Електромеханічне обладнання скіпової підйомної установки в умовах залізорудної шахти

Abstract

У першому розділі виконано детальний аналіз умов експлуатації та поточної технічної бази виробничого комплексу шахти. Розглянуто загальні відомості про підприємство, схеми вентиляції гірничих робіт (із використанням вентиляторних установок типу ВЦ-5 та синхронних двигунів), а також водовідлив та загальногосподарські потреби шахти. Головну увагу приділено характеристиці скіпового підйому шахти. Описано існуюче електромеханічне обладнання, структуру підйомної машини та режими її роботи. Наведено структуру та періодичність планово-попереджувальних ремонтів (ППР) і технічного обслуговування. Визначено основні проблеми існуючої системи: моральне та фізичне зношення електроприводу, низька енергоефективність, що обґрунтовує необхідність модернізації. Другий розділ присвячено інженерно-технічним розрахункам механічної та електричної складових підйомного комплексу з метою вибору оптимального обладнання. На основі заданої річної продуктивності шахти, глибини ствола та часових інтервалів розраховано годинну продуктивність установки та обрано стандартний тип скіпа. Здійснено вибір та перевірку міцності підйомних і зрівноважувальних канатів. Побудовано розрахункову діаграму швидкості руху скіпа (діаграма прискорення, рівномірного руху, уповільнення та дотяжки). Визначено зусилля та статичні моменти на валу підйомної машини для всіх етапів циклу руху (для важкої та порожньої ємностей). Розраховано еквівалентну потужність двигуна за методом середньоквадратичного струму (моменту). На основі розрахунків обрано приводний двигун постійного струму незалежного збудження. Розраховано та побудовано сімейство його регулювальних та електромеханічних характеристик для різних режимів навантаження підйомної машини. Третій розділ містить практичну реалізацію і дослідження розробленої електромеханічної системи за допомогою сучасних методів комп'ютерного моделювання. У програмному пакеті Matlab / Simulink із використанням бібліотеки SimPowerSystems побудовано імітаційну математичну модель системи електропривода підйомної установки. Порівняльний аналіз заданої діаграми руху та фактично відпрацьованої системою траєкторії (через блок Scope) підтвердив високу точність налаштування САК, стійкість системи та її здатність забезпечувати плавний пуск і гальмування підйомної установки в межах технологічних вимог.