Модернизация электропривода вентиляционной установки ВЦД-47

Сохранение включенного состояния пускателя ВМП и возможность местного или телеуправления ВМП при выходе из строя и отключении разъединителя АПТВ с помощью аппаратуры "Ветер";

Импульсное включение пускателя рабочего или резервного ВМП для обеспечения плавного заполнения вентиляционного трубопровода воздухом;

Автоматическое включение резервного ВМП при отключении резервного ВМП или при его не включении;

Автоматическое повторное импульсное включение пускателя рабочего или резервного ВМП при восстановлении напряжения хотя бы па одном ВМП в течении от 60 до 110 сек. с момента исчезновения напряжения на АПТВ и нулевую защиту пускателей ВМП при исчезновении питающего их напряжения более чем на 110 сек;

Автоматический перевод аппаратуры и КП ТМ на резервную линию питания напряжением 36 В при исчезновении напряжения в рабочей линии и обратно при восстановлении напряжении рабочей сети;

Выдачу сигналов в систему телемеханики:

- об управлении работой рабочего или резервного ВМП;

- о снижении скорости воздуха меньше заданного;

- о снятии блокировки на включение группового аппарата;

и другие функции.

5.3 Схема управления и состав аппаратуры АПТВ

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема управления проветриванием тупиковой выработки.

Аппаратура АПТВ состоит из исполнительного устройства (ИУ), датчика скорости воздуха ДСВ и имитатора. Структурная схема аппаратуры на рис.1 включает:

датчик контроля скорости воздуха (ДСВ);

блок контроля поступления воздуха (БКВ);

времязадающее устройство (ВЗУ);

схему блокировок включения группового аппарата (СБВ);

блок управления ВМП (БУВ);

блок питания (БП).

5.4 Основные технические данные

4.1. Исполнение (уровень и вид взрывозащиты):
исполнительного устройства	РВ, IВ
датчика	РО
имитатора	общ. назнач.
4.2. Степень защиты
исполнительного устройства	Р54
датчика	Р32
имитатора	Р31
4.3. Номинальное напряжение питаия, В
исполнительного устройства	36
имитатора	127, 220
4.4. Диапозон контролируемых скоростей
воздуха в трубопроводе, м/с	от 4 до 24
4.5. Время установления сигнала датчика (инертность), с	не более 10
4.6. Импульсный запуск ВМП
длительность импульса	от 1,5 до 3
с длителностью паузы между ними	от 6 до 10
количество циклов	от 3 до 6
4.7. Шкала установок времени на включение группового аппарата
после установления нормального режима проветривания, мин	5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20
4.8. Показатели надежности
часов наработки на отказ аппаратуры в целом (не менее)	2500
часов наработки на отказ для функциональных блоков их цепей	10000

5.5 Устройство и работа аппаратуры АПТВ и её основных частей

Датчик ДСВ предназначен для контроля осреднённой по сечению трубопровода скорости воздуха, поступающего к забою.

Исполнительное устройство (ИУ) обрабатывает информацию с датчика, выдает управляющие и информационные сигналы.

Имитатор имитирует пусковую аппаратуру, датчик, и предназначен для настройки, регулирования, проверки работоспособности и обнаружения неисправностей в ИУ.

Датчик - тахогенератор переменного тока. Чувствительным элементом ДСВ является крыльчатка.

Исполнительное устройство (ИУ) состоит из взрывозащитного корпуса и вые много блока (2).

В выемном блоке крепятся четыре функциональных блока:

БУВ - блок управления вентиляторами (2);

БКВ - блок контроля воздуха (3);

ВЗУ - времязадающее устройство со схемой блокировки включения группового аппарата (4);

БП - блок питания (5).

При установлении нормального режима проветривания ДСВ выдаёт синусоидальный сигнал с частотой, пропорциональному скорости воздушного потока. Сигнал по двухпроводной линии поступает в блок БКВ. В блоке БКВ включается реле, контакты которого воздействуют на ВЗУ и одновременно подготавливают схему блокировки включения группового аппарата (СБВ).

ВЗУ начинает отработку выдержки времени 5...20 мин. в зависимости от установки. После выдержки времени в схеме СБВ включается входное реле и даёт разрешение на включение группового аппарата (ГА).

При нарушении режима проветривания прекращается поступление сигнала с датчика ДСВ, отключается реле в БКВ, что приводит к отключению входного реле с схеме СБВ, а следовательно, и к отключению группового аппарата (ГА).

Кратко временные нарушения проветривания не приводят к отключению ГА, т.к. в БКВ имеется регулируемая в пределах 0.5 - 2 мин. выдержка времени на отключение. Эта выдержка времени позволяет не нарушать работу ВЗУ при кратковременных перерывах проветривания во время отработки выдержки времени 5 - 20 мин.

Если перед отключением напряжения сети в выработку поступало достаточное количество воздуха, то СБВ позволяет исключать выдержку времени при включении ГА при восстановлении питающего напряжения и нормального режима проветривания в течении 0.5 - 2 мин.

При отключении пускателей рабочего и резервного ВМП блок-контакты размыкаясь воздействуют через транзисторный ключ на СБВ, что приводит к отключению без выдержки времени входного реле схемы СБВ и ГА.

При восстановлении в течении 110с питающего ВМП напряжения блок БУВ обеспечивает автоматическое повторное импульсное включение пускателя рабочего или резервного ВМП. При восстановлении напряжения более чем через 110с автоматический запуск ВМП не производится. В этом случае ВМП запускается кнопкой "Пуск" на ИУ или через систему ТУ.

При остановке рабочего ВМП блок БУВ автоматически включает резервный ВМП, АПТВ сохраняет все функции управления резервными ВМП, а также как и при работе основного ВМП.

Управление ВМП может осуществляться по системе ТМ (ТУ).

5.6 Органы управления и настройки АПТВ

На передней панели БКВ нанесены следующие элементы:

Р - магнитоэлектрический прибор - индикатор скорости воздуха максимально отклонение стрелки индикатора соответствует 25 м/с.;

S2 - переключатель диапазонов расходе воздуха (1 - 4 -14 м/с);

R46 - переменный потенциометр регулирования выдержки времtни на отключения при нарушении режима проветривания (0.5...2 мин);

НЗ - индикатор включения в сеть АПТВ на передней панели БУВ;

R208 - переменный потенциометр регулирования "длительности паузы" при импульсном включении ВМП (б... 10 сек);

Н7 - указывает включенное положение рабочего ВМП;

Н6 - то же, резервного ВМП;

R192 - переменный потенциометр регулирования количества циклов ими. включения. На панели ВЗУ;

Н4 - индикатор. Импульсное свечение показывает, что питание потребителей электроэнергии отключено и идёт отсчёт времени на включение, согласно уставке выдержки (5.0...20мин.), устанавливаемой переключателем 3;

Н5 - индикатор, свидетельствующий об отключении ВМП (рабочего пли резервного).

На имитаторе:

S1 - тумблер питания ("Сеть");

S6, S10 - «раб. пит», «рез. пит» включение - отключение рабочего или резервного питания ИУ;

S8 ("ДСВ") - имитация подачи сигнала на исполнительное устройство от датчика скорости воздуха.

кнопкой "пуск" на имитаторе включать в работу ВМП. Проверить качество импульсов и длительность импульса при крайних положениях (вправо и влево) резисторов R206 и R208, R192;

включить тумблер ДСВ;

нажать кнопку «стоп рабочий ВМП», при этом рабочий ВМП остановится, а резервный (без импульсов) включится;

после установки нормального проветривания (индикатор Н1 " Проветривание нормальное" светится) отключить тумблер "Резервное питание"; через 30...60 сек. снова подать питающее напряжение.

При этом индикатор Н5 "Запрет да включение электроэнергии" погаснет и включится групповой аппарат.

При увеличении времени отключенного состояние пускателя ВМП более 120с автоматического включения не произойдет. Запуск ВМП произвести при помощи кнопки "Пуск"(ВМП).

Разрешение на включение группового аппарата будет выдано после отсчёта выдержки времени 5...20 мин.

при установленном нормальном режиме проветривания и включенном групповом аппарате выключить тумблер ДСВ и измерить время до момента загорания индикатора Н5 "Запрет на включение электроэнергии" (отключение группового аппарата);

включить тумблер ДСВ и дождаться включения группового аппарата. Повторить предыдущий пункт при другом крайнем положении R4б и измерить время до загорания индикатора Н5.

5.7 Работа схемы блока контроля воздуха БКВ

Сигнал датчика ДСВ, частота которого пропорциональна скорости воздуха, через разделительный трансформатор Т1, обеспечивающий разделение искробезопасных целей датчика от цепей блока питания, поступает в измерительную схему.

Частота ДСВ удваивается в мостовом удвоителе частоты VD13 и поступает на усилитель-ограничитель VТ6, а затем на дифференцирующим цепочку С5, R15. При включении дифференциальным сигналом ждущего мультивибратора (VТ7, VТ8) на выходе последнего появляются сигналы (импульсные постоянной длительности). Сигналы вызывают накопление (интегрирование) заряда напряжения на выходе интегрирующего каскада (VТ9, С8, R26, R27). Напряжение на выходе каскада пропорционально частоте сигнала датчика. Т.О. происходит линейное преобразование частоты сигнала в постоянный ток.

Индикатор Р показывает среднее значение скорости воздушного потока. Этот же сигнал поступает на (+) вход микросхемы Д. На другой (-) вход микросхемы поступает опорное напряжение с делителя R32, R65, ..., R76, R54. Величина опорного напряжения определяется величиной уставки.

Если входной сигнал с датчика становится равным пли большим опорного, то на выходе порогового устройства появляется напряжение, снимаемое с делителя R37 и R38, и далее на вход узла формирования регулируемой выдержки времени.

Узел состоит из сдвоенного полевого транзистора VТ10 времязадающей цепочки R40, С13, С14, резисторов R41...R47. диодов VD21...VD23 и конденсаторов С11, С12.

Транзистор VT10 составляет основу дифференциального усилителя достоянного тока. При появлении напряжения на па выходе микросхемы D, быстро заряжаются конденсаторы С13, С14 и открывается часть VT10 при закрытой правой части. В этом случае транзисторы VT11 (т.к. на его базе высокий потенциал) и, следовательно, VТ12 и VT1З открыты, а реле К1 включено.

С уменьшением скорости воздуха (сигнал с датчика), исчезает напряжение на выходе микросхемы D и разряжаются конденсаторы С13 и С14 через резистор R40. До конца разряда VT10 (левая половина) будет некоторое время открыт. Затем открывается правая часть VT10. В этот момент реле К1 (с выдержкой времени) отключается. Выдержка времени на отключение от 0.5 до 2 мин. при нарушении проветривания регулируется R4б.

Конденсаторы С11, С 12 удерживают в открытом состоянии левую часть VT10 при кратком (до 2-х минут) отключении или понижении питающего напряжения.

5.8 Расчет надежности системы АПТВ

Под надежностью понимается свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Расчет показателей надежности системы автоматики производят в целях: определения и повышения надежности систем автоматики при проектировании, изготовлении и эксплуатации; определения технико-экономической эффективности систем автоматики с позиции надежности; установления оптимальных сроков технического обслуживания.

Комплексный показатель надежности - коэффициент готовности: вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается. Коэффициент готовности вычисляется по формуле [1]:

,(0.1)

где: tp - время работы аппаратуры; tn - продолжительность отказа аппаратуры,

.

Коэффициент готовности системы составляет 0,8.

5.9 Реализация функций АПТВ комплексом Микон

Система газоаналитическая шахтная многофункциональная "Микон 1Р" предназначена для непрерывного измерения параметров состояния промышленных и горно-технологических объектов (ГТО), в том числе параметров шахтной атмосферы и микроклимата, состояния горного массива, состояния основного и вспомогательного технологического оборудования, осуществления местного и централизованного диспетчерского ручного, автоматизированного и автоматического управления оборудованием, обмена информацией с диспетчерским пунктом, обработки информации, ее отображения и хранения.

Рис.2 Структура газоаналитической шахтной многофункциональной системы “Микон 1Р”

Многофункциональный компьютерный информационно - управляющий комплекса аппаратуры "Микон 1Р" (далее КОМПЛЕКС) может использоваться для автоматического управления проветриванием тупиковых выработок (далее АПТВ).

В режиме АПТВ КОМПЛЕКС используется для контроля поступления воздуха к забою тупиковой выработки от вентиляторов местного проветривания (далее ВМП), автоматического отключения электроэнергии при нарушении нормального режима проветривания выработки, автоматизированного управления ВМП, в том числе резервированным. Также КОМПЛЕКС выполняет функции автоматического газового контроля (далее АГК), автоматической газовой защиты (далее АГЗ), телеизмерения (ТИ), телесигнализации (ТС) и телеуправления (ТУ).

5.10 Комплекс в режиме АПТВ

КОМПЛЕКС в режиме АПТВ обеспечивает:

1. Непрерывный автоматический контроль скорости воздуха, поступающего к забою тупиковой выработки по вентиляционному трубопроводу

2. Регулируемая выдержка времени на включение группового аппарата (пускателя, станции КРУВ или высоковольтного распределительного устройства - далее ГА), питающего электроприемники подготовительной выработки в пределах от 5 до 20 мин с момента выдачи датчиком скорости сигнала о нормальном проветривании выработки.

3. Автоматическое отключение группового аппарата с регулируемой выдержкой времени от 30 до 120 с с момента выдачи датчиком скорости сигнала о нарушении нормального проветривания выработки.

4. Отключение группового аппарата без выдержки времени при отключении пускателя ВМП.

5. Автоматизированное местное и централизованное диспетчерское управление рабочим и резервным ВМП.

6. Импульсное включение пускателя рабочего или резервного ВМП, обеспечивающее плавное заполнение вентиляционного трубопровода воздухом.

7. Автоматическое включение резервного ВМП при отключении рабочего ВМП.

8. При поступлении команды на запуск ВМП или при автоматическом повторном включении ВМП происходит включение рабочего ВМП, а в случае его невключения - запуск резервного ВМП (автоматический ввод резервного ВМП - далее АВР).

9. Автоматическое повторное импульсное включение (далее АПИВ) пускателя рабочего или резервного ВМП при восстановлении напряжения хотя бы на одном из них в течение времени от 60 до 110 с с момента исчезновения напряжения на аппаратуре и нулевую защиту пускателей при исчезновении питающего их напряжения на время более 110 с.

10. Разрешение на включение группового аппарата без выдержки времени 5...20 мин., по окончании автоматического повторного включения ВМП, если режим проветривания восстановился в течение времени, регулируемого в пределах от 30 до 120 с.

11. Автоматический перевод аппаратуры на резервную линию питания напряжением 36 В при исчезновении напряжения в рабочей линии и обратно при восстановлении напряжения рабочей сети. Питание элементов КОМПЛЕКСА, используемых для контроля расхода воздуха, осуществляется от пускателей ВМП, а элементов КОМПЛЕКСА, используемых для контроля содержания метана, - с ввода общего выключателя.

12. Выдачу сигналов в центральную диспетчерскую:

- о состоянии рабочего и резервного ВМП (включен/выключен);

- о величине скорости воздуха, подаваемого к забою, и об его снижении до величины, меньше заданной уставки;

- о наличии напряжения в рабочей и резервной сети;

- о снятии блокировки на включение группового аппарата и о состоянии группового аппарата (включен/выключен).

13. Местную световую сигнализацию о включенном или отключенном состоянии рабочего или резервного ВМП, о нормальном и аварийном режимах проветривания и разрешении на включение группового аппарата, наличии питания 36 В в основной и резервной сети.

14. Самоконтроль основных элементов КОМПЛЕКА в режиме АПТВ, защиту от замыкания и обрыва цепи линии связи с датчиком скорости.

15. Нормальную работу резервного (рабочего) ВМП при отключении на ремонт и для профилактических осмотров на пускателе рабочего (резервного) ВМП.

18. Задание параметров, определяющих работу КОМПЛЕКСА в режиме АПТВ:

- минимально допустимое пороговое значения скорости воздуха;

- длительность импульса и паузы и количество импульсов для импульсного запуска ВМП;

- выдержка времени на разрешение включения ГА после установления нормального режима проветривания;

- выдержка времени на отключение группового аппарата после прекращения нормального режима проветривания и выдержка времени на нормализацию режима проветривания при блокировке выдержки времени на включение группового аппарата без выдержки времени 5...20 мин по окончании АПВ ВМП.

17. Измерение концентрации метана в точках контроля, определяемых требованиями АГК, и отключение аппаратов электроснабжения, используемых при электропитания оборудования, установленного в тупиковой выработке, определяемых требованиями АГЗ.

18. Телесигнализацию и телеизмерение концентрации метана в точках контроля, определяемых требованиями АГК и "РУКОВОДСТВА по эксплуатации систем управления ВМП и контроля проветривания тупиковых выработок угольных шахт".

5.10 Устройство КОМПЛЕКСА в режиме АПТВ

Общие сведения

В режиме АПТВ КОМПЛЕКС состоит из подземного вычислительного устройства ПВУ, датчика скорости воздуха QВ, датчиков концентрации метана CH4, источников питания ИП, блока трансформаторного БТ, блока автоматического ввода резерва БАВР, кнопочных постов КУВ. На рис.1 показана базовая структура КОМЛЕКСА в режиме АПТВ. На рисунке у линий связи и питания проставлены их порядковые номера и количество проводников в них. Для ПВУ без встроенных кнопок управления используется схема, приведенная на рис.1.а, для ПВУ со встроенными кнопками управления - на рис.1.б.

а) ПВУ оборудовано кнопочным постом

б) ПВУ без кнопочного поста

Рис.1. Базовая структура КОМЛЕКСА в режиме АПТВ

ИП преобразуют напряжение переменного тока ~36 В в постоянное напряжение 12 В, которое через линии питания подается на ПВУ и используемые датчики КОМПЛЕКСА. ИП оборудованы аккумуляторной батареей, работающей в буферном режиме, что обеспечивает безударное переключение с рабочей линии питания на резервную.

БТ используется для преобразования напряжения питания ~660В от общего выключателя, используемого для электроснабжения средств АГК и АГЗ, в напряжение питания КОМПЛЕКСА ~36В. В дальнейшем эта линия электроснабжения КОМПЛЕКСА в режиме АПТВ называется основной или рабочей. В качестве основного источника напряжения также может использоваться напряжение ~36В, снимаемое с пускателя рабочего ВМП.

БАВР используется для автоматического перевода КОМПЛЕКСА в режиме АПТВ на резервную линию питания напряжением ~36 В при исчезновении напряжения в основной линии и обратно при восстановлении напряжения основной сети. Резервное питание ~36В поступает с пускателя резервного ВМП.

БПР используется для подключения релейных выходов ПВУ к неискробезопасным цепям управления отключающих катушек аппаратов электроснабжения напряжением до 660В, например, при воздействии на КРУВ.

QВ предназначен для контроля скорости воздуха, поступающего по вентиляционному трубопроводу от ВМП к забою тупиковой выработки.

Кнопочные посты управления (КУВ) служат для подачи сигналов управления на ПВУ в режиме АПТВ или непосредственно на пускатели рабочего и резервного ВМП при отказе КОМПЛЕКСА. КУВ используется также для дистанционного управления групповым аппаратом. Если ПВУ оборудованы встроенными кнопками, то КУВ используется только для управления вентиляторами в случае отказа работы КОМПЛЕКСА в режиме АПТВ.

КУВ используются также для управления групповым аппаратом и располагаются в 20...50 м от забоя тупиковой выработки. Включение и отключение ГА может осуществляться оператором (диспетчером) шахты по командам, передаваемым по телефону из забоя тупиковой выработки с последующей обратной связью от оператора.

Для реализации функций АГК и АГЗ в состав КОМПЛЕКСА в режиме АПТВ входят датчики метана. При необходимости могут использоваться датчики концентраций других газов (оксид углерода, водорода, кислорода и т.д.).

ПВУ обрабатывает информацию, поступающую от QВ о скорости воздуха в вентиляционном трубопроводе, от CH4 о концентрации метана в точках контроля, от пускателей рабочего и резервного ВМП о состоянии вентиляторов, от БАВР о наличии напряжения ~36В в основной и резервной линии питания, от встроенных кнопок или КУВ о командах управления рабочим и резервным ВМП, от ИП о наличие питания ~36В. На основе собираемой информации ПВУ формирует сигналы управления пускателями рабочего и резервного ВМП и групповым аппаратом. При необходимости воздействия на аппаратуры электроснабжения с неискробезопасными цепями управления используются БПР.

ПВУ могут быть оборудованы кнопками, которые могут использоваться для проверки исполнительных цепей КОМПЛЕКСА в режиме АГЗ и управления аппаратурой электроснабжения.

Все функции АПТВ, АГК, АГЗ, ТУ и ТС реализуются на основе ПВУ программным способом. VPP позволяет пользователю создавать программы на языке "релейной логики" в схем функционирования ПВУ (далее ДИАГРАММ).

На рис.2...8 показаны схемы внешних соединений КОМПЛЕКСА в режиме АПТВ с пускателями ВМП и групповым аппаратом.

При использовании ВМП без резервирования блок автоматического ввода резерва БАВР не используется.

Подземное вычислительное устройство

Подземное вычислительное устройство является модульным специализированным перепрограммируемым микропроцессорным вычислительным устройством и предназначено для сбора и первичной обработки информации, выработки управляющих сигналов, обмена данными и командами с наземными вычислительными устройствами. ПВУ оборудовано жидкокристаллическим дисплеем, светодиодными индикаторами, клавиатурой и кнопками управления.

Подробное описание датчика дано в "Многофункциональный информационно-управляющий комплекс аппаратуры "Микон 1Р". Подземное вычислительное устройство VAL101P (ПВУ). Техническое описание и инструкция по эксплуатации".

Кроме ПВУ VAL101P в КОМПЛЕКСЕ, работающем в режиме АПТВ, могут применяться подземные вычислительные устройства, разрешенные к использованию в угольных шахтах в составе КОМПЛЕКСА.

Датчик скорости воздуха (QВ)

Датчики скорости воздуха TX1322 или TX5922 (QВ) предназначены для непрерывного стационарного измерения скорости воздушного потока в трубопроводах, шахтных выработках, вентиляционных системах угольных предприятий, в том числе шахтах опасных по газу и пыли.

Основным элементом QВ является измерительная головка с профилированным отверстием и расположенной в нем трапецеидальной призмой и ультразвуковыми датчиком и приемником. Обтекание воздухом призмы в профилированном отверстии сопровождаются образованием воздушных вихрей, количество которых зависит от скорости движения воздуха. Ультразвуковой датчик измеряет характеристики воздушных вихрей и преобразует их в сигнал напряжения в диапазоне 0.4 ... 2 В, соответствующий скорости движения воздуха в диапазоне 0.5 ... 30 м/с. QВ имеет возможность его настройки на различные верхние пределы диапазона измерения скорости воздушного потока от 5 до 30 м/с.

6. Электроснабжение

6.1 Электроснабжение шахты

Электроснабжение шахты “Воркутинская” осуществляется по двум ЛЭП-35кВ от ЦРП при Воркутинской ТЭЦ “Комиэнерго”. Линии электропередач 35 кВ выполнены на одноцепных опорах проводом марки АС-120. Общая протяженность ЛЭП-35кВ составляет 4 км. На промплощадке шахты установлена главная понизительная подстанция (ГПП). На ГПП шахты напряжения - 35 кВ понижается до 6 кВ с помощью четырех трансформаторов типа ТМ-5600/35/6. С РУ-6кВ напряжение по кабельным линиям подается к высоковольтным электроприемникам поверхности и в шахту. Для питания низковольтных электроприемников шахты на ГПП установлены два трансформатора ТМ-1000/6/0,4.

6.2 Электроснабжение и электрооборудование поверхности

На поверхности используют напряжения:

6 кВ - для распредустройств и трансформаторных подстанций технологических комплексов, а также электроприводов некоторых стационарных установок;

380 В - для низковольтных электроустановок;

220 В - для сети электроосвещения, ручных машин и инструментов;

36 В - для ремонтного освещения.

Улучшение качества напряжения и обеспечение требуемых показателей режима электропотребления в пределах допустимого достигается разделением питания подземных и поверхностных электроустановок на стороне 6 кВ, установкой на подстанциях промплдощадок силовых трансформаторов с устройством для регулирования напряжения под нагрузкой, применением АЧР и конденсаторных батарей с автоматическим регулированием реактивной мощности согласно фактическому потреблению.

Электрооборудование объектов поверхности шахты комплектуются электродвигателями в зависимости от классов помещений по взрывопожароопасности, в которых они устанавливаются.

Защита электродвигателей от перегрузки осуществляется тепловыми реле магнитных пускателей, защита распределительных сетей от токов короткого замыкания предохранителями или автоматическими выключателями.

Для силовых и осветительных сетей принимаются кабели марок ААБЛУ-6, ААШВУ-6, СБГУ-6, АВВГ-0,66, ВВГ-0,66, АБРБГ-0,66 и ВРБГ-0,66. Кабели с медными жилами принимаются для прокладки в помещениях с взрывоопасной средой класса В-Iа. На площадках кабели прокладываются по эстакадам, в траншеях и по стенам зданий и сооружений, бронированные кабели прокладываются на эстакадах, совмещенных с технологическими трубопроводами. Распределительные сети внутри зданий и сооружений прокладываются по стенам и под перекрытиями на конструкциях.

На основной промплощадке в работе трансформаторные подстанции 6/0,4 - 0,23кВ, которые питают: обогатительную фабрику, механический цех, сортировку, очистные сооружения, котельную и вакуум-насосную.

6.3 Электроснабжение и силовое электрооборудование подземных

потребителей

Передача и распределение электроэнергии к подземным токоприемникам блока “Северный” осуществляется по существующей схеме. В околоствольных выработках стволов основной промплощадки оборудованы две центральные подземные подстанции:

ЦПП-1 горизонта минус 255 м, от которой запитываются электродвигатели насосов главного водоотлива и трансформаторные подстанции для низковольтных потребителей в руд дворе горизонта минус 255 м;

ЦПП-2 горизонта минус 510 м, от которой запитываются: электродвигатели насосов главного водоотлива горизонта минус 510 м; трансформаторные подстанции для низковольтных электроустановок в околоствольных выработках горизонта минус 510 м; через высоковольтные распределительные пункты (РПП-314, РПП-313, РПП-311, РПП-316) водоотлив горизонта минус 745 м и трансформаторные подстанции электроустановок очистных и подготовительных работ, магистрального, участкового и вспомогательного транспорта.

Электроснабжение подземных электроустановок блока “Центральный” в настоящее время осуществляется от ЦПП-3, оборудованной в руддворе горизонта минус 510 м вентиляционного ствола № 1. Питание ЦПП-3 выполнено по трем реактированным вводам от ПС-6кВ на промплощадки вентиляционного ствола № 1.

Напряжения для подземных электроустановок:

6кВ - для ряда стационарных водоотливных электроустановок и передвижных трансформаторных подстанций;

0,66кВ - для передвижных, стационарных и полустационарных электроустановок;

127В - для сети электроосвещения, ручных машин и инструментов.

В связи с применением механизированных комплексов высокой энерговооруженности необходим перевод питания электрических машин очистных забоев с напряжение 0,69 кВ на 1,2 кВ.

Распределительные силовые и осветительные сети на напряжение до 1,2кВ и 6кВ приняты с изолированной нейтралью. Схема распределительных сетей радиальная.

Сечение стволовых кабелей выбирается исходя из условия обеспечения передачи расчетной мощности к ЦПП и нормальной работы шахты при выходе из строя одной из взаимно резервирующих линий по длительно допустимому току с учетом перегрузки в аварийном режиме 15%.

ЦПП и РПП комплектуются распределительными устройствами 6кВ из высоковольтных взрывобезопасных ячеек типа КРУВ-6 и РВД-6, трансформаторными подстанциями собственных нужд типа ТСВП и распределительными устройствами 0,66 кВ, состоящими из фидерных автоматов АВ-400, электромагнитных пускателей ПВИ и пусковых агрегатов АПШ.1.

Трансформаторные подстанции принимаются типа ТСВП, ТСШВП и ЕН, мощностью 400 и 630кВА и напряжением 660 и 1140В.

Центральные подземные подстанции размещаются в камерах, оборудованных в околоствольных выработках рядом с насосными установками главного водоотлива. Распределительные пункты 6кВ размещаются в специальных камерах, предусматриваемых в сбойках между магистральными выработками. Распределительные устройства 6кВ и трансформаторные подстанции капитальных уклонов блока “Центральный”, магистрального конвейерного транспорта горизонта минус 510 м, северного и южного магистральных конвейерных штреков горизонта минус 780 м устанавливаются в камерах с пускорегулирующей аппаратурой конвейеров, подъемной машины, верхней и нижней приемных площадок.

Передвижные трансформаторные подстанции для питания электроприемников очистных и подготовительных работ, а также участкового и вспомогательного транспорта размещаются на промежуточных штреках, бремсбергах и уклонах участков и у перегрузочных пунктов.

Для всех механизмов подземных выработок, кроме подъемных машин и конвейеров 2ЛУ120В, приняты асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором во взрывобезопасном исполнении.

Для ППМ Ц-2,5х2 и конвейеров 2ЛУ120В приняты асинхронные электродвигатели с фазным ротором во взрывобезопасном исполнении.

Пусковая и защитная аппаратура принята во взрывобезопасном исполнении из электромагнитных пускателей типа ПВИ, ПВИР, ПМВИР; выключателей типа АВ-400, АФВ; станций управления КЭ 10040, СУВ-350, EH-dG-A6.

Питание сети освещения предусматривается от пусковых агрегатов. В качестве осветительной арматуры принимаются взрывобезопасные светильники с люминесцентными лампами типа ЛСР01-20 и с лампами накаливания типа С3В-60 напряжением 127В.

Электрическое освещение от сети предусматривается во всех камерах и выработках в соответствии с действующими “Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах”. Нормы освещения и расстояния между светильниками приняты согласно “Правилам технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт”.

Подземные стационарные сети запроектированы бронированными кабелями с медными жилами с бумажной и резиновой изоляцией с негорючим покровом марок ЦСКЛУ, СБГУ-6, СБГУ-1, СБУ-6, СБУ-1, ВРБ, СРБ.

Для передвижных механизмов и нестационарных подстанций приняты кабели марок КГЭШ и КОГВЭШ.

Для зарядки аккумуляторных батарей электровозов в преобразовательных подстанциях электровозных депо устанавливаются зарядные устройства ЗУК-155/230М-У5 и УЗА-160-320У5. Для питания зарядных устройств в преобразовательных устанавливаются трансформаторные подстанции типа ТСВП. Зарядные устройства подключаются к сети 660В через магнитные пускатели ПВИ-63. Со стороны выпрямленного тока посредством бронированных кабелей подключаются шинные коробки, устанавливаемые у зарядных столов.

Контроль и защита от утечек тока в подземных силовых и осветительных сетях осуществляется посредством блоков защиты, встроенных в комплектные распределительные устройства, трансформаторные подстанции и пусковые агрегаты. Кроме того, с помощью блокировочных реле утечки магнитных пускателей, производится контроль сопротивления изоляции кабеля, отходящего к электроприемнику, при отключенных силовых цепях.

При снижении сопротивления изоляции ниже допустимого реле утечки БРУ не допускает включение пускателя. Защита от утечек тока зарядных устройств производится с помощью аппарата РУВ-Зар.

В подземных выработках шахты предусмотрено устройство общей сети заземления, к которой присоединяются все объекты, подлежащие заземлению.

Главные заземлители монтируются в водосборнике и зумпфе вентиляционного ствола № 4. Местные заземлители устанавливаются у распределительных пунктов 6 и 0.66 кВ, передвижных трансформаторных подстанциях и электромашинных камер. В качестве заземляющих проводников используются стальная полоса, стальная броня, свинцовые оболочки и специальные жилы кабелей. Заземляющие проводники обеспечивают непрерывное электрическое соединение всех объектов, подлежащих заземлению, и местных заземлителей с главными заземлителями и общешахтной сетью заземления.

6.4 Расчет электроснабжения вентилятора главного проветривания

6.4.1 Определение расчетной мощности

Сводится к определению полной мощности , для чего необходимо определить активную расчетную мощность и расчетный коэффициент мощности . Расчетная активная мощность:

, (6.1)

где kс - коэффициент спроса, определяемый по формуле

; (6.2)

- номинальная мощность наибольшего двигателя на участке, кВт;

- установленная (суммарная) мощность двигателей участка, кВт:

. (6.3)

Составим таблицу 6.1 нагрузок:

Таблица 6.1

№ п/п	Наименование	Рном кВт	cos?		Iп, А
1	Двигатель СДС 3-18-39-20	2000	0,88	0,96	1320
2	ТМ-1000/6/0,4-0,23	850	0,85

9, кВт,

Расчетный , (6.4)

, .

После чего определяют полную расчетную мощность

, (6.5)

к ВА.

6.4.2 Расчет кабельной сети

Выбор сечения жил кабелей (по номинальному току соответствующих электродвигателей) производится в соответствии с условием .

Сечение магистрального кабеля определяют по расчетному току этого кабеля

, (6.6)

А,

принимаем два параллельных кабеля марки СБН 3x50 с длительно допустимым током А.

Определим расчётный ток в кабеле для трансформатора

А

6.4.3 Проверка сечения кабеля по допустимой потери напряжения

В нормальном режиме:

, (6.7)

где - потери напряжения соответственно в магистральном и питающем кабеле, В;

- допустимая потеря напряжения.

Для Uн = 6000В = 300В.

Потеря напряжения в магистральном кабеле:

, В. (6.8)

где - активное и индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км.

В.

В.

В. Условие выполняется.

В пусковом режиме:

Напряжение на зажимах электродвигателя при:

(6.9)

где напряжение холостого хода трансформатора; потеря напряжения от прочих работающих двигателей при на тех участках сети, по которым протекает пусковой ток двигателя, В;

; (6.10)

ток в магистральном кабеле от всех работающих двигателей, кроме пускаемого, А;

пусковой ток двигателя, (1320 А);

 ; коэффициент мощности двигателя при пуске,

В пусковом режиме должно соблюдаться условие .

Активная мощность без пускаемого двигателя:

, (6.11)

А,

В,

,

5856 4800 условие выполняется.

6.4.4 Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт сводится к определению суммарного сопротивления цепи от источника питания до предполагаемого места к.з., определению необходимых токов к.з.

, , (6.12)

где Z сопротивление сети от источника до точки короткого замыкания;

. (6.13)

кА,

Ом,

кА,

Ом.

6.5 Выбор комплектного распределительно устройства

Выбор КРУ сводится к выбору силового выключателя, так как другие элементы оборудования соответствуют его параметрам. Силовые выключатели выбираем по номинальному напряжению и току, роду уставки и условиям работы.

По расчётному току и номинальному напряжению выбираем КСО-2УМ.

Основные технические характеристики КРУ приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3

Наименование параметра, показатели	КСО-2УМ	Полученные данные
Номинальное напряжение, кВ	6; 10	6
Номинальный ток, А:	До 1000	213
Номинальный ток включения, кА	12,5; 20	19,25
Ток эл.динамической стойкости, кА	51
Ток термической стойкости, кА	20
Марка выключателя	ВБЭ-10-20/1600

7. Электропривод

7.1 Общие сведения

Для проветривания горных выработок на шахте «Северная» ОАО «Воркутауголь» на вентиляционном стволе №2 используется центробежный вентилятор типа ВЦД-47 с электроприводом по схеме комбинированного асинхронного машинно-вентельного каскада с двумя машинами постоянного тока рис. 7.1

Рис. 7.1. Схема электропривода вентилятора ВЦД-47

Электрооборудование вентилятора состоит из асинхронного двигателя мощностью 3200 кВт (Ml на рис.7.1), вспомогательной машины постоянного тока М2 мощностью 1600 кВт и преобразовательного агрегата, состоящего из машины постоянного тока МЗ (2200 кВт) и синхронного двигателя М4 (2500 кВт).

7.2 Техническое задание

Техническое задание на электропривод вентилятора главного проветривания ВЦД-47 .

1 Назначение и область применения:

1.1 Электропривод предназначен для передачи крутящего момента ротору вентилятору главного проветривания ВЦД-47 .

2 Требования к электроприводу:

2.1 привод плавно регулируемый;

2.2 диапазон регулирования D=3:1;

2.3 синхронная частота вращения двигателя 500 об/мин;

2.4 требования по автоматизации:

2.5 сигналы аналоговые 0-10 В и цифровые;

2.6 посты управления:

2.6.1 один пост управления в диспетчерской и один пост управления в машинном зале. Блокировка поста управления в машинном зале осуществляется в диспетчерской. Связь по телефону.

3 Защита электропривода:

3.1 электропривод снабжается защитными устройствами, отключающими питание электродвигателя при исчезновении тока в любой фазе, при коротких замыканиях и недопустимой перегрузке Iн.пер=(1,25-1,31)Iном в течении 2 мин;

3.2 защита включения электропривода при нулевых значениях задания.

4 Условия эксплуатации:

4.1 диапазон температур (+1 - +40)°С;

4.2 относительная влажность 80% при 25°С;

4.3 требования к качеству электрической энергии Кнл8%;

4.4 коэффициент запыленности для двигателя 2мг/м3;

4.5 шкафы управления исполнения УХЛ, со степенью защиты от попадания посторонних предметов и влаги IP 44;

4.6 двигатели общепромышленного исполнения, со степенью защиты от попадания посторонних предметов и влаги IP 22.

5 Гарантии изготовителя:

5.1 гарантийный срок службы 2 года;

5.2 срок хранения 4 года;

5.3 назначенный срок службы 20 лет;

5.4 минимальное время между кап. ремонтами 10 лет.

Требования по надежности:

6.1 Коэффициент готовности 0,98

6.2 среднее время восстановления 30 мин.

Устройство и работа комплекта АВК

Преобразователь АВК представляет собой комплект, состоящий из выпрямителя В, инвертора И с системой управления СУ, сглаживающего дросселя Др и датчика тока ДТ. Выпрямитель представляет собой нерегулируемый трехфазный мост типа МВТ и преобразует переменный ток ротора с частотой скольжения в выпрямленный ток. Инвертор представляет собой трехфазный мостовой тиристорный преобразователь типа ПТТ и служит для создания регулируемой по величине противо - э.д.с, направленной встречно выпрямленному напряжению ротора, и рекуперации энергии скольжения в питающую сеть. Выпрямитель и инвертор выполнены конструктивно как отдельные изделия. В качестве дросселя Др применяют фильтрующие реакторы типа ФРОС.

Выпрямители и инверторы представляют собой конструктивно шкафы двухстороннего обслуживания высотой 2400 мм, глубиной 800 мм. В верхней части шкафа установлены силовые автоматические выключатели, через которые осуществляется подключение шкафа к роторной цепи асинхронного двигателя или же к питающей сети. Силовая часть мостов преобразователей выполнена на двухвентильных выемных блоках, которые крепятся на металлической панели и образуют воздушный канал. В нижней части шкафов установлен вентилятор системы охлаждения, обеспечивающий подачу на охладители вентилей струи воздуха со скоростью не менее 7 м/с.

Система управления преобразователем также имеет блочную конструкцию. Выемные блоки выполнены на печатных платах и вставлены в кассету. Последняя предусматривает с целью удобства обслуживания поворот на 90 градусов. Этим же обеспечивается свободный доступ к другим элементам преобразователя.

Совместно с преобразователями ПАВК станции управления осуществляют дистанционное управление асинхронными двигателями по схеме АВК, включая пуск и остановку, а также защиты низковольтных двигателей от перегрузок и коротких замыканий.

Станции управления рассчитаны на номинальные токи 320, 630, 875 и 1250 А и напряжение 500, 680 и 1300 В. Цепи управления станций выполнены на напряжение 220 В переменного тока.

Конструктивно станции представляют собой панели управления с задним присоединением проводов и шин, встроенные в шкафы высотой 2400 и глубиной 800 мм с двухсторонним обслуживанием. Такая конструкция станций управления позволяет комплектовать их вместе с выпрямителями и инверторами в крупноблочные комплектные устройства, выполненные в соответствии с нормами электротехники.

Управление преобразователем (его системой управления СУ) осуществляется задатчиком скорости ЗС с корректировкой программы пуска по сигналам датчика действительной скорости (тахогенератора ТГ) и датчика тока ДТ.

Для получения режима динамического торможения двигателя необходимо отключение обмотки статора двигателя от сети переменного тока и подключение его к источнику постоянного тока. Специфика этого режима в схеме АВК заключается в том, что энергия торможения рекуперируется через инвертор в питающую сеть, а не теряется в роторных сопротивлениях. При частоте вращения двигателя выше синхронной обеспечивается режим генераторного торможения, причем для создания достаточного магнитного поля статора двигатель должен подсоединяться к питающей сети.

В асинхронно - вентильном каскаде с неуправляемым роторным выпрямителем направление потока мощности в роторной цепи однозначно: от ротора к инвертору. Поэтому при частоте вращения ротора ниже синхронной обеспечивается только двигательный режим.

Основными режимами работы двигателя в схеме АВК являются двигательный и динамическое торможение. При этом оборудование динамического торможения в комплект поставки преобразователей и станций управления не входит.

В преобразователях ПАВК предусмотрены защиты: от перенапряжений, внутренних и внешних коротких замыканий, перегрузки по току, прекращения охлаждения силовых вентилей.

Выбор основных параметров регулируемого по системе АВК электропривода ВГП

Таблица 7.1 Паспортные данные вентилятора главного проветривания ВЦД-47

Параметры	Ед. изм.	Значение
Диаметр рабочего колеса	мм	4700
Максимально допустимая частота вращения	об/мин	500
Максимальная теоретически потребляемая мощность	кВт	4000
Статическое давление	кгс/м2	80-815
Статический коэффициент полезного действия	-	0,6-0,865
Маховый момент вращающихся частей	кгм2	106000

7.3 Выбор электродвигателя

Проверочный расчет по выбору электродвигателя был проведен в пункте 2.2.

Выбираем асинхронный двигатель с фазным ротором АКС-17-76-12УХЛ4. Паспортные данные двигателя:

Номинальная мощностьР2н = 3200 кВт

Номинальная частота вращенияn= 490 об/мин

Угловая скорость?0 = 51,29 1/с

Линейное напряжение, подводимое к обмотке статораUл = 6 кВ

Номинальный ток ротораI2н = 875 А

Напряжение на кольцах ротораU2н = 680 В

Кратность моментовМк = 2,3

Коэффициент полезного действия?=95,5%

Коэффициент мощностиcos?= 0,86

Номинальное скольжениеSн = 2 %

Частота тока в сетиf = 50 Гц

Номинальный ток статораI1н = 369 А

Активное сопротивление обмотки статораR1= 0,6 Ом

Реактивное сопротивление обмотки статораХ1 = 5,67 Ом

Активное сопротивление обмотки ротора R'2 = 0,01 Ом

Реактивное сопротивление обмотки ротораХ'2 = 0,096 Ом

Приведем сопротивления АД к ротору. Коэффициент приведения будет равен:

,(7.1)

,

, Ом,(7.2)

Ом,

, Ом,(7.3)

Ом.

Суммарные активное и индуктивное сопротивления фазы АД, приведенные к ротору:

, Ом,(7.4)

, Ом,

, Ом,(7.5)

, Ом.

7.4 Расчет и выбор элементов вентильных преобразователей

Так как мощность АД пропорциональна скорости в кубе, то минимальная регулируемая угловая скорость определяется из пропорции:

(7.6)

Максимальное скольжение при этом равно:

,(7.7)

.

Минимальное скольжение с учетом ?max=?0 находится по формуле:

,(7.8)

.

7.5 Расчет роторного выпрямителя

Максимальное значение выпрямленного тока:

, А,(7.9)

А.

Ток через вентиль роторной группы:

,А,(7.10)

А.

Максимальное обратное напряжение на вентиле роторной группы (где Smax -максимальный диапазон регулирования исходя из равенства предела регулирования 40 %):

, В,(7.11)

В.

Выбираем диод Д143 - 1000.

Максимальный средний прямой ток IFAVm = 1000 А ; URRm = 400 В.

7.6 Расчет вентилей инвертора

Вентили выбираются исходя из выпрямленного тока и напряжения вторичной обмотки согласующего трансформатора. Ток через вентиль инверторной группы равен: IVS =909,35 А.

Обратное напряжение на вентиле инверторной группы (тиристоре) (где Е2Т -- вторичное напряжение согласующего трансформатора):

, В,(7.12)

В.

Выбираем тиристор ТБ 253 - 1000 IFAVm = 1000 А ; URRm = 400 В

Расчет и выбор согласующего трансформатора и дросселя в цепи выпрямленного тока

Регулирование АД происходит в верхнем диапазоне скоростей, при этом напряжение на роторе (U2нSmax=263,84 В) значительно меньше напряжения сети, поэтому для улучшения энергетических показателей необходим согласующий трансформатор.

Во избежании прорыва инвертора минимальный угол инвертирования принимают ? min > 15 (град) cos ? =0,966

Линейное напряжение вторичных обмоток трансформатора:

,В,(7.13)

В.

Величина выпрямленного тока ротора, соответствующая длительной нагрузки двигателя:

, А,(7.14)

А.

Ток вторичной обмотки трансформатора:

, А,(7.15)

А,

где: Kj = 0,815 - коэффициент схемы инвертора (для трехфазной мостовой).

Число фаз вторичной обмотки трансформатора mт = 3

Мощность трансформатора:

,В·А,(7.16)

В·А.

Обмоточные данные трансформатора:

относительное значение: ек = 4,8 %;

линейное напряжение первичной обмотки трансформатора: Е1Т = 6000 В.

Напряжение короткого замыкания трансформатора:

, В,(7.17)

В.

Коэффициент трансформации:

,(7.18)

.

Ток первичной обмотки трансформатора:

,А,(7.19)

А.

Потери короткого замыкания:

, Вт,(7.20)

Вт.

Активное сопротивление трансформатора:

,Ом,(7.21)

Ом.

Полное сопротивление трансформатора:

,Ом,(7.22)

Ом.

Реактивное сопротивление трансформатора:

,Ом,(7.23)

Ом.

Uл = 6000В Е2T = 273,13 В I1T =39,6 А I2Т = 870 A Sтp = 137354,39 ВА.

Выбирается сухой трансформатор ТСП - 250/0,7 - УХЛ4.

Его параметры: Sтр = 250 кВт.

Относительное значение напряжения короткого замыкания: ек = 0,073

Относительное значение тока холостого хода: Iхх =6%

Индуктивность сглаживающего дросселя выбирается из условия:

,

Гн,

Гн.

Дроссель выбирается в диапазоне от 0,0018 Гн до 0,003 Гн.

Выбираем сглаживающий дроссель СРОС - 125/0,5 УЗ.

Параметры дросселя:

Lсд = 0,0024 Гн IdH = 1067,5 А IСД = 765 А.

Активное сопротивление дросселя: RСД = 0,0012 Ом.

Реактивное сопротивление дросселя: ХСД = 0,32 Ом.

Выбираем тип агрегата ТДП2-1250/400-2Т со станцией управления ШДУ6904.

Таблица 7.2. Характеристики ТДП2-1250/400-2Т

тип агрегата	UH, В (ротора)	Ток агрегата (ток фазы ротора), А	Напряжение питающей сети (трансформатора), В
		Iном, А	Iмакс, А
ТДП2-1250/400-2Т	700	1250	2200	2x400

Структура САУ ЭП и синтез регуляторов

Исследование переходных процессов, протекающих в электроприводе, проводились на персональном компьютере с помощью пакета прикладной программы MATLAB 6.5 в соответствии со схемой, представленной на рис. 7.3.

В системе присутствует статическая ошибка. Во внутренний контур тока включен ПИ - регулятор. Во внешний контур скорости включен П - регулятор.

Расчет параметров математической модели.

Рис. 7.2. Структурная схема САУ ЭП подчиненного регулирования

Уравнения, описывающие асинхронный двигатель в координатах ,, выглядят следующим образом:

(5.2)

Преобразовав их, можно получить:

, (5.3)

, (5.4)

, (5.5)

, (5.6)

Мэ = 3/2*Lmp(IrIs - IrIs), (5.7)

, (5.8)

-суммарный момент инерции ротора двигателя и инерции вращающейся части вентилятора приведенной к валу двигателя.

Рассчитаем параметры структурной схемы для реализации её в Mathlab:

Параметры электродвигателя АКС-17-76-12УХЛ4

PH = 3200 кВт, UH = 6 кВ, ns =500 об/мин, nn = 490-1, fH = 50 Гц, = 0,86,

In = 18А, mk = 2,3 ik =6 ,

Уравнения, описывающие асинхронный двигатель в координатах ,, выглядят следующим образом

1. Номинальное скольжение

(5.9)

2. Критическое скольжение

(5.10)

3. Конструктивный коэффициент (5.11)

4. Сопротивление статора

Ом (5.12)

5. Сопротивление ротора

Ом (5.13)

6. Индуктивность статора и ротора

Гн (5.14)

7. Индуктивность рассеяния статора и ротора

Гн (5.15)

8. Взаимоиндукция

Гн (5.16)

9. Угловая скорость ротора

(5.17)

10. Синхронная скорость поля статора

(5.18)

11. Реактивное сопротивление ротора

Ом (5.19)

12. Реактивное сопротивление статора

Ом (5.20)

13. Реактивное сопротивление взаимоиндукции

Ом (5.21)

Rs = 3,32 Ом; Rr = 4,782 Ом; Xm = 466,68 Ом; Lm = 2,971 Гн; Xs = 474,38 Ом;

Ls = 3, Гн; Xr = 455,4 Ом; Lr = 3,02 Гн; Рп = 4; J? = 6,88 кгм2.

(5.22)

, (5.23)

, (5.24)

, (5.25)

, (5.26)

, (5.27)

, (5.28)

, (5.29)

7.7 Расчет регуляторов. Расчет регулятора тока

В качестве регулятора тока выбираем ПИ - регулятор. Настраиваем регулятор на технический оптимум.

Рис. 7.3 Структурная схема контура регулирования тока

Передаточная функция объекта имеет вид

(5.30)

Передаточная функция ПИ - регулятора имеет вид:

(5.31)

где - динамический коэффициент регулятора

- постоянная времени интегрирующей части регулятора

Принимаем настройки регулятора

; (5.32)

Подставив значения, получим

Передаточная функция разомкнутого контура имеет вид:

(5.34)

Передаточная функция замкнутого контура по управляющему воздействию:

Wi(p) = (5.35)

Строим переходную характеристику регулятора.

Рис. 7.4. Переходная характеристика регулятора тока