Оперативно формовані джерела автономного аварійного живлення електроприводів головних вентиляторних установок шахт - Автореферат

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 - Електротехнічні комплекси та системи. Виконана розробка елементів системи керування режимами джерела аварійного енергоживлення та системи керування електроприводом вентиляторної установки при автономному живленні. Ключові слова: аварійне енергоживлення, оперативні джерела, вентиляторні установки, турбомеханізми, системи електропостачання, пристрої узгодження. Рассмотрены и представлены устройства и компоненты схем подключения питания электроприводов шахтных вентиляторных установок с электроприводами транспортных средств, имеющих электромеханическую трансмиссию, которые предлагаются, как первичные источники питания в аварийных ситуациях. Показана возможность использования комбинированного управления режимами вентиляторной установки путем аэродинамического регулирования, что повышает ее быстродействие.Проблема аварійності електроустаткування, надійності систем електроживлення промислових підприємств, соціально-побутового сектора, сільського господарства є загальновизнаною і, поряд із проблемою енергозбереження, відноситься до числа найважливіших, пріоритетних у країні. Електроприймачі 1-ї категорії повинні, відповідно до правил пристрою електроустановок (ПУЕ), забезпечуватися електроенергією від двох незалежних джерел живлення, що взаємно резервують. Відомо, що ряд технологічних і транспортних машин має у своєму складі енергосилові установки з генераторами постійного або змінного струму: тепловози з дизель-генераторною установкою (потужність таких установок знаходиться в межах (2500...4000 КВТ), надпотужні тягачі, бульдозери і скрепери з електромеханічною трансмісією, великовантажні автомобілі й т. ін. Аналіз показує, що вихідні параметри електроенергетичних установок не відповідають існуючим показникам промислового і побутового обладнання за рівнем напруги живлення або частоти. Тому наявні енергосилові установки транспортних чи технологічних систем не можуть використовуватися за прямим призначенням без додаткового узгодження їх вихідних параметрів з енергетичними параметрами устаткування, яке повинне одержувати живлення від джерела аварійного енергозабезпечення.Використання аеродинамічного способу регулювання продуктивності вентиляторної установки дозволяє знизити максимальні напруги енергосилової установки (ЕСУ) транспортного засобу приблизно на 20 %, якщо немає обмежень за струмковим навантаженням двигуна, а також знизити струмкове навантаження двигуна і перетворювача при відсутності твердих обмежень на напругу живлення ЕСУ транспортної системи. У роботі показано, що при прямому живленні двигунів вентиляторів робоче ковзання близьке до критичного при заданій частоті (у асинхронних двигунів), кут вибігу ротора близький до (у синхронних двигунів), що вказує на необхідність визначення струмового завантаження двигунів - з одного боку, визначення умов статичної усталеності - з іншої. Таким чином, у режимі живлення з безпосереднім підключенням високовольтного двигуна до перетворювача частоти аеродинамічне регулювання варто розглядати як міру, завдяки якій знижується момент на валу двигуна при максимальній його швидкості (див. Так, визначено, що: питомі втрати активної потужності при регулюванні реактивної потужності ВД істотно залежать від кута керування випрямляча і знаходяться в межах 60…115Вт/КВАР при номінальному струмовому навантаженні; питомі втрати значно зростають при зменшенні струмового навантаження ВД і зменшуються при збільшенні встановленої потужності синхронного двигуна.У роботі показано, що при наявності даних про параметри електричної машини і вентилятора, а також з урахуванням потужності, навантаження, легко визначаються наступні параметри: швидкість обертання вала асинхронного двигуна; потужність на валу вентилятора; продуктивність і напір вентилятора. Запропонований алгоритм роботи системи керування, що формує керуючий вплив для мінімізації витрат палива при виконанні технологічних вимог за продуктивністю і напором. Надалі при досягненні ЕРС інвертора величини, рівної напрузі на виході транспортного засобу, інвертор підключається на його вихід. Якщо представити привідний двигун вентилятора електромеханічної системи найпростішою лінійною машиною з активним опором у силовому колі та коефіцієнтами моменту і ЕРС , то маємо передатну функцію "момент двигуна - швидкість вентилятора" Передатна функція має третій порядок поліномів, унаслідок чого в системі можна очікувати нестійкі режими роботи навіть при відсутності зовнішніх зворотних звязків.В дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова задача, яка полягає в обґрунтуванні принципу формування на період аварій заміщуваного джерела живлення, яке формується оперативно на основі бортової силової мережі транспортної системи напругою 0,6...0,825 КВ через пристрій, що узгоджує параметри бортової енергосилової установки і параметри електропривода без трансформації вихідної напруги; врахуванні впливу вентиляторної установки і вентиляційної мережі на ре

1. Основний зміст роботи