ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Электроприводы конвейеров и транспортеров

Движение ленте конвейера или транспортера, как правило, пе­редается от асинхронного двигателя через редуктор и приводной барабан. Момент на валу приводного двигателя конвейера [73]

М= FR/(ip пр),

где F— усилие на приводном барабане, F= Fxx + Fr (Fxx — усилие, затрачиваемое на перемещение ленты конвейера или транспорте­ра; FT — усилие, необходимое на перемещение груза); R — радиус приводного барабана; /р — передаточное отношение редуктора; Г1Р — КПД редуктора.

Когда груз на ленте конвейера отсутствует, двигатель развива­ет момент холостого хода Мхх = FxxR/iprpxx, где Лр. х.х — КПД редуктора, соответствующий усилию Fxx.

Учитывая линейную зависимость сил трения от усилий, необходи­мых для перемещения груза [73], зависимость момента на валу дви­гателя от усилия на барабане можно представить следующим обра­зом: М* = Мх, х* + (1 - Mxx*)iv*, где М* = М/Мном; Мх. х* =MxJMhom; iv* = Fr/FT. ном (Мюм ~ номинальный момент на валу двигателя, необходимый для перемещения ленты и номинального груза при номинальной скорости; iv. HOM — составляющая усилия F в тяну­щем органе конвейера, возникающая за счет перемещения толь­ко номинального полезного груза).

Составляющая FT тянущего усилия и линейная скорость пере­мещения К конвейера определяют его производительность: Q* = = Tv* V*, где 0* = Q/QHOM ((2ном — номинальная производительность конвейера).

При постоянной номинальной скорости конвейера К = I

Q* ~ Fr*,

поэтому потребляемую с вала двигателя мощность можно запи­сать в виде

А = М*со* = Мх. х* + (1 - MXX*)Q*, (4.26)

где Л = Р/Рном = 1; СО* = w/coHOM; со = Vip/R; Рном, оэ„ом — номинальные соответственно мощность и угловая скорость на валу двигателя.

Из формулы (4.26) следует, что по мере снижения производи­тельности эффективность работы конвейера уменьшается, так как возрастает относительная доля мощности, расходуемой на пре­одоление момента холостого хода Мх х.

Более экономичным является режим работы конвейера с пере­менной линейной скоростью, обеспечивающей ту же производи­тельность, но при постоянстве составляющей усилия jFr* = 1. В соот­ветствии с формулой (4.26) угловая скорость в этом случае долж­на изменяться по закону со* = К = Q*, которому соответствует мощность на валу двигателя

Р* = М*со* = [Мх. х* + (1 - Л/х х*)] Q* = Q*. (4.27)

Очевидно, что в этом случае мощность на валу двигателя будет меньше на величину

ДА = Мх. х*( 1 - Q*). (4.28)

Из формулы (4.28) видно, что эффект от регулирования ли­нейной скорости конвейера тем выше, чем больше момент холо­стого хода и чем значительнее снижается его производительность.

Характерным примером является электропривод ленточных участковых и магистральных конвейеров угольных шахт и горно - обогатительных комбинатов, работающий с переменной нагруз­кой, изменения которой достаточно трудно предсказуемы из-за случайного характера грузопотока. При этом время работы на холо­стом ходу может достигать 20...40 % времени работы конвейера.

Для оценки возможного снижения энергопотребления при при­менении регулируемого электропривода ленточного конвейера в сравнении с нерегулируемым электроприводом было вычислено относительное потребление электрической энергии при транспор­тировании груза одинакового объема системами с нерегулируемым электроприводом, с частотно-регулируемым электроприводом, обеспечивающим плавное регулирование скорости ленты конвей­ера, с двухскоростным электроприводом с различным соотноше­нием номинальных угловых скоростей, равным 1:2 и 1:3, обеспе­чивающим дискретное регулирование линейной скорости ленты конвейера [5J

При оценке принималось, что система автоматического уп­равления частотно-регулируемым электроприводом обеспечивает поддержание постоянной погонной нагрузки конвейера. В этом случае электропривод конвейера работает с оптимальной энерго­емкостью. Численные значения параметров электропривода при­ведены для ленточного конвейера типа 2Л80У. Полученные дан­ные потребления электрической энергии приводом конвейера при­ведены в табл. 4.5 в относительных единицах. За базовое значение принято потребление электрической энергии нерегулируемым электроприводом.

Из анализа данных табл. 4.5 следует, что применение плавного регулирования линейной скорости ленты, например с помощью частотно-регулируемого электропривода, позволяет снизить энер­гопотребление на 26... 38 % по сравнению с нерегулируемым элек­троприводом. Применение дискретного регулирования линейной скорости ленты конвейера с использованием двухскоростного элект­ропривода с соотношением угловых скоростей 1:2 и 1:3 позволя­ет снизить потребление электроэнергии на 5...21 % по сравнению

с нерегулируемым приводом. Экономия энергии при применении регулируемого привода тем выше, чем ниже загрузка конвейера.

Таким образом, применение частотно-регулируемого электро­привода конвейера, обеспечивающего плавное регулирование линейной скорости ленты, позволяет получить максимальную эко­номию электроэнергии транспортирования груза при переменном грузопотоке. Немаловажное значение имеет и возможность плав­ного пуска конвейера.

Отметим, что особенностью частотно-регулируемых электро­приводов конвейера является необходимость применения асин­хронного электродвигателя с принудительным охлаждением, чтобы при регулировании угловой скорости ниже номинальной условия охлаждения двигателя не изменялись. Это позволяет обеспечить по условиям нагрева постоянный, равный номинальному значе­нию, момент на всех скоростях АД.