 1,5 жыл, 100-200м ұзындығында - 2-3 жылмен шектеледі.
Конвейердің ұзындығына байланысты түрпілігінің және кесектілігінің
артуымен лентаның жұмыс істеу мерзімі 1,5-2 есе азаяды. Тиеу пункттері
санының көптігі ленталы конвейердің жетектік қозғалтқыштарына
жүктемелерінің бірқалыпсыз таратылуына әкеледі, осының әсерінен әр түрлі
учаскелерде тартылыстардың мәндері өзгереді де ленталы конвейерлердің
Жүкағынының шамасы және
оның бірқалыпсыздығы
Көліктік тізбектегі
ұсақтағыш көлемнің болуы
Кен қазу учаскесінің,
қабатының қызмет мерзімі
Шахтаның жұмыс режимі
Кенорындарын қазу әдісі
Конвейердің қолданылу
мақсаты
Тиеу пункттерінің саны
және олардың өзара
орналасу схемасы
Тасымалдау ұзындығы
Шахта алаңын
дайындау схемасы
Көліктік қазбаның
қисықсызықтығы
Кенді қозғалту
жылдамдығы
Қазба қимасы
Қазба жүйесі
жұмыс істеу мерзімін азайтады [4]. Реттелетін электр жетектерін пайдалану
көпқозғалтқышты ленталы конвейерлердің жетектік электр
қозғалтқыштарының синхронды сенімді жұмысын қамтамасыз етеді және осы
қозғалтқыштарға жүктемелерді бірқалыпты таратуға мүмкіндік береді. Электр
жетектерінің мұндай жұмысы лентаның, сонымен қатар конвейер
барабандарының, айналу элементтерінің, іліну элементтерінің жұмыс істеу
мерзімін ұзартады.
Ұзындығы үлкен конвейерлік желілерде электр жетектері, тиеу және
түсіру пункттерінің санын ескерумен, желінің топологиясына және ондағы
шығындарға байланысты шамамен бірдей тартылыстарды (моменттерді)
құрайтындай орналастырылады.
Жоғарыда көрсетілген тау-кен техникалық факторлардан ленталы
конвейердің электр жетегін таңдауға және жобалауға, сонымен қатар
ұзындығы және қуаты үлкен екі-, үшбарабанды жерасты көпқозғалтқышты
ленталы конвейерлерге қойылатын негізгі талаптар анықталады.
1.2 Ленталы конвейерлердің көп қозғалтқышты электржетектері
Көпқозғалтқышты ленталы конвейердің, технологиялық талаптарына
сәйкес, қозғалтқыштарының синхронды айналуы екі негізгі тәсілмен
қамтамасыз етіледі: электр қозғалтқыштары біліктерінің механикалық
жалғануымен және электр қозғалтқыштары орамаларының электрлік
жалғануымен.
Механикалық жалғанған біліктердің мақсаты қашықтыққа айналуды
беру болып табылады, бұл кезде қозғалтқыштардың біліктерінің соңында
айналу жылдамдықтары бірдей болады.
1.2 - суретте ленталы конвейердің механикалық байланысымен жетектік
қозғалтқыштарының орналасу схемалары келтірілген [6,7].
М1
М2
М1
М2
М1
М2
М1
М2
М3
М4
а)
М3
б)
М4
в)
М3
М5
г)
М6
Сурет 1.2 - Механикалық байланысымен көпқозғалтқышты
ленталы конвейерлер
Қозғалтқыштардың
біліктері
механикалық
жалғанғанда
олардың
жылдамдықтары бірдей болады, ал электр жетегінің моменті жеке
қозғалтқыштардың моменттерінің алгебралық қосындысына тең болады.
Сонымен қатар берілетін айналдыру моментіне байланысты біліктің
бұратылуы орын алады да, осының әсерінен белгілі бір бұратылу бұрышы
орнатылады. Көпқозғалтқышты электр жетегінің механикалық
сипаттамасының қатаңдығы i есе жоғары болады (i - қозғалтқыштар саны), ал
идеалды бос жүріс жылдамдығы әр қозғалтқыштың бос жүріс жылдамдығына
тең болады.
Біртипті сипаттамалы электр қозғалтқыштарының жүктемесі олардың
арасында бірқалыпты таратылады. Идеалды бос жүріс жылдамдықтары
бірдей, бірақ сипаттамаларының қатаңдықтары әр түрлі қозғалтқыштар болған
кезде, сипаттамасының қатаңдығы жоғары қозғалтқыш көбірек жүктеледі
және, керісінше, сипаттамасы жұмсақ қозғалтқыш азырақ жүктеледі.
Механикалық байланысқан көпқозғалтқышты электр жетегі жүйесінде, бірге
жұмыс істейтін қозғалтқыштардың бірдей жүктелуі үшін, олардың
механикалық сипаттамаларының біртиптілігін қамтамасыз ету қажет.
Сипаттамаларының бірдей қатаңдықтарын алу үшін, сипаттамасының
қатаңдығы жоғары қозғалтқыштың роторлық тізбегіне қосымша резисторлар
енгізіледі.
Технологиялық талаптарға сәйкес механикалық байланысқан
көпқозғалтқышты электр жетегі жылдамдығын төмендету қажет болған кезде,
бір қозғалтқыш қозғалтқыштық режимде, ал екінші қозғалтқыш фазаларды
ауыстыру арқылы қарсы қосылумен тежелу режиміне ауыстырылады. Бұл
кезде нәтижелік сипаттаманың қатаңдығының өсуімен қозғалтқыштық
режимде агрегаттың асқын жүктемелік қабілеттілігі төмендейді, сол себепті
бұрыштық жылдамдықты реттеу диапазоны шектеледі. Мұндай электр
жетегінің пай
далы әсер коэффициенті төмен; электр жетегіндегі
шығындар екі қозғалтқыштағы шығындардың қосындысының жартысына тең.
Ротор тізбегіндегі кедергілердің мәнін таңдай отырып, қозғалтқыштар асқын
жүктелмейтіндей, қозғалтқыштардың және сыртқы резисторлардың арасында
шығындарды бірқалыпты таратуға болады.
Бір қозғалтқыш негізгі режимде, ал екінші қозғалтқыш динамикалық
тежеу режиміндегі жұмысы кезінде, екінші қозғалтқыштың роторындағы
кедергіні және статор тізбегіндегі токты өзгерте отырып, қосынды
сипаттаманың идеалды бос жүрісінің бұрыштық жылдамдығын реттеуге
болады, бұл кезде жетектің асқын жүктемелік қабілеттілігінің тұрақтылығы
сақталады. Төмендетілген бұрыштық жылдамдығы кезінде жетектің пайдалы
әсер коэффициенті төмен болады, сондықтан жетектің төменгі бұрыштық
жылдамдығындағы жұмысы уақыт бойынша шектелуі керек.
Көпқозғалтқышты ленталы конвейерлерде электр жетегі жүйесінің
көбінесе таралғаны, 1.3-суретте көрсетілген, электрлік жұмысшы білігі
жүйесі болып табылады. Мұнда электр қозғалтқыштарының айналу
жылдамдықтарының синхрондылығына қатысты талаптар ротор тізбектерінің
ортақ қосымша кедергіге жалғануымен орындалады. Электрлік жұмысшы
білігі жүйесі бойынша синхронды айналатын көпқозғалтқышты электр
жетектерін зерттеуге және құруға жұмыстардың жеткілікті саны арналған.
АҚ1
жүктеме 1
АҚ2
жүктеме 2 АҚ3
жүктеме 3
Қосымша
кедергі
Сурет 1.3 - Электрлік жұмысшы білігі
Ортақ қосымша кедергі мәнінің артуымен ЭЖБ жүйесі орнықты жұмыс
істейді, бірақ асинхронды қозғалтқыштардың айналу жылдамдығы төмендейді
және қозғалтқыштардың механикалық сипаттамаларының төмендеуінен жүйе
автотербелісті режимге ауысуы мүмкін. Ортақ қосымша кедергінің Rқ кіші
мәндерінде қозғалтқыштардың айналу жылдамдығы синхронды айналу
жылдамдықтарына жақын болады, бірақ бұл кезде, жүйе қозғалтқыштарының
синхронды айналуын қамтамасыз ететін, синхрондаушы моменттердің
шамалары төмендейді. Сондықтан электрлік жұмысшы білігі жүйесінде
әлсіз синхрондаушы қабілеттілігі, тербелістерге бейімділігі және төменгі
энергетикалық көрсеткіштері сияқты айтарлықтай кемшіліктері орын алады.
1.4 - суретте синхронды айналатын көпқозғалтқышты ленталы
конвейерлерде қолданатын схемалардың бірі көрсетілген.
~
КЛ1
КЛ2
КЛ3
R
f1
ЖР1
Р
ЖР2
ЖР3
АҚ1
жүктеме 1
АҚ2
жүктеме 2 АҚ3
жүктеме 3
АЖТ
К1
К2
К3
f2
Сурет 1.4 - Синхронды айналатын көпқозғалтқышты ленталы конвейер
Ленталы конвейер қозғалтқыштарының статор орамалары айнымалы ток
торабына қосылады. Қозғалтқыштардың ротор орамалары Р редукторы
арқылы
қозғалтқышпен
айналдырылатын асинхронды жиілік
түрлендіргішінен (АЖТ) қоректенеді. АҚ1-дің және АЖТ статор орамалары
тұрақты жиілікті айнымалы ток торабына қосылады. АҚ1 іске қосылуы үшін
оның ротор тізбегінде К1, К2, К3 үш үдеу контакторлы іске қосу реостаты
қарастырылған. АЖТ роторының жылдамдығы Р редукторы арқылы
өзгертіледі. Жүктемелері бірдей болған кезде қозғалтқыштар бірдей
жылдамдықтармен айналады, және бұл кезде роторлардың ЭҚК-терінің
векторлары АЖТ роторының векторына қатысты бірдей бұрышқа
ығыстырылған болады. Қозғалтқыштардың бірінің білігінде жүктеменің
артуы оның роторының ЭҚК-нің және АЖТ ЭҚК-нің арасындағы
бұрыштарының келіспеуінің артуына әкеледі, бұл кезде қозғалтқыштың ротор
тогы, сонымен қатар оның моменті де артады. Берілген жүйенің барлық
қозғалтқыштары бірдей жылдамдықтармен жұмыс істейді, бірақ олардың
роторлары АЖТ роторына қатысты әр қозғалтқыштың жүктемесіне
байланысты кеңістікте белгілі бір бұрыштарға ығыстырылады.
Бұл жүйеде қуаты үлкен қозғалтқыштарды қолданған кезде, АЖТ-нің
және оның жетектік қозғалтқышының қуаты және салмақтық өлшемдік
параметрлері артады да жүйенің пайдаланылуын қиындатады. Ұзындығы
үлкен ленталы конвейер қозғалтқыштарының үлкен ара қашықтығына
байланысты роторларының электрлік байланысы қозғалтқыштардың
синхронды айналуын ұстап тұруды қиындатады, сонымен қатар жерасты
климаттық жағдайларынан (шаң, ылғалдылық) конвейер жұмысының
сенімділігі төмендейді.
Тау-кен өнеркәсіптерінде кең қолданылатын ленталы конвейерлердің
көп саны Ресейде (Тяжмаш ААҚ, Металлист
ЖШС
металлконструкциялар заводы, Владимирдоркомплект ААҚ, Флайт-М
ҒӨБ), Чехияда ( Viva - manipulační technika, DAS spol, T-Machinery,
Vítkovice Heavy Machinery, Ferrit фирмалары, Koexpro Ostrava
компаниясы, Prodeco компаниясы), Германияда ( LIPSIA Fordertechnik
Gmbh, Флендер, Crystal Germany, Тюф-Норд, Ungerer Antriebstechnik
GmbH Getriebewerk Leipzig фирмалары), Қытайда (Гуантун Цзининь
конвейерлік компаниясы) және т.б. мемлекеттерде шығарылады [18-21].
Ленталы конвейердің көпқозғалтқышты электр жетегі үшін екі-, үш жетекті
2ЛУ120Б, 2ЛУ120В, ЛУ160Б, 2ЛУ160В, КИМ, МЛК және т.б. ленталы
конвейерлер қолданылады, олардың кейбірінің техникалық мәліметтері 1.1-
кестеде көрсетілген.
Шетелдік жерасты ленталы конвейерлердің жеке бөлшектерінің және
түйіндердің әр түрлі типтері және конструкциялары болады. АҚШ және
Англияда екі-, үшбарабанды жетектерімен ленталы конвейерлер жиі
қолданылады.
Чехияда көмір шахталары үшін жерасты конвейерлер өнімділіктері 160-
400тсағ, ені 800 және 1000мм ленталарымен, 1,25 және 1,5мс жылдамдықтың
екі сатысымен көмірді учаскелік қуақаздармен және көлбеулік қазбалармен
тасымалдау үшін сериялап шығарады. Көмірді магистралдық горизонталды
және көлбеулік қазбалардың бойымен тасымалдау үшін өнімділігі жоғары
конвейерлер ендірілуде. Бұл конвейерлерде ленталарының ені сақталып,
жетектерінің қуаты үлкен, унификацияланған болып келеді, жылдамдықтары
да екі сатылы 2 және 2,5мс, ал кейбір конвейерлер жылдамдықтарын 3,15мс-
қа дейін арттырады да өнімділігін 900тсағ-қа дейін жеткізеді.
АҚШ-та шығарылатын Гудмен, Джефри, Джой фирмаларының
конвейерлері кең қолданылады. Бұл конвейерлердің өнімділігі 55-1360тсағ,
ені 610-1524мм лентасымен, лентасының жылдамдығы 1-ден 6мс-қа дейін,
жетектерінің қуаттары 25-тен 1100кВт-қа дейін, орнату ұзындығы 120-дан
бастап 1500м-ге дейін жетеді.
Аталған конвейерлердің барлығында дерлік электр жетегі ретінде 1.2-
суретте көрсетілген көпқозғалтқышты электр жетектері жүйесі орнатылады.
Негізгі түйіндерінің кеңінен унификациясы және жылдамдығы
өзгерісінің көпсатылылығы жерасты көпқозғалтқышты ленталы
конвейерлердің ерекшелігі болып табылады, себебі конвейерлердің көбісі
жылдамдықтың екі сатысымен шығарылады.
Кесте 1.1 - Көпқозғалтқышты ленталы конвейерлердің техникалық
берілгендері Параметрлер
2ЛУ120Б
2ЛУ120В
2ЛУ160Б
КИМ
МЛК
Есептік өнімділігі, тсағ
700-1100
700-1100
2300
450
270
Ұзындығы м, көлбеулік
қазбаларда орнатылған кезде,
градус:
+18
900
600
500
350
-
+6
1800
1200
2750
-
-
0
2900
2300
-
800
1320
Лента:
типі
2РТЛ-
3150
РТЛ-2500
РТЛ-2500
Б8-20
арнайы
жылдамдық, мс
3,15
3,15
3,15
1,2
1,6
ені, мм
1200
1200
1600
800
800
қаптама саны
-
-
-
4
4
Жетек:
бір электр
қозғалтқыштың қуаты, кВт
250
250
500
20
32
электр қозғалтқыш саны
3
4
3
3
3
жетектің жалпы қуаты, кВт
750
1000
1500
60
96
қозғалтқыш типі
АК13 37-6
АК
312 49-6
-
КОФ
22-4
КОФ32-48
жетектік барабанның
диаметрі, мм
1250
1250
1250
-
-
Көпқозғалтқышты ленталы конвейерлердің қолданылып жүрген электр
жетектерінің артықшылықтары мен кемшіліктеріне сараптама жүргізу
нәтижесінде ленталы конвейерлердің қолданылып жүрген электр жетектері
жоғары синхрондаушы қабілеттілігімен жетілдірілген реттелетін жүйелерді
қажет етеді деп түйіндеуге болады.
1.3 Көп қозғалтқышты ленталы конвейерлерде жүктемелердің
таратылуы
Ленталы конвейерлердің ерекше сипаты трассаның конструкциясына
және конфигурациясына тәуелсіз шексіз уақыт бойы, жүктемелерді тиеумен
және түсірумен тоқтаусыз тасымалдай отырып, жұмыс істеу қабілеттілігі. Бұл
жүктің бірқалыпты берілуі кезінде үлкен өнімділікке қол жеткізуге мүмкіндік
береді.
Көпқозғалтқышты электр жетегімен ұзындығы үлкен ленталы
конвейерлерде, қозғалтқыштардың арасында жүктемені тарату және
ұзындығы бойымен лентаның бірқалыпты тартылысын қамтамасыз ету
мақсатында, жеке қозғалтқыштардың айналу жылдамдықтарын автоматты
реттеу мәселесі қойылады.
Тасымалдау ұзындығы конвейердің шектік ұзындығынан үлкен болған
кезде, тізбектей бірнеше конвейерлерді орнату қажет болады. Ал бұл
конвейерлік желінің пайдалануын қиындатады, қызмет көрсетуді
қымбаттатады, жүк тасымалдайтын лентаның жұмыс істеу мерзімін
төмендетеді, жүктің қосымша ұсақталуын және шаңның пайда болуын
тудырады.
Конвейер ұзындығын арттыру бағытының бірі конвейердің ұзындығы
бойынша бір-бірінен белгілі бір қашықтықта орналастырылатын жеке
жетектерді қолдану болып табылады.
Электр жетегін таңдағанда, конвейерлердің конструктивті әр түрлілігіне
қарамастан, конвейерлердің барлық түрін сипаттамалық бір топқа біріктіруге
болады. Көптеген конвейерлерде жұмыс темпін өзгерту үшін D=1:2,5(3)
диапазонында жылдамдықтарының реттелуі орындалады.
Конвейер қозғалтқыштары қоршаған ортаның түрлі жағдайларында
(көбінесе шаңды, ылғалды, жоғары немесе төменгі температуралы орталарда,
ашық жерде, агрессивті ортамен цехтарда және т.б.) жұмыс істейді.
Конвейерлердің сипаттамалық ерекшелігі тыныштық статикалық моментінің
үлкен мәні болып табылады. Статикалық моменттің номиналдыдан жоғары
болуы әр түрлі себептерден, сонымен қатар үйкелісетін бөлшектерде майдың
қатуынан болады. Сондықтан конвейер электр жетегіне іске қосылуы кезінде
жоғары сенімділік, қарапайымдылық талаптары қойылады. Кейбір жетектік барабандар саны
3
2
2
3
3
Роликтердің диаметрі, мм
159
159
159
-
-
Негізгі орналастырылуы
0
Үлкен жүктер үшін +3-тен +18 -қа дейін
жағдайларда баяу іске қосылуын, лентаның жылжымай бір орнында айналып
кетпеуін, бірнеше электр жетегінің жылдамдықтарының реттелуін және
келісімді айналуын қамтамасыз ету бойынша қосымша талаптар қойылады.
Барлық аталған талаптарды қысқа тұйықталған және фазалық роторлы
асинхронды қозғалтқыштар жеткілікті дәрежеде қанағаттандырады.
Конвейерлерді пайдалану және жобалау негізінде ұсынылған тартылыс
күштерін жуықтап анықтауға арналған көптеген формулалар белгілі. Олардың
бірі келесі түрде жазылады:
Т=Т0+FП+ΔF=Т0+F,
(1.1)
мұнда Т - конвейердің тартылысы, Н;
Т0 - бастапқы тартылыс, Н;
FП - жүкті көтерумен байланысты күш, Н;
ΔF - конвейер трассасының учаскелерінде үйкеліс күштеріне
байланысты пайда болатын нәтижесіндегі күш, Н;
F - электр қозғалтқыш асыратын күш, Н.
Ленталы конвейерде бірнеше жетектік станция орнатылғанда, олардың
орналасуы тартылыс күштерінің диаграммасы бойынша орындалады.
Тартылыс күштерінің
диаграммасында бірнеше станцияның
қозғалтқыштарының тартылыс күші бірқозғалтқышты электр жетегінің
тартылыс күшіне тең болатындай орнатылады. Тартылыс күштері
диаграммасын құру үшін барлық көтерулері мен түсулері, бүгілген жерлері,
жетектік және тартылыс
станциялары, бағыттаушы блоктары мен
барабандары көрсетілген конвейер трассасы сызылады. Сонан соң егер
конвейердің азырақ жүктелген учаскесінен бастап санағанда, әр элементтегі
шығындардың есепке алынуы орындалады да барлық ұзындығы бойынша
тарту органының
тартылысы алынады. Конвейердің жетектік
қозғалтқышының қуаты келесі формула арқылы анықталады:
P
(1.2)
мұнда Р - қозғалтқыштың қуаты, кВт;
Fн - тарту органының кіріс учаскесіндегі күш, Н;
- тасымалданатын тарту органының жылдамдығы, мс;
- жетектік механизмнің ПӘК-і.
Бірақ, жетектік станцияның қуатын қорытындылап таңдау үшін, әр
конвейердің тармағы үшін дәлірек тартылыс күштері диаграммасын құру
қажеттігін ескеру керек. Бұл дәлдік барлық учаскелердегі күштерінің
қосындысы бірқозғалтқышты электр жетегі кезіндегі күшпен, тарту
органының қимасының азаюына және көпқозғалтқышты электр жетегі
жағдайында үйкеліске кететін шығындардың азаюымен, бірдей болып қалмау
мүмкіндігі жағдайымен байланысты. Fн T0 10 3 ,
Көпқозғалтқышты конвейердің жетектері арасындағы аралықта, 1.5,б-
суретіне сәйкес, статикалық жүктеме TA' Tсб шамасына дейін азайғанда, бұл
жүктемеде,
1.5, а-суретінде көрсетілгендей, конвейердің басқа
қозғалтқыштарының nд
айналу жиіліктерінің өзгермеуінде А жетегінің
'
жылдамдығының көбеюі жетектегі тарту органының қозғалыс жылдамдығын
көбейтеді, ал бұл өз кезегінде TA' TА'
шамасына дейін жетекке кіріс
тармағында тартылыстың артуына және Tсб TА' шамасына дейін жетектен
шығыс тармағында тартылыстың азаюына әкеледі.
А жетегінің кіріс нүктесінде тарту органы тартылысының артуы Б
жетегінен шығыс нүктесінде Tсб TА' шамасына дейін тартылыстың артуына,
ал А жетегінен шығысы нүктесінде тарту органы тартылысының азаюы келесі
В жетегінің кіріс нүктесінде тартылыстың TВ' T TА шамасына дейін
азаюына әкеледі. Тарту органындағы тартылыстың осындай таратылуы
көршілес қозғалтқыштардың жүктемелерінің төмендеуін тудырады:
Б жетегінде келесі шамаға дейін
TБ' Tсб TА' TБ' T Tсб TА' 2 TБ' T Tсб ,
(1.3)
В жетегінде келесі шамаға дейін
TВ' Tсб 2TВ' T Tсб TА' 2 TВ' T Tсб .
(1.4)
n
n0
nд
n0 n
nд'
nд''
n''д
n
n0
а)
М н
М
М ' М н М ''
М
М н
М
б)
Б
А
Сурет 1.5 - Көпқозғалтқышты ленталы конвейердің жетектері
арасындағы тартылыс күштерінің таралуы
қозғалтқышы nд -ға дейін айналу жиілігін көбейтеді. А жетегі қозғалтқышы
Б және В жетектерінің қозғалтқыштары айналу жиіліктерін көбейтеді,
барлық жетектердегі жүктемелер теңескенше және қозғалтқыштар (1.5)-тегі
мәніне тең болғанша және жетектік құрылғылардағы тартылыс күштерін
арттырғанша, тарту органындағы тартылыстың жаңадан таралуы және
көршілес қозғалтқыштардағы жүктемелердің азаюы орын алады.
Fп.п T Tсб
T TA'
n
.
(1.5)
Егер аралықтың біреуінде, мысалы АВ аралығында, TA'' Tсб шамасына
дейін жүктеменің артуы кезінде А жетегінің қозғалтқышы nд'' -ға дей
ін
айналу жиілігін төмендетеді, бұл А жетегіндегі тарту органының қозғалыс
жылдамдығын төмендетеді және жетектің кіріс нүктесінде TА'' TА'' шамасына
дейін тартылыстың азаюына, сонымен қатар Tсб TА'' шамасына дейін
жетектің шығыс тармағында тартылыстың артуына әкеледі. Мұндай
тартылыстың таралуы көршілес жетектердің жүктемелерінің артуына әкеледі:
Б
жетегінің
-
T Tсб TА'' 2 TБ''
шамасына дейін,
В
жетегінің
-
T Tсб TА'' 2 TВ'' шамасына дейін. Бұл бірдей аралықтарда тарту органының
тартылыстардың қайта таратылуына және барлық конвейерде аралық
жетектер қозғалтқыштары жүктемелерінің теңесуіне әкеледі де әр жетектің
тартылыс күші келесі түрде анықталады:
Fп.п T Tсб
TA'' T
n
.
(1.6)
(1.5) және (1.6) формулалары арқылы анықталатын тартылыс күштеріне
сәйкес айналу жылдамдықтарының, сырғанаудың және жетектік
қозғалтқыштардың моменттерінің өсімшелері келесі формулалар арқылы
есептеледі:
жетекке жүктеменің азаюында
nд'
nд' nд
n
;
s'
n0 nд'
n0
;
M '
M н
sн
s,
(1.7)
жетекке жүктеменің артуында
nд'
nд nд''
n
;
s'
n0 nд''
n0
;
M ''
M н
sн
s.
(1.8)
Сонымен, көпқозғалтқышты конвейер қозғалтқыштарының, барлық
қозғалтқыштардың механикалық сипаттамалары бірдей және созылуға тарту
органының қатаңдығы үлкен болғанда, жүктемелері бірдей болады. Бірақ
бірдей сериялы қозғалтқыштардың да механикалық сипаттамаларының
қатаңдықтары әр түрлі болады, сондықтан көпқозғалтқышты ленталы
конвейердің жетектерінің арасындағы жүктемелер бірдей болмайды. Бұл
кезде неғұрлым қозғалтқыштардың сипаттамаларының қатаңдығы жоғары
d
нақты қатаңдық
коэффициентінің ауытқуы үлкен болған сайын, жетектердің жүктемелерінің
бірқалыпсыздығы соғұрлым үлкен болады. Сондықтан, жұмсақ механикалық
сипаттамалы (жоғары сырғанаумен) қозғалтқыштарды немесе
гидромуфталарды қолдану арқылы, сонымен қатар жұмсақ сипаттаманы алу
үшін электрмагниттік муфталарды қолдану арқылы жүктеме
бірқалыпсыздығын механикалық сипаттамаларының қатаңдықтарын таңдау
арқылы, сонымен қатар реттелетін қозғалтқыштарды қолдану арқылы
төмендетуге тырысады.
1.4 Ленталы конвейер электржетектеріне қойылатын талаптар
Зерттеулердің статистикалық берілгендері бойынша, Қазақмыс
корпорациясының Анненск кенішіндегі конвейерлерінде білінген, ленталы
конвейерлердің тоқтауының және қозғалтқыштарының істен шығуының
негізгі себептері анықталды:
технологиялық себептерге байланысты қозғалтқыштардың
бірқалыпсыз жүктелуі;
іске қосу-реттегіш аппаратураларындағы ақаулық;
лентаның үзілуімен және синхронды айналуының орындалмауына
байланысты қозғалтқыштардың біліктеріндегі жүктеменің артуы немесе
төмендеуі.
Демек, негізгі себептері электр жетегінің және оны басқару жүйелерінің
жетілмеуімен, қозғалтқыштардың біліктеріндегі жүктемелердің
бірқалыпсыздығын асыра алмауына байланысты электрлік сипатта болып
табылады.
Конвейер толық қуатпен тек уақыт өте жұмыс істейді, себебі кен уақыт
аралығында бірдей берілмейді. Сол себепті берілген кеніштің ленталы
конвейерлері толық қуатында пайдаланылмайды. Электр жетегінің тиімділігі
типіне, айналу жылдамдығына, қозғалтқыштың жүктелу уақытына, сонымен
қатар қуатына тәуелді деп ескерсе, онда қозғалтқыштың жүктемесі 50%-ға
және одан да төмендеген кезде энергия шығындарының артуына байланысты
электр жетегінің тиімділігі күрт төмендейді.
Аналитикалық зерттеу нәтижелерін ескеріп, құрылатын жерасты ленталы
конвейердің синхронды айналатын көпқозғалтқышты электр жетегі келесі
талаптарды қанағаттандыруы қажет:
электр қозғалтқыштарын синхронды іске қосу үшін алдын-ала
синхрондау;және +-10% аралықта тербелетін номиналдыдан dM
жетек қозғалтқыштарының баяу синхронды іске қосылуы және
синхронды тежеуін қамтамасыз ету;
электр жетегі жүйесінің қозғалтқыштарының жылдамдықтарын бірге
реттеу;
динамикалық және ұзақтық жұмыс режимдерінде ленталы конвейердің
бас барабандарының және басқа жұмысшы органдарының синхронды
айналуын қамтамасыз ету үшін жоғарылатылған синхрондаушы қабілеттілігі;
лентаның кенмен жүктелуіне байланысты конвейер
қозғалтқыштарының жылдамдықтарын реттеу арқылы энергияның
үнемделуін қамтамасыз ету;
баптау және жөндеу жұмыстары үшін қозғалтқыштардың жеке жұмыс
істеу мүмкіншілігі;
асқын жүктемеден және синхронды айналуының үзілуінен
қозғалтқыштардың автоматты қорғанысы.
болады.
2 Ленталы конвейерлердің көп қозғалтқышты электржетегін құру
2.1 Ленталы конвейерлердің жиілік түрлендіргішті электржетегін
құру
2.2-суретте көрсетілген ортақ түзеткіші және жеке кернеу инверторлары
бар көпқозғалтқышты асинхронды электр жетегі келесі түрде жұмыс істейді :
КАЭЖ-нің іске қосылуы және теңестіруші моменттерінің реттелуі ТМСТ
құрылғысы арқылы орындалады. ТМСТ құрылғыларынан сигналдар БИББ-
тарына беріледі.
~
Т
-
+
ТМ
СТ
БИ
ББ
БИ
ТМ
СТ
БИ
ББ
БИ
ТМ
СТ
БИ
ББ
БИ
РЭФЫС
РЭД
АҚ1
РЭД
АҚ2
РЭД
АҚ3
Қосымша
кедергі
Сурет 2.1 - Ортақ түзеткіші және жеке кернеу инверторлары бар КАЭЖ
РЭД-терінен сигналдар роторлық ЭҚК фазаларының ығысуын салыстыру
(РЭФЫС) құрылғысына беріліп, одан шыққан сигналдар сәйкес ТМСТ
құрылғыларында салыстырылады. Басқарылатын инверторлар (БИ) мен
басқарылмайтын ортақ түзеткіш (Т) жиынтығы әр қозғалтқыш үшін
басқарылатын f2 жиілігімен U2 кернеуін беретін тұрақты ток буыны бар жиілік
түрлендіргіштерін құрайды. Жүйенің теңестіруші моменттерінің қажетті
мәндері асинхронды қозғалтқыштардың жүктемелеріне байланысты
басқарылатын инверторлардың күштік жартылай өткізгіштік элементтерінің
(тиристорлар немесе транзисторлар) ашылу жағдайының деңгейімен
орнатылады. Асинхронды қозғалтқыштардың синхронды айналуы
асинхронды қозғалтқыштардың роторлық электрлік байланысы арқылы
жүзеге асады.
Құрастырылған синхронды айналатын көпқозғалтқышты асинхронды
электр жетегінде тұрақты ток буыны бар жиілік түрлендіргіштерінің
қолданылуы жүйенің теңестіруші моменттерін реттеу диапазонын бір жарым-
екі есе кеңейтуге мүмкіндік береді.
Қозғалтқыштардың өзара қашықтығы үлкен болған сайын жүйедегі
шығындар артады. Ротор тізбегіндегі қосымша резисторлардың жалғануы
ротордағы қосымша қуат шығындарымен режимге әкеледі, демек КАЭЖ-нің
энергетикалық сипаттамаларын төмендетеді.
Жоғарыда келтірілген КАЭЖ-нің кемшіліктерін ескеретін, автордың
ұсынған КАЭЖ тағы бір түрі, 2.2-суретте келтірілген, ортақ активті түзеткіші
және жеке кернеу инверторлары бар көпқозғалтқышты асинхронды электр
жетегі болып табылады.
Активті түзеткішті
*
U 1A
басқару жүйесі
НОA * Ф1
A
Ф4
*
f 1
*
4
~
активті
түзеткіш
*
U 1B
НОВ
*
f
Â
Ф3
Ф6
*
f 3
*
f 6
VT4
VT6
VT1
VT3
*
U 1C
НОС
*
f Ñ
Ф5
Ф2
*
f 5
*
2
VT2
VT5
uтір
-
C
+
Uт
ББ1
КАИ1
ББ2
КАИ2
ББ3
КАИ3
(-)
АҚ1
ЖД1
(-)
АҚ2
ЖД2
(-)
АҚ3
ЖД3
Сурет 2.2 - Ортақ активті түзеткішті және жеке кернеу инверторларлы
f
f
f
КАЭЖ
Берілген КАЭЖ іске қосу-тежеу режимдерінде, сол сияқты электр жетегі
кординаталарын реттеу режимдерінде энергияны үнемдеу мүмкіндігін береді.
КАЭЖ бір кернеудің активті түзеткішінен (АКТ) және үш қысқа тұйықталған
роторлы асинхронды қозғалтқыштар үшін кернеудің автономды
инверторларынан (КАИ) тұрады. Қозғалтқыштардың синхронды айналуы әр
қозғалтқыштың жылдамдығы бойынша кері байланыстарының сигналдары
салыстырылатын ортақ тапсырма беретін Uт сигналы арқылы орындалады.
КАЭЖ қозғалтқыштары жылдамдықтарының жалпы реттелуі және жеке
реттелуі ендік-импульстік модуляциямен (ЕИМ) күштік IGBT
транзисторларында орындалған инверторлы тұрақты ток буыны бар жиілік
түрлендіргіштері арқылы жүзеге асады. Мұндай жиілік түрлендіргіштерінің
ерекшелігі жиіліктік реттеудің белгілі заңдарында қозғалтқыштардың
жылдамдықтарын реттеу диапазонының үлкендігі және реттеу баяулығы
болып табылады. Жиілік түрлендіргіші тұтынушысы жүктемесінің сипатына
байланысты келесі қатынас сақталады:
U
U ном
f
f ном
M
M ном
,
(2.1)
мұнда U, f - жиілік түрлендіргішінің шығысындағы кернеу мен жиілік;
Uном, fном - тораптың номиналды кернеуі және номиналды жиілігі;
Мном, М - асинхронды қозғалтқыш моментінің номиналды және
ағымдық мәндері.
Бұл кезде қозғалтқыштың асқын жүктемелік қабілеттілігінің және
магниттік өрісінің тұрақтылығы қамтамасыз етіледі де электр энергиясын 30-
40% дейін үнемдеуге мүмкіндік береді, себебі жиіліктік реттеген кезде
сырғанаудың мәні өзгермейді.
Асинхронды қозғалтқыштардың баяу іске қосылуы активті түзеткіштің
күштік транзисторларының реттелетін ашылуымен орындалады, ал тежеуі
автономды инверторлардың түзеткіштік режимінде, ал активті түзеткіштің
инверторлық режимінде жұмысы кезінде орындалады.
Мұндай схема қуаттары үлкен электр қозғалтқыштары бар КАЭЖ үшін
ұсынылады. Электр энергиясын үнемдеу және ПӘК-ін жоғарылату
мүмкіндігін ғана емес, сонымен қатар тораптан алынатын немесе торапқа
қайтаратын түрлендіргіш тұтынатын токтың гармоникалық құраушысын
жақсартуға, демек толығымен жетектің қажетті қуат коэффициентінің мәнін
алуға мүмкіндік береді.
Кернеудің автономды инверторларының схемасы активті түзеткіштің
схемасына ұқсас кері диоды бар алты IGBT транзистордан, үш нөл-органнан
және uтір аратәрізді тіректік кернеу көзінен тұратын басқару блогынан, Ф1-6
қалыптастырғыштардан тұрады. Нөл-органдардың кірісінде тапсырма беретін
* * *
сигналдар U 1 А , U 1В , U 1С және uтір аратәрізді тіректік кернеуі салыстырылады.
*
U 1
және uтір мәндеріне байланысты қалыптастырғыштардың шығысында
сигнал оң немесе теріс болады да сәйкес күштік транзисторларды ашады.
* * *
жиіліктің өзгерісіне әкеледі, ал басқарушы сигналдың өзгеріссіз жиілігінде
амплитудасының өзгерісі шығысындағы кернеудің оң және теріс
импульстерінің ұзақтығы қатынасының өзгерісіне әкеледі, яғни оның бірінші
гармоникасының амплитудасы өзгереді. ЕИМ-ның жоғары жиілігінде
қозғалтқыштардағы токтар толығымен дерлік синусоидалды болады.
2.2 Жиілік түрлендіргішті
ленталы
конвейер
электржетектің
математикалық жазылуы
Конвейерлердің электр жетегіне жоғары сенімділік, лентаның бір
орнында жылжымай айналуын болдырмау, бірнеше қозғалтқыштың
синхронды айналуы және баяу іске қосылуы сияқты талаптар қойылады [17].
Ленталы конвейер көпқозғалтқышты электр жетегінің қозғалыс теңдеуі
теңдеулер жүйесі негізінде қарыстырылады.
Бірақ мұнда электр
қозғалтқыштарының арасындағы электрлік байланыс ғана емес, сонымен
қатар белгілі бір ΔF тартылыс мәнімен конвейердің лентасы арқылы
конвейердің жетектік барабандарының арасындағы байланысты да ескеру
қажет.
Конвейердің лентасы арқылы электр қозғалтқыштардың байланысын
сипаттайтын негізгі қатынастар 2.3-суретте көрсетілген схема негізінде
қарастырылады.
Б1
Б2
Б3
M1
M2
M3
Сурет 2.3 - Ленталы конвейердің кинематикалық схемасы
2.3-суретте көрсетілген
схемаға
сәйкес
жетектік
барабандардың
радиустары бірдей:
Басқарушы синал жиілігінің өзгерісі ( U 1 А , U 1В , U 1С ) инвертордың шығысында
Rб1 Rб 2 Rб 3 .
(2.2)
Әр жетектің асинхронды қозғалтқыш-жетектік барабан кинематикалық
тізбегінде серіппелі деформациялар жоқ.
Бірнеше ұйғарым енгізіледі:
лента біртекті және барлық ұзындығы бойынша өлшемдері бірдей;
лентаның салмағы оның деформациясына әсер етпейді;
лентаның барлық ұзындығы бойына деформацияның таралуымен
байланысты толқындық процестер жоқ;
барабандарға қатысты қозғалатын лентаның сырғуы жоқ.
Ұзындығы l2 лентаның созылу учаскесіндегі күйі келесі
дифференциалдық теңдеумен сипатталады [63]:
d 2
dt
1
l2
(2.3)
мұнда 2
l2
l2
- салыстырмалы ұзару;
l2 - созылудың абсолютті мәні;
2 , 1
- конвейер лентасының созылудың бастапқы және
соңындағы учаскелеріндегі сызықтық жылдамдықтары.
Лентадағы тартылыс l2 созылудың абсолютті мәніне келесі формула
арқылы байланысты:
F2 c2 l2 c2l2 2 ,
(2.4)
мұнда c2
- созылу кезіндегі резеңкематалы лентаның қатаңдық
коэффициенті.
Бірінші электр жетегіндегі моменттердің тепе-теңдігі ескерілетін
дифференциалдық теңдеулер жүйесі алынады:
d 1
p
(2.5)
(2.5) теңдеулер жүйесін, (2.3) ескере
өсімшелерінде келесі түрде жазуға болады:
отырып,
координаталар 2 1 1 2 ,
1Т м1 dt M 1 M c1 F2 F1 Rб1 ;
F2 c 2 2 1 1 2 .
*
d 2
j2 c3l3 j2 j2l3
(2.6)
Ленталы конвейердің үшқозғалтқышты асинхронды электр жетегі үшін
моменттер тепе-теңдігінің теңдеулер жүйесі келесі түрде жазылады:
M 1 M c1
dt j2 j1 j1l2 j1l2
2
dt 2Т м 2 2Т м 2 2Т м 2
*
j2 j2 j2l3 j2l3
1 1 1
dt j3 j3 j3l1 j3l1
(2.7)
мұнда 1* , 2* , 3* - бұрыштық жылдамдықтарының бастапқы мәндері;
F1*, F2*, F3* - салыстырмалы тартылыстардың бастапқы мәндері.
(2.7) теңдеулер жүйесінде
1
c3l3
F3* 0 және
1
c1l1
F1* 0 ұйғарымын ескере
отырып, келесі теңдіктерді қабылдауға болады:
1
c3l3
1
c1l1
(2.8)
(2.7) формуласында қабылданған (2.8) ұйғарымын ескере отырып,
ленталы конвейердің
жиілік түрлендіргіштерімен үшқозғалтқышты
асинхронды электр жетегі үшін (2.7) моменттер тепе-теңдігінің теңдеулер
жүйесі келесі түрде жазылады: M 2 M c 2 F3 F2 Rб 2 ;
2Т м 2 dt
d F3 c3Rб 3 3 1 1 F3* c3 Rб 2 2 Rб 2 2 F3 .
dt
F2 F1 Rб1;
d 1 1 1 1
dt
2 б 2 2 2 б1 б1 F2* 1 б1 1 F2 ;
d F2 c R c R R R *
F3 F2 Rб 2 ;
d 1 1 1
M 2 M c 2
d F3 c3Rб 3 c3Rб 2 Rб 2 F * Rб 2 2 F ;
dt
3 3 2 3
d 3 F1 F3 Rб 3;
M 3
M c3
dt 3Т м3 3Т м3 3Т м3
1 б1 1 4 б 3 б 3 F1* 3 б 3 3 F1 ,
d F1 c R c R R R *
1
F3* 1
1
F1* 1.
dt j2 j1 j1l2
dt
*
dt 3Т м3 3Т м3 3Т м3
j3 j3 j3l1
M 1 M c1
2 б 2 2 2 б1 1 б1 1 F2 ;
M 2 M c 2
3 2 3
1 1 1
F1 .
(2.9)
Алынған (2.9) теңдеулер жүйесін қойып, ленталы конвейердің
синхронды айналатын жиілік түрлендіргішті үшқозғалтқышты асинхронды
электр жетегінің математикалық моделі алынады: F2 F1 Rб1;
d 1 1 1 1
dt
d F2 c R c R R *
F3 F2 Rб 2 ;
d 2 1 1 1
d F3 c3 Rб 3 c3 Rб 2 Rб 2 2 F ;
dt
j2
j2
j2l3
d 3
F1 F3 Rб 3 ;
M 3
M c3
1
3
dt
d F1 c1Rб1 c1Rб 3 Rб 3 3
1 1 Rб1
dt 1Т м1 1Т м1 1Т м1
01 1 1
1
1 1 2 3
*
2 2 б1 1 б1 1 F2 ;
j2 j1 j1l2
M 2 M c 2
02 2 2 М ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
В дипломном проекте рассматривается автоматизированный
электропривод ленточного конвейера и расчитывается частотный
преобразователь ленточного конвейера. Описана математическая модель ЧП
ленточного конвейера, составлена модель с помомщью компьютерной
программы. С помощью этой программы выведены графики угловой скорости
и переходных процессов.
В разделе безопасности жизнедеятельности рассматривается меры
соблюдения техники безопасности при использовании электропривода
ленточного конвейера, условия охраны труда перед работой, расчитывается
освещение рабочего помещения и система автоматического пожаратушения.
А в экономической части рассматривается капитальные затраты,
затраты на заработную плату, на электроэнергию, амортизационные
отчисления, экономическая эффективность и время окупаемости.
АҢДАТПА
Бұл дипломдық жобада ленталы конвейердің автоматтандырылған
электр жетегі қарастырылып, ленталы конвейерлердің жиілік түрлендіргіші
есептелді. ЖТ ленталы конвейер электржетегінің математикалық сипаттамасы
жазылып, оның моделі компьютерлік бағдарлама көмегімен құрылды.
Бағдарлама көмегімен бұрыштық жылдамдық пен өтпелі процесстер
қисықтары алынды.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде ленталы конвейердегі электр
жетегін пайдалануда техника қауіпсіздігін сақтау шараларына талдау жасау,
жұмысқа кірісер алдындағы еңбек қорғау шарты, жұмыс бөлмесінде
жарықтану жүйесіне есеп жүргізу, автоматты өрт сөндіру жүйесін есептеу
қарастырылды.
Ал, экономикалық бөлімде капиталды шығындар, жалақы шығындары,
экономикалық тиімділік, электр энергиясына шығыны, амортизациялық
аударымдар, экономикалық тиімділік және өтелімділік кезеңі қарастырылды.
ANNOTATION
In the diploma project the automated electric drive of the tape conveyor is
considered and the frequency converter of the tape conveyor is considered. The
mathematical model frequency the converting tape conveyor is described, made
model with the help of the computer program. By means of this program schedules
of angular speed and transients are output.
In the section of health and safety it is considered measures of observance of
safety measures when using the electric drive of the tape conveyor, a labor
protection condition before work, illumination of the working room and system of
automatic fire extinguishing pays off.
And in economic part it is considered capital expenditure, costs of a salary, of
the electric power, depreciation charges, economic efficiency and payback time.
Мазмұны
Кіріспе
1 Тау-кен өндірісіндегі көпқозғалтқышты ленталы конвейерлер
1.1 Тау-кен жұмыс орнында ленталы конвейерлерді қолдану
1.2 Ленталы конвейерлердің көп қозғалтқышты электржетектері
5
6
6
8
1.3 Көп қозғалтқышты ленталы конвейерлерде жүктемелердің таратылуы
1.4 Ленталы конвейер электржетектеріне қойылатын талаптар
2 Ленталы конвейерлердің көп қозғалтқышты электржетегін құру
2.1 Ленталы конвейерлердің жиілік түрлендіргішті электржетегін құру
13
17
18
18
2.2 Жиілік түрлендіргішті ленталы конвейер электржетектің математикалық
жазылуы
2.3 Көп қозғалтқышты компьютерлік модельдеудің нәтижелері
2.4 Көп қозғалтқышты электржетектерінде энергия үнемдеу
21
26
31
2.4.1 Синхронды айналатын көпқозғалтқышты жетектерде жиілік
түрлендіргіштерін қолдану кезіндегі электр энергиясын үнемдеу
3 Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімі
34
40
3.1 Ленталы конвейердегі электр жетегін пайдалануда техника қауіпсіздігін
сақтау шараларына талдау жасау
3.1.1 Еңбек қорғау бойынша жалпы талаптар
3.1.2 Жұмысқа кірісер алдындағы еңбек қорғау шарты
3.1.3 Жұмыс кезіндегі еңбек қорғау талаптары
3.1.4 Жұмысты бітіргеннен кейінгі еңбек қорғау талаптары
3.1.5 Авариялық жағдайлардағы еңбек қорғау талаптары
3.2 Жұмыс бөлмесінде жарықтану жүйесіне есеп жүргізу
3.3 Автоматты өрт сөндіру жүйесін есептеу
4. Экономикалық бөлім
4.1 Есептеуге қажетті бастапқы деректер
4.1.1 Қажетті құрылғылар санын есептеу
4.1.2 Барлық санат бойынша жұмыс істейтін жұмысшы санын есептеу
4.2 Жалақыға кететін шығындарды есептеу
4.2.1 Өндірістік жұмысшылардың жалақы қорын есептеу (ЖҚ)
4.2.2 Қосымша жұмысшылардың ЖҚ есептеу
40
40
41
41
43
43
44
49
54
54
54
55
57
57
59
4.2.3 Кіші қызмет көрсетуші қызметкерлер (КҚК), қызметші (Қ), инженер-
техникалық жұмысшылардың (ИТЖ) ЖҚ есептеу
4.2.4 Телімнің ЖҚ есептеу
4.3 Негізгі материалдардың өзіндік құнын анықтау
4.4 Электр энергиясына шығынды есептеу
4.5 Амортизациялық аударымдарды есептеу
60
61
61
62
63
4.6 Қосымша материалдарға шығынды есептеу
4.7 Өңдеудің өзіндік құнын есептеу
4.8 Капиталды салымдарды есептеу
4.9 Жобаның экономикалық тиімділігі
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
63
64
64
67
68
69
Кіріспе
Ленталы конвейерлер шахта және кен орындарындағы кен
тасымалдайтын негізгі көлік ретінде кеңінен пайдаланылады. Магистралды
штректерде ленталы конвейерлерді пайдалану кеңінен таралып келеді, бұл
шахталарды оқпан албарына дейін және жер бетіне дейін конвейерлеу
проблемасын толығымен шешеді. Онда қолданылатын айнымалы токты
көпқозғалтқышты электр жетектері (КЭЖ) электр энергиясын жаппай және
кеңінен пайдаланушылар болып табылады.
Қазіргі кезде ленталы конвейерлердің реттелмейтін электр жетектерін
реттелетін жүйелеріне ауыстырудың орнықты үрдісі кең орын алды. Күштік
электрониканың, басқарудың және бақылаудың микропроцессорлық
құрылғыларының қазіргі заманғы деңгейі реттелетін асинхронды электр
жетектерін (АЭЖ) құруға жаңадан көзқарас қалыптастыруға мүмкіндік берді.
Нарықта сенімді, сапалы және салыстырмалы түрде қымбат емес жартылай
өткізгіштік энергия түрлендіргіштерінің автоматтандыру құрылғыларымен
бірге пайда болуы, осы техникалық жетістіктерді энергияны және
ресурстарды үнемдеу мәселелерін шешуге кеңінен пайдалануға мүмкіндік
беруде.
Сонымен қатар, ленталы конвейердің автоматтандырылған
көпқозғалтқышты электр жетегіне қатысты жиіліктік түрлендіргіш-
асинхронды қозғалтқыш жүйесі бойынша жылдамдығын реттеу кезінде
көпқозғалтқышты асинхронды электр жетегінің (КАЭЖ) математикалық
модельдері құрылмаған, берілген энергия түрлендіргішімен ленталы
конвейерге қатысты көпқозғалтқышты асинхронды электр жетектерінің
энергетикалық көрсеткіштерінің сарапталуы орындалмаған. Сол себептен
ленталы конвейердің энергияны үнемдейтін көпқозғалтқышты асинхронды
электр жетегін құру өзекті мәселе болып саналады.
1 Тау-кен өндірісіндегі көпқозғалтқышты ленталы конвейерлер
1.1 Тау-кен жұмыс орнында ленталы конвейерлерді қолдану
Шахтада көлікті конвейерлеу конвейердің ысырма, ленталы және
тақташа, сондай-ақ олардың конструкцияларының түрлері тәрізді үш негізгі
түрмен жүзеге асырылады. Конвейерлердің түрін, олардың конструкциясын
және көрсеткіштерін таңдауға, сондай-ақ оларды пайдалану үшін болашақта
орнатуға конвейер көлігін жерасты жағдайында, тау-кен геологиялық және
тау-кен техникалық факторларға байланысты көмір және кен шахталарында
пайдалану кезінде қойылатын шарттар мен талаптар әсер етеді.
Кенорны шахталарында ленталы конвейерлерді пайдалану айтарлықтай
артып келеді. Жүк ағыны мен тасымал ұзақтығының өсуі ұзынырақ және
беріктігі жоғары синтетикалық және резеңкематалы ленталарды пайдаланатын
қуаты үлкен, өнімділігі жоғары ленталы конвейерлерді құру қажеттілігімен
байланысты. Сонымен қатар болашақта конвейер көлігін шахталар мен
кенорындарында пайдалануды одан әрі дамытудың негізі көпқозғалтқышты
ленталы конвейерлер болып табылады.
Ленталы конвейерлердің басты артықшылықтары: жоғары өнімділігі,
тиімділігі, құрылымының қарапайымдылығы, жүк пен қозғалыстағы конвейер
салмағының тиімді қатынасы, меншікті кедергінің қатысты шамасы,
жұмысының жоғары сенімділігі, толық автоматтандыру жайлылығы және т.б.
Ленталы конвейерлердің басты кемшіліктері: лентаның жүрісін
орталықтандыру қажеттілігі; қисықсызықты жерасты қазбаларында пайдалану
мүмкінсіздігі; лентаның салыстырмалы түрде тез тозуы; аралық жүктерді
тиімді пайдаланудың күрделілігі. Соңғы жағдай шамамен конвейердің
ұзындығына пропорционал лента тартылысының ұлғаюына әсер етеді, бұл
лентаның беріктігі мен жетектің қуатын тиісті түрде арттыруды, соның
салдарынан олардың құнын айтарлықтай өсіруді қажет етеді. Кейбір
жағдайларда бұл жеке конвейерлердің ұзындығын шектейді де, жерасты
қазбаларында тізбектей бірнеше конвейерлерді (әсіресе, бұл көлбеулік
конвейерлерге қатысты) орнатуға әкеп соғады.
Жерасты ленталы конвейерлердің жұмысы көмір өнеркәсібінің жеке
бассейндерінде әр түрлі, әрі темір-кен және тау-химиялық өнеркәсібінің
жағдайынан ерекшеленетін табиғи және тау-кен техникалық жағдайлардың
сан алуандығымен сипатталады.
Конвейерлердің құрылуына, жетілдірілуіне және жерасты
конвейерлердің типін және негізгі параметрлерін таңдауға пайдаланымдық
көрсеткіштерін анықтайтын негізгі тау-кен техникалық факторлардың
классификациясы 1.1- суретте келтірілген.
Келтірілген ленталы конвейерлердің электр жетектеріне қойылатын
талаптарды анықтайтын тау-техникалық факторлардың негізгілері:
тасымалдау ұзындығы, жүктің тиелу пункттерінің саны және олардың өзара
орналасуы.
Т А У - К Е Н Т Е Х Н И К А Л Ы Қ ФАКТОР Л А Р
Сурет 1.1 - Көмір және тау-кенді өнеркәсіптері үшін жерасты
магистралды конвейерлерді пайдаланудың тау-кен техникалық
факторларының классификациясы
Шахта алаңының өлшемі тасымалдау қазбаларының мүмкін
максималды ұзындықтарын орнату үшін маңызды көрсеткіш болып табылады.
Тасымалдау қазбасы ұзын болған кезде, бірқозғалтқышты электр
жетектерімен салыстырғанда нәтижесіндегі үлкен инерция моментін азайту
мақсатында, ленталы конвейерлердің көпқозғалтқышты электр жетектері
пайдаланылады. Қазақмыс корпорациясының кеніштерінде (Жомарт,
Анненск, Степной, Артемьевск) шахта алаңының созылымы бойынша
ұзындығы 0,9-6,2км-ге дейін және құлауы бойынша 1,1-5,8км-ге дейін жетеді,
бұл осы кеніштерде екі-, үшқозғалтқышты электр жетектерін ленталы
конвейерлерде пайдалануға мүмкіндік жасады.
Конвейердің жалпы құнының 40-50%-ын құрайтын конвейердің басты
элементтерінің бірі конвейерлік лентаның жұмыс істеу ұзақтығы жүктің тиелу
және түсірілу пунктіне, тасымалданатын материалдың құрамына байланысты.
Жарлы кенді тасымалдаған кезде синтетикалық талшықтардан жасалған
аралық қабаттармен лентаның жұмыс істеу ұзақтығы конвейердің ұзындығы
50м болғанда - 1,5 жыл, 100-200м ұзындығында - 2-3 жылмен шектеледі.
Конвейердің ұзындығына байланысты түрпілігінің және кесектілігінің
артуымен лентаның жұмыс істеу мерзімі 1,5-2 есе азаяды. Тиеу пункттері
санының көптігі ленталы конвейердің жетектік қозғалтқыштарына
жүктемелерінің бірқалыпсыз таратылуына әкеледі, осының әсерінен әр түрлі
учаскелерде тартылыстардың мәндері өзгереді де ленталы конвейерлердің
Жүкағынының шамасы және
оның бірқалыпсыздығы
Көліктік тізбектегі
ұсақтағыш көлемнің болуы
Кен қазу учаскесінің,
қабатының қызмет мерзімі
Шахтаның жұмыс режимі
Кенорындарын қазу әдісі
Конвейердің қолданылу
мақсаты
Тиеу пункттерінің саны
және олардың өзара
орналасу схемасы
Тасымалдау ұзындығы
Шахта алаңын
дайындау схемасы
Көліктік қазбаның
қисықсызықтығы
Кенді қозғалту
жылдамдығы
Қазба қимасы
Қазба жүйесі
жұмыс істеу мерзімін азайтады [4]. Реттелетін электр жетектерін пайдалану
көпқозғалтқышты ленталы конвейерлердің жетектік электр
қозғалтқыштарының синхронды сенімді жұмысын қамтамасыз етеді және осы
қозғалтқыштарға жүктемелерді бірқалыпты таратуға мүмкіндік береді. Электр
жетектерінің мұндай жұмысы лентаның, сонымен қатар конвейер
барабандарының, айналу элементтерінің, іліну элементтерінің жұмыс істеу
мерзімін ұзартады.
Ұзындығы үлкен конвейерлік желілерде электр жетектері, тиеу және
түсіру пункттерінің санын ескерумен, желінің топологиясына және ондағы
шығындарға байланысты шамамен бірдей тартылыстарды (моменттерді)
құрайтындай орналастырылады.
Жоғарыда көрсетілген тау-кен техникалық факторлардан ленталы
конвейердің электр жетегін таңдауға және жобалауға, сонымен қатар
ұзындығы және қуаты үлкен екі-, үшбарабанды жерасты көпқозғалтқышты
ленталы конвейерлерге қойылатын негізгі талаптар анықталады.
1.2 Ленталы конвейерлердің көп қозғалтқышты электржетектері
Көпқозғалтқышты ленталы конвейердің, технологиялық талаптарына
сәйкес, қозғалтқыштарының синхронды айналуы екі негізгі тәсілмен
қамтамасыз етіледі: электр қозғалтқыштары біліктерінің механикалық
жалғануымен және электр қозғалтқыштары орамаларының электрлік
жалғануымен.
Механикалық жалғанған біліктердің мақсаты қашықтыққа айналуды
беру болып табылады, бұл кезде қозғалтқыштардың біліктерінің соңында
айналу жылдамдықтары бірдей болады.
1.2 - суретте ленталы конвейердің механикалық байланысымен жетектік
қозғалтқыштарының орналасу схемалары келтірілген [6,7].
М1
М2
М1
М2
М1
М2
М1
М2
М3
М4
а)
М3
б)
М4
в)
М3
М5
г)
М6
Сурет 1.2 - Механикалық байланысымен көпқозғалтқышты
ленталы конвейерлер
Қозғалтқыштардың
біліктері
механикалық
жалғанғанда
олардың
жылдамдықтары бірдей болады, ал электр жетегінің моменті жеке
қозғалтқыштардың моменттерінің алгебралық қосындысына тең болады.
Сонымен қатар берілетін айналдыру моментіне байланысты біліктің
бұратылуы орын алады да, осының әсерінен белгілі бір бұратылу бұрышы
орнатылады. Көпқозғалтқышты электр жетегінің механикалық
сипаттамасының қатаңдығы i есе жоғары болады (i - қозғалтқыштар саны), ал
идеалды бос жүріс жылдамдығы әр қозғалтқыштың бос жүріс жылдамдығына
тең болады.
Біртипті сипаттамалы электр қозғалтқыштарының жүктемесі олардың
арасында бірқалыпты таратылады. Идеалды бос жүріс жылдамдықтары
бірдей, бірақ сипаттамаларының қатаңдықтары әр түрлі қозғалтқыштар болған
кезде, сипаттамасының қатаңдығы жоғары қозғалтқыш көбірек жүктеледі
және, керісінше, сипаттамасы жұмсақ қозғалтқыш азырақ жүктеледі.
Механикалық байланысқан көпқозғалтқышты электр жетегі жүйесінде, бірге
жұмыс істейтін қозғалтқыштардың бірдей жүктелуі үшін, олардың
механикалық сипаттамаларының біртиптілігін қамтамасыз ету қажет.
Сипаттамаларының бірдей қатаңдықтарын алу үшін, сипаттамасының
қатаңдығы жоғары қозғалтқыштың роторлық тізбегіне қосымша резисторлар
енгізіледі.
Технологиялық талаптарға сәйкес механикалық байланысқан
көпқозғалтқышты электр жетегі жылдамдығын төмендету қажет болған кезде,
бір қозғалтқыш қозғалтқыштық режимде, ал екінші қозғалтқыш фазаларды
ауыстыру арқылы қарсы қосылумен тежелу режиміне ауыстырылады. Бұл
кезде нәтижелік сипаттаманың қатаңдығының өсуімен қозғалтқыштық
режимде агрегаттың асқын жүктемелік қабілеттілігі төмендейді, сол себепті
бұрыштық жылдамдықты реттеу диапазоны шектеледі. Мұндай электр
жетегінің пай
далы әсер коэффициенті төмен; электр жетегіндегі
шығындар екі қозғалтқыштағы шығындардың қосындысының жартысына тең.
Ротор тізбегіндегі кедергілердің мәнін таңдай отырып, қозғалтқыштар асқын
жүктелмейтіндей, қозғалтқыштардың және сыртқы резисторлардың арасында
шығындарды бірқалыпты таратуға болады.
Бір қозғалтқыш негізгі режимде, ал екінші қозғалтқыш динамикалық
тежеу режиміндегі жұмысы кезінде, екінші қозғалтқыштың роторындағы
кедергіні және статор тізбегіндегі токты өзгерте отырып, қосынды
сипаттаманың идеалды бос жүрісінің бұрыштық жылдамдығын реттеуге
болады, бұл кезде жетектің асқын жүктемелік қабілеттілігінің тұрақтылығы
сақталады. Төмендетілген бұрыштық жылдамдығы кезінде жетектің пайдалы
әсер коэффициенті төмен болады, сондықтан жетектің төменгі бұрыштық
жылдамдығындағы жұмысы уақыт бойынша шектелуі керек.
Көпқозғалтқышты ленталы конвейерлерде электр жетегі жүйесінің
көбінесе таралғаны, 1.3-суретте көрсетілген, электрлік жұмысшы білігі
жүйесі болып табылады. Мұнда электр қозғалтқыштарының айналу
жылдамдықтарының синхрондылығына қатысты талаптар ротор тізбектерінің
ортақ қосымша кедергіге жалғануымен орындалады. Электрлік жұмысшы
білігі жүйесі бойынша синхронды айналатын көпқозғалтқышты электр
жетектерін зерттеуге және құруға жұмыстардың жеткілікті саны арналған.
АҚ1
жүктеме 1
АҚ2
жүктеме 2 АҚ3
жүктеме 3
Қосымша
кедергі
Сурет 1.3 - Электрлік жұмысшы білігі
Ортақ қосымша кедергі мәнінің артуымен ЭЖБ жүйесі орнықты жұмыс
істейді, бірақ асинхронды қозғалтқыштардың айналу жылдамдығы төмендейді
және қозғалтқыштардың механикалық сипаттамаларының төмендеуінен жүйе
автотербелісті режимге ауысуы мүмкін. Ортақ қосымша кедергінің Rқ кіші
мәндерінде қозғалтқыштардың айналу жылдамдығы синхронды айналу
жылдамдықтарына жақын болады, бірақ бұл кезде, жүйе қозғалтқыштарының
синхронды айналуын қамтамасыз ететін, синхрондаушы моменттердің
шамалары төмендейді. Сондықтан электрлік жұмысшы білігі жүйесінде
әлсіз синхрондаушы қабілеттілігі, тербелістерге бейімділігі және төменгі
энергетикалық көрсеткіштері сияқты айтарлықтай кемшіліктері орын алады.
1.4 - суретте синхронды айналатын көпқозғалтқышты ленталы
конвейерлерде қолданатын схемалардың бірі көрсетілген.
~
КЛ1
КЛ2
КЛ3
R
f1
ЖР1
Р
ЖР2
ЖР3
АҚ1
жүктеме 1
АҚ2
жүктеме 2 АҚ3
жүктеме 3
АЖТ
К1
К2
К3
f2
Сурет 1.4 - Синхронды айналатын көпқозғалтқышты ленталы конвейер
Ленталы конвейер қозғалтқыштарының статор орамалары айнымалы ток
торабына қосылады. Қозғалтқыштардың ротор орамалары Р редукторы
арқылы
қозғалтқышпен
айналдырылатын асинхронды жиілік
түрлендіргішінен (АЖТ) қоректенеді. АҚ1-дің және АЖТ статор орамалары
тұрақты жиілікті айнымалы ток торабына қосылады. АҚ1 іске қосылуы үшін
оның ротор тізбегінде К1, К2, К3 үш үдеу контакторлы іске қосу реостаты
қарастырылған. АЖТ роторының жылдамдығы Р редукторы арқылы
өзгертіледі. Жүктемелері бірдей болған кезде қозғалтқыштар бірдей
жылдамдықтармен айналады, және бұл кезде роторлардың ЭҚК-терінің
векторлары АЖТ роторының векторына қатысты бірдей бұрышқа
ығыстырылған болады. Қозғалтқыштардың бірінің білігінде жүктеменің
артуы оның роторының ЭҚК-нің және АЖТ ЭҚК-нің арасындағы
бұрыштарының келіспеуінің артуына әкеледі, бұл кезде қозғалтқыштың ротор
тогы, сонымен қатар оның моменті де артады. Берілген жүйенің барлық
қозғалтқыштары бірдей жылдамдықтармен жұмыс істейді, бірақ олардың
роторлары АЖТ роторына қатысты әр қозғалтқыштың жүктемесіне
байланысты кеңістікте белгілі бір бұрыштарға ығыстырылады.
Бұл жүйеде қуаты үлкен қозғалтқыштарды қолданған кезде, АЖТ-нің
және оның жетектік қозғалтқышының қуаты және салмақтық өлшемдік
параметрлері артады да жүйенің пайдаланылуын қиындатады. Ұзындығы
үлкен ленталы конвейер қозғалтқыштарының үлкен ара қашықтығына
байланысты роторларының электрлік байланысы қозғалтқыштардың
синхронды айналуын ұстап тұруды қиындатады, сонымен қатар жерасты
климаттық жағдайларынан (шаң, ылғалдылық) конвейер жұмысының
сенімділігі төмендейді.
Тау-кен өнеркәсіптерінде кең қолданылатын ленталы конвейерлердің
көп саны Ресейде (Тяжмаш ААҚ, Металлист
ЖШС
металлконструкциялар заводы, Владимирдоркомплект ААҚ, Флайт-М
ҒӨБ), Чехияда ( Viva - manipulační technika, DAS spol, T-Machinery,
Vítkovice Heavy Machinery, Ferrit фирмалары, Koexpro Ostrava
компаниясы, Prodeco компаниясы), Германияда ( LIPSIA Fordertechnik
Gmbh, Флендер, Crystal Germany, Тюф-Норд, Ungerer Antriebstechnik
GmbH Getriebewerk Leipzig фирмалары), Қытайда (Гуантун Цзининь
конвейерлік компаниясы) және т.б. мемлекеттерде шығарылады [18-21].
Ленталы конвейердің көпқозғалтқышты электр жетегі үшін екі-, үш жетекті
2ЛУ120Б, 2ЛУ120В, ЛУ160Б, 2ЛУ160В, КИМ, МЛК және т.б. ленталы
конвейерлер қолданылады, олардың кейбірінің техникалық мәліметтері 1.1-
кестеде көрсетілген.
Шетелдік жерасты ленталы конвейерлердің жеке бөлшектерінің және
түйіндердің әр түрлі типтері және конструкциялары болады. АҚШ және
Англияда екі-, үшбарабанды жетектерімен ленталы конвейерлер жиі
қолданылады.
Чехияда көмір шахталары үшін жерасты конвейерлер өнімділіктері 160-
400тсағ, ені 800 және 1000мм ленталарымен, 1,25 және 1,5мс жылдамдықтың
екі сатысымен көмірді учаскелік қуақаздармен және көлбеулік қазбалармен
тасымалдау үшін сериялап шығарады. Көмірді магистралдық горизонталды
және көлбеулік қазбалардың бойымен тасымалдау үшін өнімділігі жоғары
конвейерлер ендірілуде. Бұл конвейерлерде ленталарының ені сақталып,
жетектерінің қуаты үлкен, унификацияланған болып келеді, жылдамдықтары
да екі сатылы 2 және 2,5мс, ал кейбір конвейерлер жылдамдықтарын 3,15мс-
қа дейін арттырады да өнімділігін 900тсағ-қа дейін жеткізеді.
АҚШ-та шығарылатын Гудмен, Джефри, Джой фирмаларының
конвейерлері кең қолданылады. Бұл конвейерлердің өнімділігі 55-1360тсағ,
ені 610-1524мм лентасымен, лентасының жылдамдығы 1-ден 6мс-қа дейін,
жетектерінің қуаттары 25-тен 1100кВт-қа дейін, орнату ұзындығы 120-дан
бастап 1500м-ге дейін жетеді.
Аталған конвейерлердің барлығында дерлік электр жетегі ретінде 1.2-
суретте көрсетілген көпқозғалтқышты электр жетектері жүйесі орнатылады.
Негізгі түйіндерінің кеңінен унификациясы және жылдамдығы
өзгерісінің көпсатылылығы жерасты көпқозғалтқышты ленталы
конвейерлердің ерекшелігі болып табылады, себебі конвейерлердің көбісі
жылдамдықтың екі сатысымен шығарылады.
Кесте 1.1 - Көпқозғалтқышты ленталы конвейерлердің техникалық
берілгендері Параметрлер
2ЛУ120Б
2ЛУ120В
2ЛУ160Б
КИМ
МЛК
Есептік өнімділігі, тсағ
700-1100
700-1100
2300
450
270
Ұзындығы м, көлбеулік
қазбаларда орнатылған кезде,
градус:
+18
900
600
500
350
-
+6
1800
1200
2750
-
-
0
2900
2300
-
800
1320
Лента:
типі
2РТЛ-
3150
РТЛ-2500
РТЛ-2500
Б8-20
арнайы
жылдамдық, мс
3,15
3,15
3,15
1,2
1,6
ені, мм
1200
1200
1600
800
800
қаптама саны
-
-
-
4
4
Жетек:
бір электр
қозғалтқыштың қуаты, кВт
250
250
500
20
32
электр қозғалтқыш саны
3
4
3
3
3
жетектің жалпы қуаты, кВт
750
1000
1500
60
96
қозғалтқыш типі
АК13 37-6
АК
312 49-6
-
КОФ
22-4
КОФ32-48
жетектік барабанның
диаметрі, мм
1250
1250
1250
-
-
Көпқозғалтқышты ленталы конвейерлердің қолданылып жүрген электр
жетектерінің артықшылықтары мен кемшіліктеріне сараптама жүргізу
нәтижесінде ленталы конвейерлердің қолданылып жүрген электр жетектері
жоғары синхрондаушы қабілеттілігімен жетілдірілген реттелетін жүйелерді
қажет етеді деп түйіндеуге болады.
1.3 Көп қозғалтқышты ленталы конвейерлерде жүктемелердің
таратылуы
Ленталы конвейерлердің ерекше сипаты трассаның конструкциясына
және конфигурациясына тәуелсіз шексіз уақыт бойы, жүктемелерді тиеумен
және түсірумен тоқтаусыз тасымалдай отырып, жұмыс істеу қабілеттілігі. Бұл
жүктің бірқалыпты берілуі кезінде үлкен өнімділікке қол жеткізуге мүмкіндік
береді.
Көпқозғалтқышты электр жетегімен ұзындығы үлкен ленталы
конвейерлерде, қозғалтқыштардың арасында жүктемені тарату және
ұзындығы бойымен лентаның бірқалыпты тартылысын қамтамасыз ету
мақсатында, жеке қозғалтқыштардың айналу жылдамдықтарын автоматты
реттеу мәселесі қойылады.
Тасымалдау ұзындығы конвейердің шектік ұзындығынан үлкен болған
кезде, тізбектей бірнеше конвейерлерді орнату қажет болады. Ал бұл
конвейерлік желінің пайдалануын қиындатады, қызмет көрсетуді
қымбаттатады, жүк тасымалдайтын лентаның жұмыс істеу мерзімін
төмендетеді, жүктің қосымша ұсақталуын және шаңның пайда болуын
тудырады.
Конвейер ұзындығын арттыру бағытының бірі конвейердің ұзындығы
бойынша бір-бірінен белгілі бір қашықтықта орналастырылатын жеке
жетектерді қолдану болып табылады.
Электр жетегін таңдағанда, конвейерлердің конструктивті әр түрлілігіне
қарамастан, конвейерлердің барлық түрін сипаттамалық бір топқа біріктіруге
болады. Көптеген конвейерлерде жұмыс темпін өзгерту үшін D=1:2,5(3)
диапазонында жылдамдықтарының реттелуі орындалады.
Конвейер қозғалтқыштары қоршаған ортаның түрлі жағдайларында
(көбінесе шаңды, ылғалды, жоғары немесе төменгі температуралы орталарда,
ашық жерде, агрессивті ортамен цехтарда және т.б.) жұмыс істейді.
Конвейерлердің сипаттамалық ерекшелігі тыныштық статикалық моментінің
үлкен мәні болып табылады. Статикалық моменттің номиналдыдан жоғары
болуы әр түрлі себептерден, сонымен қатар үйкелісетін бөлшектерде майдың
қатуынан болады. Сондықтан конвейер электр жетегіне іске қосылуы кезінде
жоғары сенімділік, қарапайымдылық талаптары қойылады. Кейбір жетектік барабандар саны
3
2
2
3
3
Роликтердің диаметрі, мм
159
159
159
-
-
Негізгі орналастырылуы
0
Үлкен жүктер үшін +3-тен +18 -қа дейін
жағдайларда баяу іске қосылуын, лентаның жылжымай бір орнында айналып
кетпеуін, бірнеше электр жетегінің жылдамдықтарының реттелуін және
келісімді айналуын қамтамасыз ету бойынша қосымша талаптар қойылады.
Барлық аталған талаптарды қысқа тұйықталған және фазалық роторлы
асинхронды қозғалтқыштар жеткілікті дәрежеде қанағаттандырады.
Конвейерлерді пайдалану және жобалау негізінде ұсынылған тартылыс
күштерін жуықтап анықтауға арналған көптеген формулалар белгілі. Олардың
бірі келесі түрде жазылады:
Т=Т0+FП+ΔF=Т0+F,
(1.1)
мұнда Т - конвейердің тартылысы, Н;
Т0 - бастапқы тартылыс, Н;
FП - жүкті көтерумен байланысты күш, Н;
ΔF - конвейер трассасының учаскелерінде үйкеліс күштеріне
байланысты пайда болатын нәтижесіндегі күш, Н;
F - электр қозғалтқыш асыратын күш, Н.
Ленталы конвейерде бірнеше жетектік станция орнатылғанда, олардың
орналасуы тартылыс күштерінің диаграммасы бойынша орындалады.
Тартылыс күштерінің
диаграммасында бірнеше станцияның
қозғалтқыштарының тартылыс күші бірқозғалтқышты электр жетегінің
тартылыс күшіне тең болатындай орнатылады. Тартылыс күштері
диаграммасын құру үшін барлық көтерулері мен түсулері, бүгілген жерлері,
жетектік және тартылыс
станциялары, бағыттаушы блоктары мен
барабандары көрсетілген конвейер трассасы сызылады. Сонан соң егер
конвейердің азырақ жүктелген учаскесінен бастап санағанда, әр элементтегі
шығындардың есепке алынуы орындалады да барлық ұзындығы бойынша
тарту органының
тартылысы алынады. Конвейердің жетектік
қозғалтқышының қуаты келесі формула арқылы анықталады:
P
(1.2)
мұнда Р - қозғалтқыштың қуаты, кВт;
Fн - тарту органының кіріс учаскесіндегі күш, Н;
- тасымалданатын тарту органының жылдамдығы, мс;
- жетектік механизмнің ПӘК-і.
Бірақ, жетектік станцияның қуатын қорытындылап таңдау үшін, әр
конвейердің тармағы үшін дәлірек тартылыс күштері диаграммасын құру
қажеттігін ескеру керек. Бұл дәлдік барлық учаскелердегі күштерінің
қосындысы бірқозғалтқышты электр жетегі кезіндегі күшпен, тарту
органының қимасының азаюына және көпқозғалтқышты электр жетегі
жағдайында үйкеліске кететін шығындардың азаюымен, бірдей болып қалмау
мүмкіндігі жағдайымен байланысты. Fн T0 10 3 ,
Көпқозғалтқышты конвейердің жетектері арасындағы аралықта, 1.5,б-
суретіне сәйкес, статикалық жүктеме TA' Tсб шамасына дейін азайғанда, бұл
жүктемеде,
1.5, а-суретінде көрсетілгендей, конвейердің басқа
қозғалтқыштарының nд
айналу жиіліктерінің өзгермеуінде А жетегінің
'
жылдамдығының көбеюі жетектегі тарту органының қозғалыс жылдамдығын
көбейтеді, ал бұл өз кезегінде TA' TА'
шамасына дейін жетекке кіріс
тармағында тартылыстың артуына және Tсб TА' шамасына дейін жетектен
шығыс тармағында тартылыстың азаюына әкеледі.
А жетегінің кіріс нүктесінде тарту органы тартылысының артуы Б
жетегінен шығыс нүктесінде Tсб TА' шамасына дейін тартылыстың артуына,
ал А жетегінен шығысы нүктесінде тарту органы тартылысының азаюы келесі
В жетегінің кіріс нүктесінде тартылыстың TВ' T TА шамасына дейін
азаюына әкеледі. Тарту органындағы тартылыстың осындай таратылуы
көршілес қозғалтқыштардың жүктемелерінің төмендеуін тудырады:
Б жетегінде келесі шамаға дейін
TБ' Tсб TА' TБ' T Tсб TА' 2 TБ' T Tсб ,
(1.3)
В жетегінде келесі шамаға дейін
TВ' Tсб 2TВ' T Tсб TА' 2 TВ' T Tсб .
(1.4)
n
n0
nд
n0 n
nд'
nд''
n''д
n
n0
а)
М н
М
М ' М н М ''
М
М н
М
б)
Б
А
Сурет 1.5 - Көпқозғалтқышты ленталы конвейердің жетектері
арасындағы тартылыс күштерінің таралуы
қозғалтқышы nд -ға дейін айналу жиілігін көбейтеді. А жетегі қозғалтқышы
Б және В жетектерінің қозғалтқыштары айналу жиіліктерін көбейтеді,
барлық жетектердегі жүктемелер теңескенше және қозғалтқыштар (1.5)-тегі
мәніне тең болғанша және жетектік құрылғылардағы тартылыс күштерін
арттырғанша, тарту органындағы тартылыстың жаңадан таралуы және
көршілес қозғалтқыштардағы жүктемелердің азаюы орын алады.
Fп.п T Tсб
T TA'
n
.
(1.5)
Егер аралықтың біреуінде, мысалы АВ аралығында, TA'' Tсб шамасына
дейін жүктеменің артуы кезінде А жетегінің қозғалтқышы nд'' -ға дей
ін
айналу жиілігін төмендетеді, бұл А жетегіндегі тарту органының қозғалыс
жылдамдығын төмендетеді және жетектің кіріс нүктесінде TА'' TА'' шамасына
дейін тартылыстың азаюына, сонымен қатар Tсб TА'' шамасына дейін
жетектің шығыс тармағында тартылыстың артуына әкеледі. Мұндай
тартылыстың таралуы көршілес жетектердің жүктемелерінің артуына әкеледі:
Б
жетегінің
-
T Tсб TА'' 2 TБ''
шамасына дейін,
В
жетегінің
-
T Tсб TА'' 2 TВ'' шамасына дейін. Бұл бірдей аралықтарда тарту органының
тартылыстардың қайта таратылуына және барлық конвейерде аралық
жетектер қозғалтқыштары жүктемелерінің теңесуіне әкеледі де әр жетектің
тартылыс күші келесі түрде анықталады:
Fп.п T Tсб
TA'' T
n
.
(1.6)
(1.5) және (1.6) формулалары арқылы анықталатын тартылыс күштеріне
сәйкес айналу жылдамдықтарының, сырғанаудың және жетектік
қозғалтқыштардың моменттерінің өсімшелері келесі формулалар арқылы
есептеледі:
жетекке жүктеменің азаюында
nд'
nд' nд
n
;
s'
n0 nд'
n0
;
M '
M н
sн
s,
(1.7)
жетекке жүктеменің артуында
nд'
nд nд''
n
;
s'
n0 nд''
n0
;
M ''
M н
sн
s.
(1.8)
Сонымен, көпқозғалтқышты конвейер қозғалтқыштарының, барлық
қозғалтқыштардың механикалық сипаттамалары бірдей және созылуға тарту
органының қатаңдығы үлкен болғанда, жүктемелері бірдей болады. Бірақ
бірдей сериялы қозғалтқыштардың да механикалық сипаттамаларының
қатаңдықтары әр түрлі болады, сондықтан көпқозғалтқышты ленталы
конвейердің жетектерінің арасындағы жүктемелер бірдей болмайды. Бұл
кезде неғұрлым қозғалтқыштардың сипаттамаларының қатаңдығы жоғары
d
нақты қатаңдық
коэффициентінің ауытқуы үлкен болған сайын, жетектердің жүктемелерінің
бірқалыпсыздығы соғұрлым үлкен болады. Сондықтан, жұмсақ механикалық
сипаттамалы (жоғары сырғанаумен) қозғалтқыштарды немесе
гидромуфталарды қолдану арқылы, сонымен қатар жұмсақ сипаттаманы алу
үшін электрмагниттік муфталарды қолдану арқылы жүктеме
бірқалыпсыздығын механикалық сипаттамаларының қатаңдықтарын таңдау
арқылы, сонымен қатар реттелетін қозғалтқыштарды қолдану арқылы
төмендетуге тырысады.
1.4 Ленталы конвейер электржетектеріне қойылатын талаптар
Зерттеулердің статистикалық берілгендері бойынша, Қазақмыс
корпорациясының Анненск кенішіндегі конвейерлерінде білінген, ленталы
конвейерлердің тоқтауының және қозғалтқыштарының істен шығуының
негізгі себептері анықталды:
технологиялық себептерге байланысты қозғалтқыштардың
бірқалыпсыз жүктелуі;
іске қосу-реттегіш аппаратураларындағы ақаулық;
лентаның үзілуімен және синхронды айналуының орындалмауына
байланысты қозғалтқыштардың біліктеріндегі жүктеменің артуы немесе
төмендеуі.
Демек, негізгі себептері электр жетегінің және оны басқару жүйелерінің
жетілмеуімен, қозғалтқыштардың біліктеріндегі жүктемелердің
бірқалыпсыздығын асыра алмауына байланысты электрлік сипатта болып
табылады.
Конвейер толық қуатпен тек уақыт өте жұмыс істейді, себебі кен уақыт
аралығында бірдей берілмейді. Сол себепті берілген кеніштің ленталы
конвейерлері толық қуатында пайдаланылмайды. Электр жетегінің тиімділігі
типіне, айналу жылдамдығына, қозғалтқыштың жүктелу уақытына, сонымен
қатар қуатына тәуелді деп ескерсе, онда қозғалтқыштың жүктемесі 50%-ға
және одан да төмендеген кезде энергия шығындарының артуына байланысты
электр жетегінің тиімділігі күрт төмендейді.
Аналитикалық зерттеу нәтижелерін ескеріп, құрылатын жерасты ленталы
конвейердің синхронды айналатын көпқозғалтқышты электр жетегі келесі
талаптарды қанағаттандыруы қажет:
электр қозғалтқыштарын синхронды іске қосу үшін алдын-ала
синхрондау;және +-10% аралықта тербелетін номиналдыдан dM
жетек қозғалтқыштарының баяу синхронды іске қосылуы және
синхронды тежеуін қамтамасыз ету;
электр жетегі жүйесінің қозғалтқыштарының жылдамдықтарын бірге
реттеу;
динамикалық және ұзақтық жұмыс режимдерінде ленталы конвейердің
бас барабандарының және басқа жұмысшы органдарының синхронды
айналуын қамтамасыз ету үшін жоғарылатылған синхрондаушы қабілеттілігі;
лентаның кенмен жүктелуіне байланысты конвейер
қозғалтқыштарының жылдамдықтарын реттеу арқылы энергияның
үнемделуін қамтамасыз ету;
баптау және жөндеу жұмыстары үшін қозғалтқыштардың жеке жұмыс
істеу мүмкіншілігі;
асқын жүктемеден және синхронды айналуының үзілуінен
қозғалтқыштардың автоматты қорғанысы.
болады.
2 Ленталы конвейерлердің көп қозғалтқышты электржетегін құру
2.1 Ленталы конвейерлердің жиілік түрлендіргішті электржетегін
құру
2.2-суретте көрсетілген ортақ түзеткіші және жеке кернеу инверторлары
бар көпқозғалтқышты асинхронды электр жетегі келесі түрде жұмыс істейді :
КАЭЖ-нің іске қосылуы және теңестіруші моменттерінің реттелуі ТМСТ
құрылғысы арқылы орындалады. ТМСТ құрылғыларынан сигналдар БИББ-
тарына беріледі.
~
Т
-
+
ТМ
СТ
БИ
ББ
БИ
ТМ
СТ
БИ
ББ
БИ
ТМ
СТ
БИ
ББ
БИ
РЭФЫС
РЭД
АҚ1
РЭД
АҚ2
РЭД
АҚ3
Қосымша
кедергі
Сурет 2.1 - Ортақ түзеткіші және жеке кернеу инверторлары бар КАЭЖ
РЭД-терінен сигналдар роторлық ЭҚК фазаларының ығысуын салыстыру
(РЭФЫС) құрылғысына беріліп, одан шыққан сигналдар сәйкес ТМСТ
құрылғыларында салыстырылады. Басқарылатын инверторлар (БИ) мен
басқарылмайтын ортақ түзеткіш (Т) жиынтығы әр қозғалтқыш үшін
басқарылатын f2 жиілігімен U2 кернеуін беретін тұрақты ток буыны бар жиілік
түрлендіргіштерін құрайды. Жүйенің теңестіруші моменттерінің қажетті
мәндері асинхронды қозғалтқыштардың жүктемелеріне байланысты
басқарылатын инверторлардың күштік жартылай өткізгіштік элементтерінің
(тиристорлар немесе транзисторлар) ашылу жағдайының деңгейімен
орнатылады. Асинхронды қозғалтқыштардың синхронды айналуы
асинхронды қозғалтқыштардың роторлық электрлік байланысы арқылы
жүзеге асады.
Құрастырылған синхронды айналатын көпқозғалтқышты асинхронды
электр жетегінде тұрақты ток буыны бар жиілік түрлендіргіштерінің
қолданылуы жүйенің теңестіруші моменттерін реттеу диапазонын бір жарым-
екі есе кеңейтуге мүмкіндік береді.
Қозғалтқыштардың өзара қашықтығы үлкен болған сайын жүйедегі
шығындар артады. Ротор тізбегіндегі қосымша резисторлардың жалғануы
ротордағы қосымша қуат шығындарымен режимге әкеледі, демек КАЭЖ-нің
энергетикалық сипаттамаларын төмендетеді.
Жоғарыда келтірілген КАЭЖ-нің кемшіліктерін ескеретін, автордың
ұсынған КАЭЖ тағы бір түрі, 2.2-суретте келтірілген, ортақ активті түзеткіші
және жеке кернеу инверторлары бар көпқозғалтқышты асинхронды электр
жетегі болып табылады.
Активті түзеткішті
*
U 1A
басқару жүйесі
НОA * Ф1
A
Ф4
*
f 1
*
4
~
активті
түзеткіш
*
U 1B
НОВ
*
f
Â
Ф3
Ф6
*
f 3
*
f 6
VT4
VT6
VT1
VT3
*
U 1C
НОС
*
f Ñ
Ф5
Ф2
*
f 5
*
2
VT2
VT5
uтір
-
C
+
Uт
ББ1
КАИ1
ББ2
КАИ2
ББ3
КАИ3
(-)
АҚ1
ЖД1
(-)
АҚ2
ЖД2
(-)
АҚ3
ЖД3
Сурет 2.2 - Ортақ активті түзеткішті және жеке кернеу инверторларлы
f
f
f
КАЭЖ
Берілген КАЭЖ іске қосу-тежеу режимдерінде, сол сияқты электр жетегі
кординаталарын реттеу режимдерінде энергияны үнемдеу мүмкіндігін береді.
КАЭЖ бір кернеудің активті түзеткішінен (АКТ) және үш қысқа тұйықталған
роторлы асинхронды қозғалтқыштар үшін кернеудің автономды
инверторларынан (КАИ) тұрады. Қозғалтқыштардың синхронды айналуы әр
қозғалтқыштың жылдамдығы бойынша кері байланыстарының сигналдары
салыстырылатын ортақ тапсырма беретін Uт сигналы арқылы орындалады.
КАЭЖ қозғалтқыштары жылдамдықтарының жалпы реттелуі және жеке
реттелуі ендік-импульстік модуляциямен (ЕИМ) күштік IGBT
транзисторларында орындалған инверторлы тұрақты ток буыны бар жиілік
түрлендіргіштері арқылы жүзеге асады. Мұндай жиілік түрлендіргіштерінің
ерекшелігі жиіліктік реттеудің белгілі заңдарында қозғалтқыштардың
жылдамдықтарын реттеу диапазонының үлкендігі және реттеу баяулығы
болып табылады. Жиілік түрлендіргіші тұтынушысы жүктемесінің сипатына
байланысты келесі қатынас сақталады:
U
U ном
f
f ном
M
M ном
,
(2.1)
мұнда U, f - жиілік түрлендіргішінің шығысындағы кернеу мен жиілік;
Uном, fном - тораптың номиналды кернеуі және номиналды жиілігі;
Мном, М - асинхронды қозғалтқыш моментінің номиналды және
ағымдық мәндері.
Бұл кезде қозғалтқыштың асқын жүктемелік қабілеттілігінің және
магниттік өрісінің тұрақтылығы қамтамасыз етіледі де электр энергиясын 30-
40% дейін үнемдеуге мүмкіндік береді, себебі жиіліктік реттеген кезде
сырғанаудың мәні өзгермейді.
Асинхронды қозғалтқыштардың баяу іске қосылуы активті түзеткіштің
күштік транзисторларының реттелетін ашылуымен орындалады, ал тежеуі
автономды инверторлардың түзеткіштік режимінде, ал активті түзеткіштің
инверторлық режимінде жұмысы кезінде орындалады.
Мұндай схема қуаттары үлкен электр қозғалтқыштары бар КАЭЖ үшін
ұсынылады. Электр энергиясын үнемдеу және ПӘК-ін жоғарылату
мүмкіндігін ғана емес, сонымен қатар тораптан алынатын немесе торапқа
қайтаратын түрлендіргіш тұтынатын токтың гармоникалық құраушысын
жақсартуға, демек толығымен жетектің қажетті қуат коэффициентінің мәнін
алуға мүмкіндік береді.
Кернеудің автономды инверторларының схемасы активті түзеткіштің
схемасына ұқсас кері диоды бар алты IGBT транзистордан, үш нөл-органнан
және uтір аратәрізді тіректік кернеу көзінен тұратын басқару блогынан, Ф1-6
қалыптастырғыштардан тұрады. Нөл-органдардың кірісінде тапсырма беретін
* * *
сигналдар U 1 А , U 1В , U 1С және uтір аратәрізді тіректік кернеуі салыстырылады.
*
U 1
және uтір мәндеріне байланысты қалыптастырғыштардың шығысында
сигнал оң немесе теріс болады да сәйкес күштік транзисторларды ашады.
* * *
жиіліктің өзгерісіне әкеледі, ал басқарушы сигналдың өзгеріссіз жиілігінде
амплитудасының өзгерісі шығысындағы кернеудің оң және теріс
импульстерінің ұзақтығы қатынасының өзгерісіне әкеледі, яғни оның бірінші
гармоникасының амплитудасы өзгереді. ЕИМ-ның жоғары жиілігінде
қозғалтқыштардағы токтар толығымен дерлік синусоидалды болады.
2.2 Жиілік түрлендіргішті
ленталы
конвейер
электржетектің
математикалық жазылуы
Конвейерлердің электр жетегіне жоғары сенімділік, лентаның бір
орнында жылжымай айналуын болдырмау, бірнеше қозғалтқыштың
синхронды айналуы және баяу іске қосылуы сияқты талаптар қойылады [17].
Ленталы конвейер көпқозғалтқышты электр жетегінің қозғалыс теңдеуі
теңдеулер жүйесі негізінде қарыстырылады.
Бірақ мұнда электр
қозғалтқыштарының арасындағы электрлік байланыс ғана емес, сонымен
қатар белгілі бір ΔF тартылыс мәнімен конвейердің лентасы арқылы
конвейердің жетектік барабандарының арасындағы байланысты да ескеру
қажет.
Конвейердің лентасы арқылы электр қозғалтқыштардың байланысын
сипаттайтын негізгі қатынастар 2.3-суретте көрсетілген схема негізінде
қарастырылады.
Б1
Б2
Б3
M1
M2
M3
Сурет 2.3 - Ленталы конвейердің кинематикалық схемасы
2.3-суретте көрсетілген
схемаға
сәйкес
жетектік
барабандардың
радиустары бірдей:
Басқарушы синал жиілігінің өзгерісі ( U 1 А , U 1В , U 1С ) инвертордың шығысында
Rб1 Rб 2 Rб 3 .
(2.2)
Әр жетектің асинхронды қозғалтқыш-жетектік барабан кинематикалық
тізбегінде серіппелі деформациялар жоқ.
Бірнеше ұйғарым енгізіледі:
лента біртекті және барлық ұзындығы бойынша өлшемдері бірдей;
лентаның салмағы оның деформациясына әсер етпейді;
лентаның барлық ұзындығы бойына деформацияның таралуымен
байланысты толқындық процестер жоқ;
барабандарға қатысты қозғалатын лентаның сырғуы жоқ.
Ұзындығы l2 лентаның созылу учаскесіндегі күйі келесі
дифференциалдық теңдеумен сипатталады [63]:
d 2
dt
1
l2
(2.3)
мұнда 2
l2
l2
- салыстырмалы ұзару;
l2 - созылудың абсолютті мәні;
2 , 1
- конвейер лентасының созылудың бастапқы және
соңындағы учаскелеріндегі сызықтық жылдамдықтары.
Лентадағы тартылыс l2 созылудың абсолютті мәніне келесі формула
арқылы байланысты:
F2 c2 l2 c2l2 2 ,
(2.4)
мұнда c2
- созылу кезіндегі резеңкематалы лентаның қатаңдық
коэффициенті.
Бірінші электр жетегіндегі моменттердің тепе-теңдігі ескерілетін
дифференциалдық теңдеулер жүйесі алынады:
d 1
p
(2.5)
(2.5) теңдеулер жүйесін, (2.3) ескере
өсімшелерінде келесі түрде жазуға болады:
отырып,
координаталар 2 1 1 2 ,
1Т м1 dt M 1 M c1 F2 F1 Rб1 ;
F2 c 2 2 1 1 2 .
*
d 2
j2 c3l3 j2 j2l3
(2.6)
Ленталы конвейердің үшқозғалтқышты асинхронды электр жетегі үшін
моменттер тепе-теңдігінің теңдеулер жүйесі келесі түрде жазылады:
M 1 M c1
dt j2 j1 j1l2 j1l2
2
dt 2Т м 2 2Т м 2 2Т м 2
*
j2 j2 j2l3 j2l3
1 1 1
dt j3 j3 j3l1 j3l1
(2.7)
мұнда 1* , 2* , 3* - бұрыштық жылдамдықтарының бастапқы мәндері;
F1*, F2*, F3* - салыстырмалы тартылыстардың бастапқы мәндері.
(2.7) теңдеулер жүйесінде
1
c3l3
F3* 0 және
1
c1l1
F1* 0 ұйғарымын ескере
отырып, келесі теңдіктерді қабылдауға болады:
1
c3l3
1
c1l1
(2.8)
(2.7) формуласында қабылданған (2.8) ұйғарымын ескере отырып,
ленталы конвейердің
жиілік түрлендіргіштерімен үшқозғалтқышты
асинхронды электр жетегі үшін (2.7) моменттер тепе-теңдігінің теңдеулер
жүйесі келесі түрде жазылады: M 2 M c 2 F3 F2 Rб 2 ;
2Т м 2 dt
d F3 c3Rб 3 3 1 1 F3* c3 Rб 2 2 Rб 2 2 F3 .
dt
F2 F1 Rб1;
d 1 1 1 1
dt
2 б 2 2 2 б1 б1 F2* 1 б1 1 F2 ;
d F2 c R c R R R *
F3 F2 Rб 2 ;
d 1 1 1
M 2 M c 2
d F3 c3Rб 3 c3Rб 2 Rб 2 F * Rб 2 2 F ;
dt
3 3 2 3
d 3 F1 F3 Rб 3;
M 3
M c3
dt 3Т м3 3Т м3 3Т м3
1 б1 1 4 б 3 б 3 F1* 3 б 3 3 F1 ,
d F1 c R c R R R *
1
F3* 1
1
F1* 1.
dt j2 j1 j1l2
dt
*
dt 3Т м3 3Т м3 3Т м3
j3 j3 j3l1
M 1 M c1
2 б 2 2 2 б1 1 б1 1 F2 ;
M 2 M c 2
3 2 3
1 1 1
F1 .
(2.9)
Алынған (2.9) теңдеулер жүйесін қойып, ленталы конвейердің
синхронды айналатын жиілік түрлендіргішті үшқозғалтқышты асинхронды
электр жетегінің математикалық моделі алынады: F2 F1 Rб1;
d 1 1 1 1
dt
d F2 c R c R R *
F3 F2 Rб 2 ;
d 2 1 1 1
d F3 c3 Rб 3 c3 Rб 2 Rб 2 2 F ;
dt
j2
j2
j2l3
d 3
F1 F3 Rб 3 ;
M 3
M c3
1
3
dt
d F1 c1Rб1 c1Rб 3 Rб 3 3
1 1 Rб1
dt 1Т м1 1Т м1 1Т м1
01 1 1
1
1 1 2 3
*
2 2 б1 1 б1 1 F2 ;
j2 j1 j1l2
M 2 M c 2
02 2 2 М ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz