Izbira električnega pogona za transporterje

Kljub veliki konstrukcijski raznolikosti transporterjev jih lahko pri izbiri električnega pogona združimo v eno značilno skupino. Najprej je treba opozoriti, da ti mehanizmi zaradi tehnoloških pogojev običajno ne potrebujejo nadzora hitrosti.

Le nekaj transporterjev uporablja plitvo regulacijo hitrosti v območju 2:1 za spreminjanje hitrosti delovanja. Transportni motorji delujejo v različnih okoljskih pogojih, pogosto v prašnih, vlažnih prostorih z visokimi ali nizkimi temperaturami, na prostem, v delavnicah z agresivnimi okolji itd.

Značilnost transporterjev je velik statični moment upora v mirovanju, ki zaradi različnih razlogov praviloma presega nominalno, vključno s strjevanjem maziva v drgnjenih delih. Tako se na električni pogon transporterjev nalagajo zahteve po visoki zanesljivosti, enostavnosti vzdrževanja in zagotavljanju povečanega zagonskega navora.

V nekaterih primerih se pojavijo dodatne zahteve za zagotovitev nemotenega zagona, preprečevanje zdrsa jermena, nadzor majhne hitrosti in usklajeno vrtenje več električnih pogonov. Vse te zahteve ustrezno izpolnjujejo indukcijski motorji s kletko ali faznim rotorjem.

Izbira moči pogonskega motorja transportnega traku poteka po metodi postopne konvergence skupaj z izračunom in izbiro vse mehanske opreme. Prva faza izračuna je približna določitev vlečne sile in napetosti, v skladu s katero se izvede predhodna izbira moči motorja in izbira mehanske opreme. Na drugi stopnji izračuna je zgrajen posodobljen graf napetostne odvisnosti ob upoštevanju izgub vzdolž dolžine transporterja. Po risanju grafa se izberejo mesta za namestitev električnega pogona, motor in mehanska oprema se preveri glede na nastalo silo in napetost.

Znano je veliko število formul za približno določanje vlečne sile in napetosti transporterja, predlaganih na podlagi izkušenj pri načrtovanju in delovanju transporterjev. Eden od njih izgleda takole:

kjer je T napetost transportnega traku, N; F je napor, ki ga mora elektromotor premagati, N; T0 - prednapetost, N; Fп je napor zaradi dvigovanja bremena, N; ΔF je skupna sila, ki jo povzročijo torne sile na odsekih tekočega traku, N.

Glede na napor in napetost v vlečnem elementu transporterja se izvede predhodna izbira motorne in mehanske opreme.Formule za izračun izgub v bobnih, zobnikih, blokih in drugih elementih opreme najdete v posebni literaturi o mehanskem delu transporterjev.

Za izdelavo diagrama vlečne sile je pot transportnega traku narisana z vsemi vzponi in spusti, ovinki, pogonskimi in napenjalnimi postajami, vodilnimi bloki in bobni. Nato, če izhajamo iz najmanj obremenjenega odseka transportnega traku, se upoštevajo izgube v vsakem elementu in dobimo napetost vlečnega elementa po celotni dolžini. Na sl. 1 prikazuje diagrame vlečnih sil tračnih in verižnih transporterjev z enim motornim električnim pogonom.

riž. 1. Diagram vlečnih sil v tračnih (a) in verižnih (b) transporterjih: a — pogonska postaja; b — napetostna postaja.

Moč pogonskega motorja transportnega traku je določena s formulo

tukaj P - moč motorja, kW; FH - sila na prihajajočem odseku vlečnega elementa, N; v je hitrost gibanja vlečnega elementa, m / s; η — učinkovitost pogonskega mehanizma.

Pri načrtovanju tračnih transporterjev se po izrisu diagrama vlečne sile določi lokacija pogonske postaje na transportni progi. Električni pogon dolgih transporterjev, na primer transportnih sistemov z velikim pretokom, je nepraktičen z enim motorjem, saj je v tem primeru precejšen napor vložen v mehansko opremo, ki se nahaja v bližini pogonske postaje.

Preobremenitev določenih odsekov transportnega traku vodi do dejstva, da se dimenzije mehanskega dela in zlasti vlečnega elementa močno povečajo.Da preprečimo pojav velikih vlečnih sil, transporterje poganja več pogonskih postaj. V tem primeru se v vlečnem elementu pogonske postaje ustvari sila, ki je sorazmerna statičnemu uporu samo enega odseka, vlečni element pa ne prenaša sil za pogon celotnega transporterja.

Če je na tračnem transporterju več pogonskih postaj, se mesto njihove namestitve izbere glede na diagram vlečne sile, tako da je vlečna sila motorjev več postaj približno enaka sili enomotornega električnega pogona ( Slika 2).

riž. 2. Shema vlečnih sil tračnega transporterja: a - z enomotornim električnim pogonom; b — z večmotornim električnim pogonom.

Vendar je treba upoštevati, da je za končno izbiro moči motorja pogonske postaje potrebno sestaviti posodobljen diagram vlečnih sil za vsako vejo. Ta izboljšava je posledica dejstva, da vsota naporov vseh odsekov morda ni enaka sili z enomotornim pogonom, ki je določena z zmanjšanjem preseka vlečnega elementa in ustreznim zmanjšanjem izgub zaradi trenja z večmotornim pogonom.

Upoštevajte, da je pri velikih tračnih transporterjih, kjer moč motorja doseže desetine in stotine kilovatov, dolžina poti med pogonskimi postajami najpogosteje približno 100-200 m. Treba je opozoriti, da je strukturna integracija pogonskih postaj v transporterju povezana z določenimi težavami, zlasti pri tračnih transporterjih ... Zato so najprimernejša mesta za njihovo namestitev končne točke poti.V nekaterih podjetjih dolžina nesekcijskih transporterjev doseže 1000-1500 m.

Namestitev več pogonskih postaj na tračnem transporterju praviloma vodi do povečanja zmogljivosti večmotornega električnega pogona v primerjavi z enim. To je odvisno od dejstva, da lahko na primer pri zagonu tekočega traku motor deluje v prostem teku.

Ko se obremenitev poveča, se vklopi drugi motor in nato naslednji. Če se obremenitev zmanjša, se lahko motorji delno izklopijo. Ta stikala zmanjšajo čas delovanja motorjev pri nizki obremenitvi in ​​povečajo njihovo zmogljivost. V primeru blokade transportnih trakov zaradi transportiranih materialov, povečanja statičnega momenta zaradi strjevanja maziva itd., je možno zagnati vse motorje skupaj, da se ustvari povečan začetni navor.

Pri izbiri sistema za krmiljenje električnega pogona tračnih transporterjev je zelo pomemben pravilen izračun elastičnih deformacij vlečnega elementa in pospeškov, ki se lahko pojavijo med prehodnimi procesi. Pojdimo k sl. 3, ki prikazuje grafe spremembe hitrosti ob zagonu motorja prihajajočega 1 in izteku 2 vej traku. Transportni trak poganja indukcijski motor z veverico, pri čemer se predpostavlja, da je statični navor gredi motorja konstanten.

Narava spremembe hitrosti v vejah 1 in 2 transporterja bo v veliki meri odvisna od dolžine traku.Za majhno dolžino transporterjev, približno nekaj deset metrov, so grafi sprememb hitrosti vej 1 in 2 čez čas bosta blizu drug drugemu (slika 3, a). Seveda se bo v tem primeru veja 2 začela premikati z nekaj zamika glede na vejo 1 zaradi elastične deformacije traku, vendar se hitrosti vej precej hitro izravnajo, čeprav z nekaterimi nihanji.

Situacija je nekoliko drugačna pri vožnji transportnih trakov z dolgimi trakovi, približno sto metrov. V tem primeru se lahko zagon z mesta izhodne veje 2 transportnega traku začne, ko pogonski motor doseže konstantno hitrost (slika 3, b). Na dolgih tračnih transporterjih lahko opazimo zamudo pri začetku gibanja odsekov traku na razdalji 70-100 m od vhodne veje pri konstantni hitrosti motorja. V tem primeru se v pasu ustvari dodatna elastična napetost in vlečna sila se z udarcem prenese na naslednje odseke pasu.

Ko vsi deli tekočega traku dosežejo enakomerno hitrost, se elastična napetost traku zmanjša. Vrnitev shranjene energije lahko privede do povečanja hitrosti traku v primerjavi s stacionarnim in do njegovih nihanj (slika 3, b). Takšna prehodnost vlečnega elementa je izjemno nezaželena, saj vodi do povečane obrabe jermena in v nekaterih primerih do trganja.

Te okoliščine vodijo do dejstva, da so zaradi narave zagona in drugih prehodnih procesov v električnem pogonu tračnih transporterjev postavljene stroge zahteve za omejitev pospeška sistema. Njihovo zadovoljstvo vodi do določenega zapleta električnega pogona: pojavijo se večnivojske nadzorne plošče za asinhrone motorje s faznim rotorjem, dodatna obremenitev, zagonske naprave itd.

riž. 3. Diagrami hitrosti različnih odsekov tračnega transporterja ob zagonu.

Najenostavnejši način za omejitev pospeška v električnem pogonu tračnih transporterjev ob zagonu je krmiljenje reostata (slika 4, a). Prehod iz ene zagonske karakteristike v drugo zagotavlja gladko pospeševanje sistema. Podobna rešitev problema se pogosto uporablja na tračnih transporterjih, vendar vodi do znatnega povečanja velikosti nadzornih plošč in zagonskih reostatov.

V nekaterih primerih je bolj smotrno omejiti pospešek električnega pogonskega sistema z dodatnim zaviranjem gredi motorja med zagonom, saj ustvarjanje dodatnega zavornega momenta MT zmanjša dinamični navor (slika 4, b). Kot je razvidno iz grafov, je pospešek sistema umetno zmanjšan zaradi pojemka, zaradi česar se zmanjšajo nihanja hitrosti v vstopni in izstopni veji transporterja. Na koncu zagona je treba vir dodatnega zavornega momenta odklopiti z gredi motorja.

riž. 4. Na metode zagona tračnih transporterjev.

Naj mimogrede omenimo, da lahko omejitev pospeškov v sistemu električnega pogona dosežemo z uporabo obeh načinov hkrati, na primer reostat se zažene s priključitvijo vira dodatnega zavornega momenta. Ta metoda se uporablja na dolgih enodelnih transporterjih, kjer strošek traku določa večino stroškov kapitala celotne naprave.

Nemoten zagon sistema z ustvarjanjem umetne obremenitve na gredi se praktično izvaja z uporabo običajnih zavornih čevljev z električnim ali hidravličnim krmiljenjem, povezovanjem indukcijskih ali tornih sklopk na gred motorja, z uporabo dodatnih zavornih strojev itd. statorsko vezje.

Opažamo tudi, da je problem omejevanja pospeškov v tekočem traku mogoče doseči na druge načine, na primer z uporabo dvomotornega rotacijskega statorskega pogonskega sistema, večhitrostnega motorja s kletko, asinhronega električnega pogona s tiristorskim krmiljenjem. v vezju rotorja motorja in drugi.

Upoštevati je treba, da mora biti pogonski motor za verižne transporterje nameščen praviloma za odsekom z največjo obremenitvijo, tj. odsek poti z veliko količino obremenitev ter strmimi vzponi in zavoji.

Običajno je na podlagi tega priporočila motor postavljen na najvišjo točko dviga. Pri nameščanju pogona upoštevajte, da morajo imeti odseki proge z velikim številom ovinkov čim manj napetosti: to vodi do zmanjšanja izgub na zakrivljenem delu proge.

Določitev moči pogonskega motorja verižnega transporterja se izvede tudi na podlagi risanja diagrama vlečne sile vzdolž celotne poti (glej sliko 1, b).

Če v skladu z diagramom poznamo napetost in silo na prihajajočem odseku vlečnega elementa, pa tudi hitrost gibanja, lahko moč električnega pogona izračunamo po formuli.

Verižni transporterji, kljub precejšnji dolžini poti, zaradi relativno nizkih hitrosti, na primer v strojnih podjetjih, najpogosteje delujejo z enim pogonskim motorjem z relativno majhno močjo (nekaj kilovatov). V istih obratih pa obstajajo močnejše transportne naprave z verižnimi vlečnimi enotami, kjer se uporablja več pogonskih motorjev. Ta električni pogonski sistem ima številne posebne značilnosti.

Pri večmotornem verižnem transportnem pogonu bodo imeli rotorji motorjev v ravnovesju enako hitrost, ker so mehansko povezani preko vlečnega elementa. V prehodnih načinih se lahko hitrosti rotorja nekoliko razlikujejo zaradi elastičnih deformacij vlečnega elementa.

Zaradi prisotnosti mehanske povezave med rotorji strojev večmotornega transporterja se v vlečnem elementu pojavijo dodatne napetosti zaradi različnih obremenitev vej. Naravo teh napetosti je mogoče razjasniti z upoštevanjem diagrama cevovoda, prikazanega na sl. 5. Pri enaki obremenitvi razdelilnikov tekočega traku bodo vsi štirje motorji, če so njihove karakteristike enake, imeli enako hitrost in obremenitev.

riž. 5. Shema večmotornega transporterja.

Povečanje obremenitve veje I bo vodilo do dejstva, da se bo najprej zmanjšala hitrost motorja D1, hitrost motorjev D2, D3 in D4 pa bo ostala nespremenjena. Tako se bo motor D2 vrtel z večjo hitrostjo kot motor D1 in bo ustvaril dodatno napetost v vejah II in nato I.

Napetost na veji II bo povzročila nekaj razbremenitve motorja D1 in povečala njegovo hitrost. Ista slika se bo zgodila v veji II, saj bo motor D3 prevzel del bremena iz veje II transportnega traku. Postopoma se hitrosti in obremenitve motorjev izenačijo, vendar se v vlečnem elementu ustvari dodatna napetost.

Pri izbiri večmotornega verižnega pogona se diagram vlečne sile izriše na enak način kot pri enomotornem. Električni pogon mora zagotavljati največjo vlečno silo, ki je potrebna za premagovanje upora pri gibanju transporterja. Na sl. 1, b prikazuje diagram vlečnih sil v vlečnem elementu transporterja, po katerem je mogoče orisati mesto namestitve pogonskih postaj.

Če na primer postavimo pogoj, da je število pogonskih postaj tri in morajo vsi motorji zagotavljati enako vlečno silo, potem morajo biti motorji nameščeni na mestu, označenem s točko 0 in na razdalji 0 -1 in 0- 2 od njega (slika 6, a) Med delovanjem transporterja, v primeru popolnega ujemanja mehanskih lastnosti motorjev, vsak od njih ustvari približno enako vlečno silo (Fn - T0) / 3 .

riž. 6. Grafi porazdelitve obremenitve v vlečnem elementu verižnega transporterja.

Uporaba večmotornih pogonov na verižnih transporterjih bistveno zmanjša obremenitev vlečnega elementa, zaradi česar je mehanska oprema lahko lažja. Optimalno število pogonskih postaj na tekočem traku izberemo s tehnično in ekonomsko primerjavo možnosti, ki upošteva tako stroške električnega pogona kot mehanske opreme.

V primeru, da se lastnosti motorjev nekoliko razlikujejo, lahko vsak stroj ustvari vlečno silo, ki se razlikuje od izračunane. Na sl. 6a prikazuje mehanske značilnosti treh motorjev enake moči z enakimi parametri, na sl. 6, b — značilnosti motorjev z različnimi parametri. Sile, ki jih bodo ustvarili motorji, se ugotovijo z izgradnjo skupne karakteristike 4.

Ker so rotorji vseh transportnih motorjev trdno povezani z vlečnim elementom, njihova hitrost ustreza hitrosti verige, skupna sila pa je enaka (Fa — T0). Potisk vsakega motorja je mogoče zlahka izračunati tako, da narišete vodoravno črto, ki ustreza nazivni hitrosti in značilnostim križanja 1, 2, 3 in 4.

Na sl. 6, a in b so poleg mehanskih značilnosti motorjev prikazani diagrami vlečne sile. V vlečnem elementu z različnimi karakteristikami motorjev lahko nastane dodatna napetost zaradi razlike v vlečnih silah, ki jih razvijejo transportni motorji.

Pri izbiri motorjev pogonskih postaj transporterja je treba preveriti njihove karakteristike in po možnosti doseči popolno ujemanje.Na podlagi teh pogojev je priporočljiva uporaba asinhronskih motorjev z navitim rotorjem, pri katerih je mogoče ujemanje karakteristik doseči z vnosom dodatnih uporov v tokokrog rotorja.

Na sl. 7 prikazuje mehanske karakteristike dvomotornega električnega transportnega pogona. Karakteristiki 1 in 2 sta naravni, oziroma karakteristiki 1 'in 2' sta pridobljeni z dodatnim uporom, vnesenim v rotorsko vezje motorja. Skupni navor in vlečna sila, ki ju razvijejo motorji, bosta enaka tako za značilnosti trdega 1, 2 kot mehkega 1', 2'. Vendar je obremenitev med motorjema ugodneje porazdeljena z mehkimi lastnostmi.

riž. 7. Porazdelitev obremenitve med transportnimi motorji z različnimi togostmi njihovih karakteristik.

Pri načrtovanju mehanske opreme je treba upoštevati, da se hitrost transporterja zmanjšuje z mehčanjem karakteristik motorjev, zato je za ohranitev konstantne nazivne hitrosti transporterja potrebno spremeniti prestavno razmerje menjalniki. V praksi je priporočljivo uvesti dodaten upor v tokokrog rotorja transportnih motorjev z največ 30% nazivnega upora rotorja. V tem primeru se mora moč motorja povečati približno 1 / (1 —s)-krat. Ko so na tekočem traku nameščeni asinhroni motorji s kletko, jih je treba izbrati s povečanim zdrsom.