3. Особенности сар электроприводов механизмов экскаваторов (двигатели, преобразователи, сар).
В силу тяжелых условий работы электрооборудования прогресс наименее коснулся электроприводов механизмов экскаваторов. До сих пор работают экскаваторы с электроприводами по системе «генератор-двигатель» с возбуждением от магнитных усилителей. На следующем этапе возбуждение генераторов стало обеспечиваться от тиристорных возбудителей и появилась САР по подчиненному принципу. В последние годы на экскаваторах стали применять комплектный электропривод по системе «тиристорный преобразователь-двигатель».
Питание экскаваторов подводится обычно с помощью высоковольтного гибкого кабеля напряжением 3-6кВ.
Все электрооборудование располагается на платформе.
Подвод напряжения осуществляется с помощью кольцевого токопровода.
При применении системы Г-Д обычно используется так называемый агрегат, включающий в себя высокоростной АД и 3 генератора, питающих 3 двигателя: подъем, напор, поворот.
При применении системы ТП-Д обычно используется 1 многообмоточный трансформатор и 13 вторичных обмоток, от которых запитаны конкретные электропривода трех основных механизмов.
На современном электроприводе для повышения коэффициента мощности и улучшения формы тока, потребляемого из сети, предусматриваются так называемые фильтрокомпенсирующие устройства, которые устраняют влияние высших гармоник и за счет генерации реактивной мощности улучшают cosφ.
САР экскаватора как правило выполняется по подчиненному принципу, но обратная связь по скорости выполняется вместо тахогенератора по датчику ЭДС. Это обусловлено весьма тяжелыми условиями работы узла становки тахогенератора и двигателя.
Для электроприводов механизмов экскаватора в настоящее время разработано несколько серий комплектных электроприводов, которые выдерживают тяжелые условия.
Для карьерных экскаваторов силовой схемой по системе Г-Д с тиристорным возбуждением разработан электропривод ЭГ-РЦ-У2; для экскаваторов типа драглайн с системой Г-Д с тиристорным возбуждением – ЭША-6РЦ-У2 и ЭША-11РЦ-У2. Это современные системы, которые кроме системы регулирования обеспечивают еще и реализацию защиты элементов электрооборудования и диагностики их состояния.
Привод переменного тока применительно к механизмам экскаваторов пока получили распространение только за рубежом.
В Электроприводах переменного тока обычно применяется общее звено постоянного тока для всех механизмов, высоковольтный трансформатор, выпрямитель. Регулирование скорости каждого отдельного механизма обеспечивается на основе инверторов напряжения с соответствующей САР.
Применение общей сети постоянного тока позволяет обеспечивать переток энергии от двигателей, работающих в тормозном режиме к двигателям, работающим в двигательном режиме.
Для того чтобы обеспечить минимальные потери кроме выпрямителя применяют инвертор, подключенный к сети постоянного тока, обеспечивающий рекуперацию энергии.
Для механизма подьема рекуперация возможна в периоды времени t3 и t6.
Рисунок . Нагрузочная диаграмма механизма подъема экскаватора с учетом динамических моментов
Регулирование скорости АД для получения высоких показателей переходных процессов осуществляется по принципу векторного управления параметрами двигателя.
В целом, будущее для электропривода экскаватора – электропривод переменного тока.