CC BY
12
И 3 В Е С Т И я
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 97 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1959 г.
О РАСЧЕТЕ ПУСКОВОГО РЕОСТАТА ДЛЯ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ МАШИН
В. Д. ПЕТУНОВ (Представлено научным семинаром кафедры горной механики)
Чтобы исключить резкие толчки при контакторном управлении,, ступенчатый металлический реостат и система управления должны обеспечивать плавный сход и вход скипа в разгрузочные кривые, а при клетьевом подъеме плавный разгон и приподъем клети над кулаками. Для этой дели проф. И. А. Балашевым был предложен графоаналитический метод расчета пусковых сопротивлений с учетом режима работы подъемной установки [1]. Однако метод проф. И. А. Ба-лашева подразумевает использование спрямленных механических ^характеристик, что при графическом построении иногда дает значительные ошибки в определении числа ступеней реостата. Если же число ступеней задано, то графическая разбивка затруднительна.
В настоящей работе предлагается аналитический метод расчета сопротивлений. Сущность метода заключается в следующем: 1) заданная скорость схода скипа из кривых и скорость дотягивания обеспечиваются специальными реостатными характеристиками; 2) после схода скипа с кривых переключение ступеней производится при постоянных значениях минимального и максимального пусковых моментов.
Механические характеристики ступеней, обеспечивающих сход скипа с кривых и его дотягивание, могут быть приняты спрямленными, при этом расчетные уравнения имеют более простой вид и дают результаты, вполне пригодные для практических расчетов.
Уравнение движения в период пуска подъемной машины с постоянным радиусом навивки выражается в относительных единицах
У == У- '{ст.иач "Г 0/> (О
где 7 — момент, развиваемый двигателем;
~[ст.нач~ момент статического сопротивления при пуске, приведенный к валу двигателя; а — коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления при движении скипа в разгрузочных кривых, который можно принять равным 1,15 — 1,20; /—ускорение подъемного сосуда, м'сек2:
С — постоянный коэффициент для подъемной установки, который равен
2Мн1-ги,
где /« — приведенная к радиусу навивки масса движущихся частей подъемной машины, кгсек2\ж\
— диаметр барабана машины, м;
Мн—номинальный момент двигателя, кгм\
I —передаточное число редуктора;
'ПР — к. п. д. редуктора.
Момент статического сопротивления в период пуска можно принять постоянной величиной. Действительно, при максимальных скоростях подъема в Кузбассе от 4 до 8 м\сек подъемный сосуд при пуске проходит незначительный путь и разность весов ветвей каната почти не влияет на момент сопротивления.
Уравнение спрямленной механической характеристики может быть выражено в относительных единицах
. я, (3
где — перегрузочная способность двигателя;
— критическое скольжение;
5 —скольжение, соответствующее моменту, развиваемому двигателем.
Решая совместно уравнения (1) и (3), получим
- : 5 7-" + УЪГ — (4)
Я '¡ст.нач ' ;" С/
На рис. 1 изображена прямолинейная механическая характеристика, на которой обеспечивается сход скипа с кривых. Начальный
скипа с кривых.
л конечный момент двигателя можем заменить постоянным средним значением. В этом случае характеристика схода должна проходить через точку, имеющую скорость, равную половине скорости схода, и момент, равный
7 ^ "[ст.нач "I- < х , (о)
где ]сх — среднее ускорение во время движения скипа в кривых при сходе, м-сек1.
Ускорение схода равно
2 /?" <а
Jrx ----- о у (О,-
Vcx
где 1гр — путь скипа в разгрузочных кривых, м, vcx— принятая скорость схода, я]сек. Скольжение, соответствующее половине скорости схода
- 'zv4 (?)
V
где — скорость подъема, соответствующая синхронной скорости двигателя.
Подставляя уравнение (7) в уравнение (4), получим критическое, скольжение для характеристики схода
v
Q£jVcx_ Щ тм + УУм2 — 1
5 = _10__^ iM \ учм-—1 _
a Т ст.нач С J сх
Сопротивление любой ступени реостата может быть выражено зависимостью
R ---~SKr-H_, (9)
*-« 1 у 1м2
где RH—номинальное сопротивление, ом.
Решая совместно уравнения (8) и (9), получим сопротивление ступени, обеспечивающей сход скина с кривых
= _______л'< . ' (ю)
Ct '¡ст.нач Cjcx
Аналогично выводятся уравнения для определения сопротивления ступени, обеспечивающей дотягивание скипа в кривых
л?,. = - - . , ai)
v0 "¡ст.кон ~Т О
где v() — принятая скорость дотягивания, ж\сек\
Icm.KOH —момент статического сопротивления в конце движения, который принимается постоянным на все время останова. Если число контакторов магнитной станции менее семи или полная высота подъема меньше 100— 150 м, характеристики схода и дотягивания надо совмещать.
Предварительная ступень выбирается из условий осмотра каната и ревизии ствола. Момент, развиваемый двигателем на этой ступени, должен быть не менее'30% от номинального момента двигателя [2].
Сопротивления всех последующих ступеней следует разбить так, чтобы при постоянном моменте переключения иметь одинаковые толчки момента во время шунтирования ступеней реостата. В этом случае сопротивления ступеней будут составлять убывающую геометри-
ческую прогрессию, первым членом которой будет, сопротивление характеристики, обеспечивающей сход скипа с кривых, а последним— сопротивление фазы ротора двигателя. Знаменатель геометрической прогрессии, равный коэффициенту сопротивлений, определится
$рот
Яг*
(12)
где п — число контакторов магнитной станции,
пх — число предварительных ступеней (сюда же входит и ступень для дотягивания скипа), .Ярот — внутреннее сопротивление фазы ротора, ом.
Сопротивление любой ступени
(13)
де
порядковый номер ступени.
Следует иметь в виду, что по этим формулам получаем полные сопротивления, включенные в одну фазу ротора двигателя. Для определения сопротивлений отдельных секций надо найти разности сопротивлений смежных ступеней.
А Нх = , - /?,-
(14)
се».
Ум* 5,35 м/сек
Ьсек
& 5 /О /5 го 25
Рис. 2. Диаграммы тока л скорости при -пуске скипового подъема шах-
ты
№ 8.
На шахте №8 треста „ Прокопьевск-уголь" комбината „Кузбассу голь" был переделан пусковой реостат согласно расчету, выполненному по вышеизложенной методике. Если раньше на 4 ступени имел место значительный бросок тока, при общем времени пуска 14 сек, то после переделки рео тата время пуска стало составлять 11,5—12 сек при меньших бросках тока и такой же нагрузке. Диаграммы тока и скорости, полученные после переделки реостата, изображены на рис. 2. За счет смягчения механических характеристик движение в кривых стало возможным осуществлять без тормоза, тогда как раньше с целью исключения больших рывков использовался механический тормоз для создания дополнительной нагрузки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бала ш е и И. А., Хрусталев И. К. Расчет металлических реостатов
для асинхронных двигателей шахтных подъемных машин. Томск, политехнический инсти ут. 195-^.
2. В а с и л е в с к и й ¿М. К. Асинхронный привод шахтных подъемных машин. .Углетехиздат, 1953.
