АВТОМАТИЗАЦИЯ РОТОРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
Роторные экскаваторы находят большое применение на открытых разработках угольных и рудных месторождений и отличаются высокой производительностью. Рабочее движение роторного экскаватора и транспортировку выработанной породы или полезного ископаемого обеспечивают следующие механизмы: многоковшовое роторное колесо, осуществляющее выработку грунта; механизм подъёма стрелы с роторным колесом; поворотное устройство, позволяющее в процессе выработки грунта поворачивать стрелу с роторным колесом; механизм хода, перемещающий экскаватор вдоль забоя; транспортирующее устройство – система ленточных конвейеров, доставляющих породу от роторного колеса к главному конвейеру или на отвал.
Целью автоматизации роторных экскаваторов является увеличение производительности машины, снижение динамических нагрузок, уменьшение энергоёмкости процесса при значительном облегчении условий труда машиниста.
СИСТЕМЫАВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ РОТОРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
К главным электроприводам РЭ относятся электроприводы роторного колеса, поворота, подъёма и опускания роторной стрелы, гусеничного хода, приёмного и разгрузочного конвейеров.
Электропривод роторного колеса. В настоящее время наиболее распространены две системы электропривода роторного колеса: с асинхронным электродвигателем и электропривод системы Г-Д. Первая система применяется на экскаваторах малой и средней производительности и реализуется на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя или асинхронного двигателя с фазным ротором. На экскаваторах большой производительности для привода роторного колеса применяют двигатели постоянного тока, управляемые по системе Г-Д.
Система Г-Д содержит отрицательные обратные связи по напряжению генератора и скорости двигателя для улучшения динамических свойств электропривода и обеспечения необходимой жёсткости механических характеристик. Применение обратной связи по току якоря с отсечкой позволяет получить “экскаваторную” характеристику электропривода.
Электропривод механизма поворота. Почти на всех отечественных и зарубежных экскаваторах электропривод поворотных механизмов выполнен по системе Г-Д. На отечественных машинах выпуска после 1984 г. применяется система тиристорный преобразователь – электродвигатель постоянного тока (ТП-Д).
Системы автоматического управления электроприводами, выполненными по системе ТП-Д, построены по принципу подчинённого регулирования координат. Структуры систем управления являются двухконтурными. Внутренним контуром является контур регулирования тока якоря с ПИ-регулятором тока якоря, внешним контуром – контур регулирования напряжения с П-регулятором напряжения якоря электродвигателя. Выходной сигнал П-регулятора напряжения является сигналом задания тока якоря. Ограничение выходного напряжения регулятора напряжения при помощи блока ограничения позволяет получить “экскаваторную” характеристику электропривода.
Электропривод подъёма и опускания роторной стрелы. В зависимости от класса роторного экскаватора и его назначения технические решения в приводе подъёма и опускания роторной стрелы имеют свои особенности. Привод подъёма стрелы экскаватора ЭР-630, который имеет малые линейные параметры, выполнен на гидравлике. Электропривод экскаватора ЭР-1250 выполнен на переменном токе с применением асинхронных двигателей с фазным ротором. Электропривод экскаваторов ЭР-1600 выполнен на постоянном токе по системе ТП-Д.
Электропривод ходовых механизмов роторных экскаваторов всех типов оборудован крановыми двигателями переменного тока с фазным ротором. На каждой ходовой тележке установлен однодвигательный привод, мощность которого зависит от класса экскаватора. Для формирования механических характеристик электроприводов используются реостаты (металлические или индукционные)
Электроприводы конвейеров и вспомогательных механизмов. Все приводы конвейеров и вспомогательных механизмов оборудованы асинхронными двигателями с короткозамкнутыми роторами. Управление приводами осуществляется либо с пульта управления машиной, либо с поста местного управления. Во избежание засыпки мест перегрузки на конвейерах запуск их приводов осуществляется в направлении, обратном грузопотоку. Последовательность запуска следующая. После нажатия машинистом кнопки “Пуск транспортной линии” включается предупредительный сигнал и по истечении некоторого времени (около 10 с) включается привод разгрузочного конвейера, который блок-контактом силового контактора включает привод приёмного конвейера. Блок-контакт привода приёмного конвейера включает привод роторного колеса.
Блокировка последовательности включения транспортной линии кроме контроля запуска осуществляет и автоматическую остановку конвейера, работающего на аварийно остановившийся.
При нажатии на кнопку “Стоп транспортной линии” остановка приёмного и разгрузочного конвейеров происходит после полной разгрузки ленты от транспортируемого материала (контроль по времени при постоянной скорости).