Как модернизировался шагающий карьерный экскаватор ЭШ 15-90

Экскаватор ЭШ 15/90А №54 работает на карьере с 1972 года. Система управления главными приводами построена по традиционной для «Уралмаша» схеме Г-Д (генератор-двигатель постоянного тока). Оборудование так и сохранилось с монтажа, за исключением частично замененных на капитальных ремонтах (1 раз в 5 лет) автоматических выключателей, осветительной аппаратуры, части электропроводки. В процессе работы, по мере выхода из строя, менялись электродвигатели и генераторы

История.

Экскаватор ЭШ 15-90 В последние пять лет (1998-2003) из-за производственных условий (в том числе и падения спроса на добываемый сланец) экскаватор не работал. Погодные условия отрицательно сказались на неработающем оборудовании, изоляция ухудшилась под воздействием влаги и перепада температур. У нас экскаваторы такого класса работают круглосуточно и без выходных и праздников. Исключение только в Новый Год. Так как оборудование старое, при простоях быстро ухудшается сопротивление изоляции, что приводит к аварийным ситуациям, выходу из строя электрооборудования.

Для погоды в Эстонии характерна высокая влажность, дожди, морозы доходящие до -30 градусов, но бывают зимой и дожди, и лето бывает жарким до30 тепла. И жара и холод при высокой влажности переносится тяжелее, но летом можно поплавать в Финском заливе (вода до20-23 градусов), Чудском озере. Это так, отступление.

Кроме погоды на электрооборудование экскаватора воздействует и пыль, образующаяся при горных работах, особенно при бурении. При взаимодействии с влагой она ухудшает состояние изоляции проводов и электрических машин. Перед реконструкцией экскаватор оказался с отсыревшими электромашинами, покрытом ржавчиной оборудованием, осыпающейся изоляцией с проводов. Решение об установке электропривода переменного тока на экскаватор вызвано:

1. Технической возможностью использовать серийные частотные преобразователи западных фирм, которых в России пока нет.

2. Пример американских производителей экскаваторов, использующих данный привод на крупных экскаваторах.

3. Российский пример - экскаватор ЭШ 20.90 №39 (Сафроновский разрез, г.Черемхово. Красноярский край). Система НПЧ-АД(непосредственный преобразователь частоты - асинхронный двигатель) установлена в конце 80-х годов, но элементная база морально устарела, а другой пока нет.

4. Разницей в стоимости двигателей постоянного и переменного тока( переменного- значительно дешевле).

5. Уменьшением времени на техническое обслуживание электродвигателей (отсутствие щеточного аппарата, щеток - на экскаваторе их более 600, коллекторов).

6. Возможностью применения современной информационной системы диагностики и контроля.

7. Снижение энергопотребления.

Требования к электроприводу драглайна.

Условия работы электрооборудования:

1. Тряска.

2. Удары.

3. Вибрация.

4. Запыленность.

5. Перепад температуры воздуха.

6. Относительно частое исчезновение питающего напряжения.

7. Интенсивный повторно-кратковременный режим работы главных механизмов, с большой частотой включений, при изменяющейся в широких пределах нагрузке на валу двигателя.

8. Систематическое возникновение механических перегрузок при копании, особенно при встрече ковша с препятствием (крупный валун, участок не взорванной скалы при копании в плохо взорванном скальном грунте и т.д.). Происходит резкое стопорение привода, запасенная в движущихся частях кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию упругих деформаций элементов механизмов.

При увеличении нагрузки на валу электродвигатель реагирует увеличением момента, что создает дополнительные нагрузки в элементах механизма. Важнейшее требование к главным приводам:

- ограничение момента электропривода при механических перегрузках и резких стопорениях.

В пределах изменения от нуля до нормальной рабочей нагрузки скорость механизма должна быть стабильной.

В зоне перегрузок скорость должна значительно снижаться и равняться нулю при максимально допустимом значении момента электропривода. Машинист экскаватора должен чувствовать по заметному снижению скорости увеличение загрузки механизма и вовремя предотвращать его возможное стопорение. Ограничение момента электропривода поворота осложняется наличием зазоров в кинематической цепи (1-3 радиана), так как процесс выбора зазоров оканчивается ударом. Чем больше ускорение двигателей, тем до большей скорости успевают они разогнаться за время выбора зазоров, тем большая кинетическая энергия запасается в их вращающихся массах.

На качество переходных процессов привода поворота существенно влияет раскачивание ковша, вызывая дополнительные динамические нагрузки. При электроприводе постоянного тока на механизмах подъема и тяги используется ослабление поля двигателей для увеличения скорости при спуске ковша, вытравливания тяговых канатов на 25-50% по отношению к основной.

Еще история

В настоящее время OAO «Уралмашзавод» использует в составе ранее выпущенных горных машин традиционную систему электропривода Г-Д (генератор-двигатель) с питанием обмоток возбуждения электрических машин от тиристорных преобразователей с аналоговой системой управления. В Монголии произведена апробация системы Г-Д с питанием обмоток возбуждения электрических машин от транзисторных возбудителей с цифровым управлением на ЭШ 25.90.

Система ТП-Д (силовой тиристорный преобразователь-двигатель) установлена:

1. На ЭШ 20.90 №36 (разрез Назаровский, Красноярский край, Россия) - нереверсивный преобразователь. Система не совсем удачная (т.к. преобразователь нереверсивный,реверс производится возбуждением), морально устаревшая, сейчас удалось добиться устойчивой работы привода, и экскаватор выполняет в месяц 280-300 тыс. куб. вскрышных работ. Производительность меньше, чем у остальных ЭШ 20.90, но немного больше, чем у ЭШ 15.90, работающих в Красноярском крае.

2. На ЭШ 20.90 №44 и №49 (Приморский бассейн, Новошахтинск, Владивостокский район, Россия). Отзывы о работе привода положительные. после длительного ремонта (пожар в шкафах управления)экскаватор работает. Заменен преобразователь, вместо кабельных перемычек, из-за которых произошло возгорание установлены жесткие шины. Замечу, что после пожара встал вопрос, какую применить систему Г-Д или ТП-Д, на разрезе выбрали ТП-Д. ЭШ №49 работает с 1995 года и выполняет в год 4млн. куб. вскрышных работ. Показатели лучше, чем на других машинах, привод, по отзывам, работает мягче. Система НПЧ-АД (непосредственный преобразователь частоты – асинхронный двигатель) установлена на ЭШ 20.90 №39 (Сафроновский разрез, г.Черемхово, Красноярский край, Россия) в конце 80-х годов. Система морально устарела (более современным является вариант ПЧ-АД с широкоимпульсной модуляцией), были проблемы с помехозащищенностью тиристоров преобразователя. В настоящее время экскаватор работоспособен, производительность на уровне остальных экскаваторов этого типа.

Американские производители шагающих экскаваторов широко используют как и традиционную систему Г-Д, так и системы ТП-Д и ПЧ-АД.

Так, например, фирма Bucurus собиралась в 2001г. поставить в Индию два шагающих экскаватора, использующие систему Г-Д фирмы General Electric для главных механизмов.(1750 л.с.(1300 кВт) - два синхронных электродвигателя, 1300 л.с.(960 кВт) - два двигателя подъема, 1300 л.с. - два двигателя тяги, 640 л.с.(470 кВт) – три двигателя поворота, 640 л.с. – два двигателя передвижения). Эта же фирма в 1993 г. построила драглайн 2750-WS, работающий в Северной Америке в угольном бассейне. Совместно с фирмами General Electric и Siemenes, фирма Bucurus внедрила планетарную технологию передачи механизмов и установила первый привод переменного тока. Каждый из 14-ти 700 л.с.(515 кВт) двигателей управляется собственным инвертором с цифровой системой управления и связан с планетарной передачей механизма. Проект позволяет пять из 14 наборов держать в резерве, для обслуживания и ремонта без остановки экскаватора.

Компания P&H (Harnischfeger) комплектует экскаваторы системой ТП-Д с цифровым управлением.

По данным belgorai.narod.ru

Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
Заметили ошибку? Выделите участок текста и нажмите Ctrl+Enter, чтобы оповестить редакцию сайта.
Оцените, пожалуйста, статью:
Оценивших: 8, оценка: 5 из 5
Нам очень важно ваше мнение
5
5
5
8
Подписаться на новости
рынка спецтехники
Подписаться