Избыточное

давление пара,

МПа ….. 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,7

Температура

пара, ⁰С…. 133,5 138,9 143,6 147,9 151,8 155,8 158,8 161,9 165,0 170,4

2.8 Электрооборудование вентиляторов

 

При мощности вентиляторных установок свыше 200 кВт применяются синхронные двигатели, при меньшей мощности — асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и реже — с фазным.

Пуск синхронного двигателя М (рис. 47) производится включением масляного выключателя ВМ. Двигатель разгоняется, как асинхронный, до подсинхронной скорости, составляющей 97... 98 % синхронной.

При включении выключателя ВМ замыкаются его контакты в цепи контактора К2 форсировки возбуждения и в цепи электромеханической защелки КЗ. При этом реле РФ форсировки возбуждения разомкнет свой контакт в цепи контактора К2.

В начале разгона благодаря большим пусковым токам реле РПТ замыкает контакт в цепи реле РБ1, которое замыкает, в свою очередь, свой контакт в цепи реле РБ2. При этом кон-

 

 

Рис. 47. Схема коммуникации синхронного двигателя

такт РБ1 в цепи контактора К1 возбуждения размыкается, а контакт РБ2 замыкается.

При подсинхронной скорости реле РПТ в связи с уменьшением тока отключается и своим контактом разрывает цепь реле РБ1, которое с выдержкой времени замкнет контакт РБ1 в цепи контактора К1 и разомкнет контакт в цепи реле РБ2. Реле РБ2 с выдержкой времени разомкнет свой контакт в цепи контактора К1. К этому времени контактор К1 уже включится, замкнув контакт К1 в цепи электромеханической защелки КЗ. Защелка с помощью контакта КЗ обеспечит питание контактора К1 через контакты ВМ и КЗ. Контактор К1 замыкает свой контакт, шунтирующий сопротивление R2 в цепи обмотки возбуждения ОВ двигателя М. При этом двигатель М входит в синхронизм.

Если происходит снижение напряжения в сети на 15... 20 %, то реле РФ отключается и замыкает контакт в цепи контактора К2. Этот контактор шунтирует своим контактом К2 регулятор возбуждения R6. В результате увеличиваются напряжение возбудителя В и ток в обмотке возбуждения двигателя М. О режиме форсировки сигнализирует лампа ЛС, загорающаяся при замыкании контакта К2 в ее цепи.

Реле РМ1 и РМ2 защищают двигатель от коротких замыканий, перегрузок и от выпадения двигателя из синхронизма. Повышение тока в этих режимах вызывает срабатывание реле РМ1 и РМ2, контакты которых находятся в цепи нулевой катушки НК. При разрыве цепи катушки НК отключается масляный выключатель. По желанию машиниста отключение масляного выключателя производится аварийной кнопкой АК.

В схеме предусмотрены: Р1 — высоковольтный разъединитель, А l — низковольтный автоматический выключатель, РМ3 и РМ4 — реле максимальной защиты, В1 ... В4 — диоды мостовой схемы питания реле РБ1 и РБ2.

Мощные вентиляторные установки (ВЦД-32М, ВЦД-47) снабжены экономично регулируемыми электроприводами — асинхронными вентильно - машинными каскадами. Эти приводы характеризуются плавным изменением частоты вращения, благодаря чему обеспечиваются большая глубина и частота регулирования производительности и давления вентиляторов.

Асинхронный вентильно - машинный каскад (рис. 48) состоит из асинхронных с фазными роторами двигателей Мl и М4, приводящих в действие вентиляторы Вl и В2, кремниевого выпрямительного агрегата В, и инверторного агрегата, включающего машины постоянного тока М2, М3 и синхронную машину Г1.

Схема рассчитана на два диапазона регулирования: от 50 до 75 % номинальной и от 75 % до номинальной скорости. В первом диапазоне машины М2 и М3 контактом контактора К8 включены последовательно, а во втором — параллельно с помощью контактов контакторов К7 и К10.

При работе в первом диапазоне включается часть контакторов ускорения по времени пускового роторного сопротивления Rl. Затем автоматически включается контактор Кl, а контактор К2 отключается. Разъединитель Pl инвертора при этом должен быть включен. Одновременно с включением контактора Кl включаются приводы направляющих аппаратов вентиляторов до полного их открытия. В дальнейшем регулирование частоты вращения главного двигателя осуществляется изменением подаваемой в цепь его ротора противо э. д. с. машин М2 и МЗ. Для увеличения скорости против — э. д. с. уменьшается, а для уменьшения — увеличивается. Это достигается изменением тока в обмотках ОВ1 и ОВ2 возбуждения машин М2 и М3, которые за счет энергии скольжения главного двигателя, поступающей через выпрямитель В, работают в двигательном режиме и вращают синхронную машину Г1. Работая в генераторном режиме, машина Г1 отдает энергию в сеть. При регулировании скорости главного двигателя оператор нажимает кнопки «Больше» или «Меньше», включая приводы бескон
тактных командоаппаратов, в связи с чем изменяется ток в обмотках ОВ1 и ОВ2. При переходе на второй диапазон регулирования вентилятор отключают, а затем включают снова. Все процессы пуска и регулирования аналогичны описанным выше.

После использования обоих диапазонов регулирования вентилятор отключают и производят пуск с включением всех контакторов ускорения, т. е. двигатель работает на естественной характеристике. При этом каскад отключен, а регулирование производительности и давления производится с помощью направляющего аппарата вентилятора.

В схеме предусмотрены: Р — реактор; ОС1 и ОС2 — обмотки стабилизации; ДП1 и ДП2 — обмотки дополнительных полюсов; Г2 — генератор возбуждения; ОВЗ и ОВ4 — обмотки возбуждения генератора Г2.

Описанная схема асинхронного вентильно - машинного каскада (АВК) применяется на вентиляторах ВЦД-32М. Для управления вентиляторной установкой с вентиляторами ВЦД-47 «Север» разработана схема регулируемого электропривода по системе асинхронного комбинированного вентильно - машинного каскада (АКВМК) с двумя диапазонами регулирования частоты вращения.

Первый диапазон регулирования в пределах 0... 250 об/мин с одним работающим двигателем может быть использован в начальный период развития шахты.

Второй диапазон обеспечивает регулирование частоты вращения пределах 250... 490 об/мин при двух работающих двигателях. При этом первый диапазон используется для пуска и разгона вентилятора до промежуточной частоты вращения 250... 300 об/мин.

Асинхронные вентильно-машинные каскады, обеспечивая экономичную работу вентиляторов, имеют вместе с тем следующие недостатки: низкий коэффициент мощности и наличие вращающихся электрических машин постоянного тока.

Этих недостатков лишен регулируемый привод на базе машины двойного питания (МДП). Машина состоит из электродвигателя МДП (рис. 49), регулятора Р ивозбудителя — силового элемента СЭ. В систему также входят: синхронный тахогенератор — углоизмерительная машина УИМ, блок обратной связи ДТ, трансформатор Т, индукционный реостат L. Обмотка статора синхронного электродвигателя МДП трехфазная, неявнополюсный ротор имеет двух-, трех- или многофазную обмотку.

Регулятор Р, построенный на основе функциональных элементов математических аналоговых машин, обеспечивает регулирование возбуждения МДП по заданному закону. Стрелкой В обозначен ввод программы регулирования.

Пуск МДП осуществляется через контактор Кl с помощью индукционного реостата L, при переходе в режим регулирования контактор К1 отключается, а К2 включается.

В режиме регулирования сигналы частоты вращения ротора и электрической сети от углоизмерительной машины УИМ поступают на регулятор Р, выходные сигналы которого, пропорциональные скольжению МДП, подводятся к схеме управления силового элемента С9, осуществляющего необходимые изменения мощности возбуждения МДП.

Блок ДТ (датчик тока) обеспечивает жесткую отрицательную обратную связь по току ротора МДП, что необходимо для улучшения регулировочных свойств МДП.

В отличие от вентильно-машинных каскадов МДП может работать с частотой вращения ниже и выше синхронной. При регулировании ниже синхронной частоты мощность возвращается в сеть, а при регулировании выше синхронной частоты мощность с помощью силового элемента подводится к МДП.

Мощность двигателя для вентилятора определяется по формуле (38) при максимальном давлении за период времени, когда будет работать выбираемый двигатель. Затем по каталогам принимают ближайший больший по мощности двигатель.

Отношение номинальной мощности двигателя к расчетной называется коэффициентом запаса мощности двигателя k_д, который должен быть равным 1,10... 1,15.

Кроме соответствия двигателя производительности и давлению вентилятора необходимо, чтобы двигатель был проверен:

а) по падению напряжения при пуске; б) по условиям пуска— нагреву, ускорению и моменту трогания при пуске. Синхронный двигатель должен быть проверен также по условию вхождения в синхронизм.

Среднегодовой расход электроэнергии вентиляторной установки (кВт ч) в определенный период ее эксплуатации при изменении давления от Н_min до Н_max и производительности от Q _min до Q _max

W_г = (67)

 

где Q_ср = — среднее значение производительности, м ³/с;

 

Н_ср = — среднее значение давления, Па;

_ср — cредний к. п. д. вентиляторной установки; _п = 0,9... 0,95;

_д = 0,85... 0,95; _с= 0,95 — к. п. д. соответственно передачи от двигателя к вентилятору (если она применяется), двигателя и электрической сети; _р = 0,8... 0,9 — к. п. д. регулирования, учитывающий все связанные с ним затраты энергии; n_ч и n_д - соответственно число рабочих часов вентилятора в сутки и рабочих дней его в году.

Управление вентиляторными установками может быть местным — из машинного зала и дистанционным — при подаче импульса на пуск и остановку машины из машинного зала или из диспетчерского пункта. По сравнению с местным управлением дистанционное имеет преимущества: надежность в работе; централизованный контроль за работой установки; меньшие расходы на обслуживающий персонал.

Наиболее целесообразно дистанционное управление главными вентиляторами из общешахтного диспетчерского пункта. При этом аппаратура управления должна обеспечивать пуск и остановку вентиляторов; реверсирование воздушной струи без остановки вентилятора, если это допускает технологическая схема установки; контроль и регистраций давления и производительности; контроль температуры подшипников и системы смазки; сигнализацию при отклонении производительности и давления от заданных величин; при перегреве подшипников; автоматическую защиту двигателей; отключение вентилятора при возникновении аварийных условий и включение резервного вентилятора; автоматическое повторное включение при кратковременном (до 10 с) отключении напряжения.