T. 329, №2 , 2018 г.

Способ косвенной защиты от перегрева для электроприводов горно-шахтных установок

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработать надежную тепловую защиту нерегулируемых асинхронных электроприводов машин и установок горной промышленности, в частности для оборудования подземных горных работ и процессов обогащения. Ключевой особенностью данной задачи является функционирование горно-шахтного электрооборудования в заведомо сложных условиях высокой запыленности и загазованности, включая риск взрыва или пожара вследствие перегрева наружных поверхностей из-за возникновения неисправности, а также эксплуатацию таких электроприводов в повторно-кратковременных режимах с частыми пусками и тяжелыми условиями работы, характеризующимися изменением нагрузки в широких пределах, длительной работой при нагрузках, выше номинального значения, остановами с последующим запуском двигателя с максимально допустимым моментом сопротивления. Применение для решения данной задачи методов непосредственного измерения температуры оказывается невозможным, поскольку большая часть рассматриваемых асинхронных двигателей не оснащается встроенными термодатчиками. Прямые методы защиты асинхронных электродвигателей от перегрева на основе время-токовой и тепловой токовой защиты не учитывают температуру окружающей среды, различные варианты теплоотвода в электродвигателях горно-шахтных установок, обусловленные условиями их эксплуатации, а в случае останова двигателя после перегрева вследствие перегрузки, при нормализации нагрузки допустят запуск неостывшего двигателя, поскольку фактически эти способы контролируют величину тока, протекающего в питающей цепи, но не нагрев двигателя. Таким образом, тепловая защита электроприводов таких установок, как скребковые и ленточные конвейеры, буровые установки, очистные и проходческие комбайны, компрессорные установки, пульпонасосы и аналогичных, может быть построена только на базе косвенных методов, один из которых рассматривается в данной работе. Внедрение результатов исследования позволит снизить аварийность электроприводов горнодобывающей промышленности, добиться увеличения срока эксплуатации электрооборудования и обеспечит повышение безопасности ведения горных работ. Цель: разработка устройства защиты от перегрева статорных обмоток для нерегулируемых асинхронных электродвигателей машин и установок горной промышленности на базе косвенных методов. Объекты: асинхронный электродвигатель нерегулируемого электропривода машин и установок горной промышленности; устройство косвенной защиты от перегрева. Методы: положения теории электропривода; компьютерное моделирование динамических процессов; планирование эксперимента и обработка результатов. Результаты. Доказана связь количества пусковых пульсаций тока в асинхронных электродвигателях с температурой нагрева обмоток электродвигателя. Выявлена линейная зависимость между количеством пусковых пульсаций тока и нагревом обмоток электродвигателей в повторно-кратковременных режимах работы в диапазоне температур до 200 °С. Установлена предельная мощность электродвигателя, для которой определение температуры обмоток предлагаемым методом проводится с погрешностью менее 2 %.

Ключевые слова:

горно-шахтное оборудование, электрооборудование, нерегулируемый электропривод, асинхронные электродвигатели, тепловая защита, температура нагрева обмоток статора, температура, нагрев, обмотки, статоры, пульсация, пусковые токи, горная промышленность, компьютерное моделирование, горнодобывающая промышленность, эксплуатация, электронный ресурс

Авторы:

Брейдо Иосиф Вульфович

Семыкина Ирина Юрьевна

Нурмаганбетова Гулим Сахитовна

Скачать PDF