Hệ thống điều khiển tự động hiện đại trên EKG 5

HỆ TRUYỀN ĐỘNG MỚI CỦA MÁY XÚC EKG-5 TS Đào Đắc Tạo Hội Khoa học Công nghệ Mỏ Việt Nam Máy xúc EKG 4,6 loại máy có công suất trung bình, nhà máy Uralmash (УЗТМ; CHLB Nga) sản xuất với số lượng lớn Theo Uralmash họ xuất xưởng 13.000 máy Có đến hàng trăm máy sử dụng rộng rãi mỏ lộ thiên công trường xây dựng Việt Nam Những năm vừa qua loại máy đă quan chuyên ngành CHLB Nga nghiên cứu, đại hóa, liên tục cải tiến model cuối máy có dung tích gầu m3 (EKG-5) Máy xúc EKG-5 có hệ truyền động máy phát – động (MF – ĐC) làm việc với Khuyếch đại từ (KĐT) gần kích từ tiristor (ТП ) Toàn hệ thống máy phát động không đồng công suất lớn lai dắt Hệ thống truyền động có tiêu lượng thấp hiệu suất η < 0,8; cosφ < 0,6 chi phí phục vụ cho công tác bảo dưỡng tổ máy cao – 16.000 đến 20.000 USD/năm Do kết nghiên cứu đại hóa hệ truyền động máy, vào Quý III năm 2008 Tổ hợp Công ty “Rudautomatika” (CHLB Nga) tiến hành thử nghiệm đưa vào vận hành có kết hệ truyền động cho máy xúc EKG5 dựa nguyên lý hệ truyền động “Bộ biến đổi tiristor - Động điện chiều hệ thống phin lọc” (gọi tắt hệ truyền động “Т-Đ”) Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động máy xúc EKG-5 mô tả Hình (trong sơ đồ sử dụng ký hiệu chữ Nga để tiện theo dõi sơ đồ máy nhà chế tạo) Tất biến đổi tiristor lắp đặt theo sơ đồ cầu tiristor song song - đối xứng Các tiristor nhãn hiệu МТ3-800-18 tổ hợp công ty “Protonelectrotech” (thành phố Orel, CHLB Nga) chế tạo Để giảm khối lượng, biến đổi không cách ly cuộn cản, mà chúng cấp điện từ máy biến áp lực chung Các tiristor lựa chọn có xung dòng ngắn mạch Để tăng cường khả ổn định với nhiễu sơ đồ tiristor người ta sử dụng điều khiển chuyên dùng Sử dụng kết hợp với tiristor tác động nhanh mạch lưới RC- làm tăng đáng kể độ tin cậy biến đổi tiristor chế độ làm việc đặc trưng chúng Để bảo vệ cho động biến đổi khỏi bị dòng trường hợp “lật” nghịch lưu ngắn mạch mạch phần ứng người ta sử dụng điện trở bảo vệ Ở chế độ hãm động nâng hạ, mạch cấp điện cho phần ứng động cắt điện, người ta đưa vào mạch điện trở phụ với phanh hãm Máy cắt cao áp Тр-р QF1 QF2 ТП1 QF5 QF3 ТП2 QF4 ТП3 ТП4 ТК QF6 R1 QF7 П ФКУ Nâng gầu R2 QF8 Н Ra vào gầu R3 В1 Quay QF9 R4 KMS KMP В2 Х Di chuyển Hình Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động T - Đ máy xúc EKG-5 Ở đây: Тр-р – máy biến áp dầu chế tạo cho máy xúc, nhãn hiệu ТМЭ-400; ТК – máy cắt dùng tiristor; ТП1…ТП4 - biến đổi đảo chiều tiristor; QF1 QF5 – cầu dao tự động (attômat) bảo vệ cho biến đổi khỏi bị ngắn mạch; QF6 QF9 – cầu dao tự động bảo vệ cho động khỏi bị dòng; R1 R4 – điện trở bảo vệ; ФКУ – phin lọc; П – động nâng ДПЭ-82 (công suất định mức Рн =175 kW, số vòng quay định mức n н = 740 vòng/min, dòng điện định mức Iн = 410А, điện áp định mức Uн = 460 V); Н, Х – động vào tay gầu di chuyển ДПЭ-52 (Рн = 54 kW, nн = 1200 vòng/min, Iн = 150 А , Uн = 395 V); В1, В2 – động quay ДПВ-52 (Рн = 60 kW, nн = 1230 vòng/min, Iн = 220 А , Uн = 305 V); КМS, KMP – công tắc tơ đảo chiều quay di chuyển Hệ truyền động máy xúc lắp đặt theo sơ đồ hai mạch vòng song song, điều khiển phụ thuộc vào định trị cường độ Để nâng cao hiệu sử dụng động mở rộng vùng điều chỉnh tần số mômen quay động nâng gầu người ta sử dụng hai vùng điều chỉnh Việc giảm cường độ từ trường động xảy không trình nâng mà trình hạ gầu, đồng thời xảy trình tăng kích thích đẩy gầu vào gương Điều làm giảm chu kỳ xúc tăng suất máy xúc Các phin ФКУ phin lọc công suất phản kháng cấp kết hợp với phin lọc chiều sóng hài bậc bậc đấu nối qua khóa ngắt dùng tiristor TK Sử dụng phin lọc ФКУ làm tăng đáng kể chất lượng dòng điện hệ truyền động Hệ số méo dòng nằm khoảng từ Ки.т=0,95 đến Ки.т=0,99 (xem Hình 2) I ms/дел t I а ) t b ) Hình – Đồ thị dao động dòng mạch thứ cấp MBA а – trường hợp lọc ФКУ; b – có lọc ФКУ Bộ phin lọc ФКУ làm việc theo nguyên lý phụ thuộc vào hàm tổng dòng mạch hệ truyền động Phụ thuộc vào thông số chu kỳ, giá trị dòng tiến trước trễ so với giá trị trung bình chu kỳ làm việc, làm cho hiệu suất toàn hệ thống đạt Км≈1 Bộ biến đổi truyền động máy EKG-5 với cầu dao chúng có cấu tạo thành ba tủ riêng biệt Các tủ nằm thẳng hàng phía sau sàn máy với MBA lực, vị trí tổ máy cũ Để thực việc cân máy mặt trọng lực, vị trí người ta phải đặt bổ sung đối trọng nặng đến gần Các hệ truyền động phụ đặt tủ phía bên phải cạnh buồng lái Ở phía sau tủ chứa hệ truyền động phụ, gần với cửa buồng máy tủ điều khiển cuộn cảm phin lọc Với mục đích làm mát cho tụ điện phin lọc ФКУ, người ta đưa tụ khỏi gian máy đặt chúng cầu thang gian máy Máy EKG-5 thử nghiệm tuần làm việc liên tục với chế độ hai ca ngày máy xúc tất 120.000 quặng Trong hai tháng làm việc tiếp theo, tuân thủ nghiêm ngặt biểu đồ chu kỳ mỏ, máy xúc cho ô tô toa đường sắt 300.000 quặng Các số liệu so sánh tiến hành theo dõi, đo đạc chu kỳ làm việc máy xúc EKG-5 cho thấy máy xúc với hệ truyền động T-Đ có dòng mạch động lực (cùng với công suất tiêu thụ) giảm so với máy cũ (hệ truyền động (MF-ĐC) đến 1,5 lần (Hình 3) I1,A 85 t I1,A а) 85 t b) Hình – Đồ thị mô tả dòng mạch sơ cấp máy biến áp а – Trong hệ truyền động MF-ĐC; b – hệ truyền động Т-Đ Các kết theo dõi thời gian dài, điều kiện thử nghiệm cán “Rudautomatika” cán kỹ thuật mỏ vùng Belgôrôd (CHLB Nga) suốt trình làm việc máy xúc EKG-5 cho thấy suất tiêu thụ điện máy xúc với hệ truyền động thấp máy cũ đến 1,9 lần (0,0706 kWh/T so với 0,1343 kWh/T) Các kết khảo sát đánh giá chuyên gia ảnh hưởng hệ truyền động T-Đ lên chất lượng điện cho thấy hệ số độ méo điện áp lưới trường hợp hãm máy Ки.н.= 0,99878, nhỏ 5% - đáp ứng yêu cầu Tiêu chuẩn chất lượng điện CHLB Nga ГОСТ-13109.(tương ứng Tiêu chuẩn IEC 868, IEC 1000-3-2, IEC 1000-3-3, IEC 1000-4-1 Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế) Kết luận: Hệ truyền động cho máy xúc EKG-5 dựa nguyên lý hệ truyền động “Bộ biến đổi tiristor - Động điện chiều” (hệ truyền động “Т-Đ”) có nhiều ưu điểm so với máy tồn Giới thiệu hệ truyền động mong muốn nhà điều hành sản xuất nước ta quan tâm đặt hàng, sớm đưa chúng vào vận hành sản xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO: А.Я Микитченко, А.Н Шевченко, А.В Щербаков, М Шоков "Тиристорный электропривод экскаватора ЭКГ-5"; ОАО "Рудоавтоматика", г Железногорск, Курская обл SUMMARY: The paper introduces the some energy advantages of the new thyristor electric drive system applied to the mine EKG-5 excavator ... luận: Hệ truyền động cho máy xúc EKG- 5 dựa nguyên lý hệ truyền động “Bộ biến đổi tiristor - Động điện chiều” (hệ truyền động “Т-Đ”) có nhiều ưu điểm so với máy tồn Giới thiệu hệ truyền động mong... máy xúc EKG- 5 cho thấy máy xúc với hệ truyền động T-Đ có dòng mạch động lực (cùng với công suất tiêu thụ) giảm so với máy cũ (hệ truyền động (MF-ĐC) đến 1 ,5 lần (Hình 3) I1,A 85 t I1,A а) 85 t b)... tiristor; QF1 QF5 – cầu dao tự động (attômat) bảo vệ cho biến đổi khỏi bị ngắn mạch; QF6 QF9 – cầu dao tự động bảo vệ cho động khỏi bị dòng; R1 R4 – điện trở bảo vệ; ФКУ – phin lọc; П – động nâng ДПЭ-82