Вернуться к старому виду сайта
Задать вопрос

или свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 792-57-57

Защита от автоматического заполнения Введите символы с картинки*

* - обязательные поля

Силовая электроника
+7 (495) 792-57-57

Применение приводной техники для работы асинхронных двигателей роторных экскаваторов

Компания «Красноярсккрайуголь» основана в 1988 году. Она является второй по объему производства угольной компанией Красноярского края и одним из крупнейших независимых производителей бурого угля в России. Производственная мощность составляет более 8 млн. тонн угля в год. В состав ОАО «Красноярсккрайуголь» входит 3 угольных разреза Канско-Ачинского угольного бассейна, расположенных на территории Красноярского края: Переясловский, Балахтинский и Абанский. Добычу на разрезах ведут с помощью шагающих и роторных экскаваторов. Для наращивания производственных мощностей разреза Переясловский в конце 2006г. принято решение о приобретении двух роторных экскаваторов ЭР-1250. Приобретенная техника находилась в нерабочем состоянии и требовала капитального ремонта механической части и полной замены электрооборудования. Первый экскаватор был доставлен на разрез в начале 2007г, второй - через год. Разработка и внедрение проекта модернизации электрооборудования ЭР-1250 были поручены ООО «Енисейзолотоавтоматика».ООО "Енисейзолотоавтоматика" образовано в 1978 г. Выполняет проекты по разработке и внедрению систем электроснабжения, электрооборудования, автоматизации, сигнализации и средств связи на предприятиях горно-металлургической промышленности и жилищно-коммунального хозяйства. Первые внедрения приводной техники «Данфосс» совместно с ЗАО «ТЭТ-РС» были в 2005 году.

Экскаватор роторный относится к типу карьерных полноповоротных машин и предназначен для ведения вскрышных и добычных работ на открытых разработках полезных ископаемых. Обеспечивает погрузку извлеченной горной массы на транспортирующие машины непрерывного действия (забойный конвейер, перегружатель, отвалообразователь), в железнодорожный или автомобильный транспорт. Экскаватор приспособлен для круглогодичных работ в интервале температур от - 40 до+35°С.


Рис.2 Кабина машиниста до модернизации

Исполнение машин с роторной стрелой постоянной длины (невыдвижной) обеспечивает высокую жесткость и надежность конструкции при минимальных весовых показателях. Исполнение верхнего строения машины с центральной перегрузкой (при общей оси вращения для поворотной платформы машины и разгрузочной стрелы) упрощает схему машины, сводит к минимуму число ленточных конвейеров. Имеются только два конвейера приемный и разгрузочный, что облегчает обслуживание рабочего процесса транспортировки. В кабинах машинистов установлены аппаратура управления и связи. Для производства текущего ремонта на машине имеются мастерские.

Экскаватор оборудован необходимым количеством грузоподъемных средств, позволяющих проводить ремонтные работы в процессе эксплуатации: барабанной лебедкой, консольным поворотным краном с электроталью. Электрооборудование размещено в помещениях №1-3, расположенных на консоли противовеса и поворотной платформе. Токосъемные устройства герметизированы и надежно работают в условиях большой запыленности. Все электрооборудование и кабели допускают эксплуатацию экскаваторов в диапазоне температур от -40 до +35°C.

Шкаф управления лебедкой роторной стрелы
Рис.3 Шкаф управления лебедкой роторной стрелы

Традиционно механизмы ЭР-1250 оснащаются электродвигателями постоянного тока, многоскоростными и с фазным ротором. Для управления такими приводами применяются дифтрансформаторные и сельсинные системы, тиристорные преобразователи, контакторы.

Эксплуатация электропривода данной машины имела следующие недостатки:

В итоге задачи, которые поставил заказчик заключались в повышении надежности машины, снижении эксплуатационных затрат, создании «комфортных» условий работы машинистов.

Электропомещение с тиристорными преобразователями
Рис.4 Электропомещение №2 Тиристорные преобразователи

Задача повышения надежности экскаватора решалась с помощью замены двигателей постоянного тока и двигателей с фазным ротором на асинхронные двигатели с частотными преобразователями. Управление всеми системами экскаватора было решено реализовать на PLC.

Снижение эксплуатационных затрат, облегчение эксплуатационного обслуживания, сокращение времени на поиск и устранение возникающих нарушений в работе можно было достигнуть за счёт:
- исключения сезонной наладки системы управления;
- сокращения объемов и периодичности обслуживания двигателей за счет отсутствия щеточного механизма;
- модульного и унифицированного построения системы;

Создание комфортных условий работы машинистов станет возможным, если:
- создать удобные органы управления;
- увеличить количество точек контроля и измерений;
- применение сенсорных панелей повысит информационное обеспечение машинистов.

Представление данных в требуемом объеме, в удобном для восприятия виде и в нужное время):
- система диагностики контроллера и частотных преобразователей.
- реализация трендов и архивирование событий.
- интуитивно понятный человеко-машинный интерфейс

В качестве PLC было решено применить контроллер Siemens S7-300. Для унификации парка поставщики оборудования «Сименс» рекомендовали использовать в проекте их преобразователи частоты и устройства плавного пуска. От ЗАО «ТЭТ-РС», авторизированного дистрибьютора «Данфосс», было подано предложение на основе приводной техники «Данфосс».

Повышение надежности экскаватора - новая кабина машиниста
Рис.5 Новая кабина машиниста

На принятие окончательного решения о применении в проекте приводов «Данфосс» повлияло следующее:

1. Двухлетний опыт применения техники «Данфосс» в ООО «ЕЗА», наличие успешного взаимодействия с ЗАО «ТЭТ-РС» в вопросах техподдержки и сервиса. Отсутствие опыта работы с приводами «Сименс».

2. По условиям окружающей среды преобразователи частоты должны иметь степень защиты не менее IP54. Решение на базе Micromaster 400 предполагало их размещение в шкафах с климат-контролем, что при размерах электропомещений 2,5мх6м создавало бы трудности и дополнительные затраты по их монтажу и обслуживанию. Оборудование «Данфосс» было предложено в IP54.

3. Одновременно с подачей коммерческого предложения были проведены практические испытания по работе преобразователей частоты «Данфосс» с ПЛК S7-300 по протоколу Profibus и доказана полная совместимость этого оборудования

4. Заказчик при рассмотрении вариантов техники обращал внимание на уровень сервиса, которым она обеспечена в регионе.

Электропомещение после модернизации с преобразователями частоты
Рис.6 Электропомещение №2 после модернизации

Главным требованием заказчика к проекту был полный перевод электропривода экскаватора на бесконтактное управление. Грузоподъемные привода и привода поворота, привод хода были укомплектованы частотными преобразователями VLT «Данфосс». Привода конвейеров, роторного колеса, небольших двигателей были снабжены устройствами плавного пуска MCD «Данфосс». На некоторые приводы небольшой мощности установили бесконтактные пускатели RCI. Поскольку в то время серия FC-300 еще не была достаточно развита ни по мощностной линейке ни по опыту применения, для оборудования первого экскаватора были поставлены VLT5000, к тому же имевшие расширенную до 3-х лет гарантию на IP54.

 

Шкафы с устройствами плавного пуска (УПП)

Рис.7 Шкафы с устройствами плавного пуска (УПП)

Электропривод второго экскаватора, введенного строй в августе 2008г. имеет в своем составе изменения, обусловленные пожеланиями заказчика и опытом эксплуатации первой машины:
1. установлены более мощные электродвигатели;
2. реализован на VLT® AutomationDrive FC 300;
3. вся приводная техника собрана в одном электропомещении №2;
4. для удешевления проекта заказчик отказался от применения стандартных тормозных резисторов. Вместо них установлены сопротивления, применяемые для крановых двигателей с фазным ротором. Это решение имеет большие габариты, из-за чего большинство шкафов с тормозными резисторами установлены вне электропомещения;
5. отказались от использования преобразователей частоты на некоторых небольших двигателях;
6. с добавлением второй операторской панели существенно улучшена система мониторинга.

По отзывам заказчика приводная техника «Данфосс» показала удобство в эксплуатации и высокую надежность работы.