Способы питания и схемы управления электроприводами

Способы питания и схемы управления электроприводами

Способ питания электроэнергией конвейерных установок опре­деляется сложностью конвейерной линии, количеством конвей­ерных приводов,.взаимозависимостью их работы и общей систе­мой распределения электроэнергии, применяемой на данном карьере.

Наибольшее распространение получили следующие схемы питания конвейерных установок:

1) радиальная (рис. 15.1), когда к каждому электродвига­телю прокладывается отдельный силовой кабель, а вся пуско­вая аппаратура сосредоточивается в одном месте — на распре­делительном пункте;

2) магистральная (рис. 15.2), когда пусковая аппаратура располагается непосредственно у приводных двигателей и пи­тается от общего (магистрального) силового кабеля;

3) смешанная (радиально-магистральная), когда конвейер­ная линия разбивается на ряд групп. Группы питаются по ра­диальной схеме, а внутри каждой группы двигатели питаются по магистральной схеме.

Выбор той или другой схемы питания обусловливается тех­нико-экономическими показателями.

Для управления, двигателями ленточных конвейеров приме­няются: магнитные пускатели типов П и ПМВ — для низко­вольтных электродвигателей, магнитные контакторы типа КТ и реверсоры типа РВМ — для высоковольтных двигателей.

Кроме этого применяется различная специальная аппаратура управления, контроля и защиты, кнопочные пункты управле­ния, кабельные ящики КЯ-

В настоящее время на конвейерных установках применяется централизованное дистанционное управление.

Сущность дистанционного управления сводится к дистанци­онному включению магнитных пускателей и, следовательно, двигателей конвейеров. Такое управление осуществляется од­ним оператором с центрального пункта управления, связанного системой сигнализации и контроля со всеми управляемыми кон­вейерными установками, и называется централизованным (в от­личие от местного управления, при котором пуск и остановка электродвигателей производятся непосредственно с рабочего места вблизи привода).

При автоматическом управлении запуск конвейерной линии производится оператором нажатием одной пусковой кнопки;

включение конвейеров в необходимой последовательности и контроль за их исправным состоянием осуществляются автома­тически с помощью соответствующей аппаратуры.

На открытых разработках применяются схемы дистанцион­ного управления различной сложности. Наиболее совершен­ными являются схемы управления конвейерными линиями с при­менением реле скорости, действующими от рабочего органа конвейера (ленты) и включающими каждый последующий кон­вейер только после того, как лента предыдущего конвейера достигнет номинальной скорости движения.

На рис. 15.3 приведена принципиальная схема управления конвейерной линией с применением реле скорости и с контро­лем длительности пуска каж­дого конвейера по времени.

При кратковременном нажатии на кнопку «Ход» на катушки контактора КЛ1 и реле времени РВ1 подается питание. Кнопка «Ход» шунтируется замыкающим контактом КЛ1 и размыкающим контактом РВ1

После того как лента пер­вого конвейера достигает но­минальной скорости, вклю­чится реле скорости и замкнет свои контакты РС1 в цепи контактора КЛ1 первого пу­скателя и в цепи контактора КЛ2 второго пускателя. При этом первый конвейер переводится на самоконтроль (после размыкания размыкающего контакта РВ1), а второй конвейер переводится в пусковой режим. После окончания пускового режима, когда лента второго конвейера достигнет номиналь­ной скорости, его реле скорости сработает и замкнет свои кон­такты РС2 в цепи контактора КЛ2 и в цепи контактора КЛЗ следующего конвейера. Первым контактом РС2 второй кон­вейер будет переведен на самоконтроль, а вторым контактом РС2 будет осуществляться пуск третьего конвейера, и т. д.

Таким образом, после пуска первого конвейера дальнейший пуск всех остальных конвейеров будет осуществляться автома­тически в зависимости от скорости движения рабочих органов конвейеров.

Если по каким-либо причинам скорость рабочего органа ка­кого-либо конвейера не достигает номинального значения и не замкнутся контакты его реле скорости PC, то размыкающий контакт соответствующего реле времени РВ разомкнётся и пуск конвейерной линии будет приостановлен.

Если во время нормальной работы конвейерной линии рабо­чий орган значительно снизит скорость или совсем остановится

(в результате пробуксовки или обрыва), то произойдет автома­тическая остановка поврежденного конвейера и всех конвейе­ров, передающих груз на поврежденный конвейер, вследствие размыкания соответствующих контактов PC реле скорости.

Применение в схемах автоматизации конвейерных линий реле скорости позволило осуществлять последовательный пуск двигателей конвейерной линии, а также все необходимые бло­кировки в зависимости от вступления в работу контролируе­мого конвейера.

Схема конвейерной линии с тремя конвейерами

При управлении группой конвейеров, обслуживающих сложный технологический комплекс, приходится вводить различные блокировки. Кроме того, весьма важным при проектировании схемы управления является сигнализация о состоянии механизмов, которая реализуется чаще всего с помощью световой мнемосхемы, расположенной на пульте управления оператора.

На рис. 1 показана конвейерная линия, состоящая из трех последовательно расположенных конвейеров. Электропривод ленточных конвейеров осуществлен асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, схема управления которыми показана на том же рисунке.

Схема управления электродвигателями группы конвейеров обеспечивает: требуемую продолжительность пуска конвейерной линии в направлении обратном грузопотоку. Этим исключается опасность в образовании завала в месте перегрузки. Поэтому пуск каждого последующего конвейера (в направлении против грузопотока) разрешается лишь тогда, когда грузонесущий орган предыдущего конвейера полностью разогнался.

Такая блокировка осуществляется с помощью реле скорости, контролирующего движение тягового органа; требуемую последовательность останова конвейерной линии в направлении грузопотока.

Должна быть предусмотрена такая блокировка, которая обеспечивала бы при аварийной остановке одного из конвейеров останов всех конвейеров от места загрузки до остановившегося конвейера, а остальные конвейеры должны продолжать работать, чтобы освободить тяговый орган от груза; контроль за временем пуска ленточных конвейеров.

Затянувшийся пуск свидетельствует либо о неисправности электродвигателя или системы управления им, либо о проскальзывании ленты по приводному барабану, что недопустимо.

Схему управления должна обеспечивать возможность остановки конвейерной линии из любой точки, аварийную остановку конвейера и всех последующих по направлению пуска при: затянувшемся времени пуска конвейера, снижении скорости ленты конвейера, обрыве тягового органа, недопустимом превышении скорости движения тягового органа, перегрузке электродвигателя конвейера, перегреве подшипников приводных барабанов, образовании завала в местах перегрузки, сходе ленты конвейера, искробезопасность исполнения цепей управления и минимальное число жил.

В схеме управления поточно-транспортной системой должны быть предусмотрены следующие виды сигнализации: предупредительная, аварийная, о числе включенных конвейеров и т. п.

Рис. 1. Схема управления электроприводом трех конвейеров (поточно-транспортной системой)

Согласно вышеперечисленным требованиям пуск конвейерной линии осуществляется в следующей последовательности. Сначала запускается электродвигатель M1 нажатием на кнопку SB1. При этом получает питание контактор КМ1 и, срабатывая, замыкает свои линейные контакты КМ1.1 в цепи статора асинхронного двигателя M1. Двигатель начинает разворачиваться, приводя в движение ленту конвейера.

Одновременно с этим замыкаются блок-контакты: КМ1.2, шунтирующий кнопку SB1, и КМ1.3, включающий лампу сигнализации Н L 1, указывающую на рабочее состояние двигателя M1. Размыкание контакта КМ1.4 обесточивает реле времени КТ1, которое отсчитывает время, необходимое для разгона двигателя до максимальной частоты вращения.

Лента конвейера, пришедшая в движение, приводит к вращению вал тахогенератора реле скорости KV1. При достижении лентой конвейера максимальной скорости реле KV1 подает сигнал на замыкание своих контактов: KV1.1 в цепи, шунтирующей контакт KТ1.1, а второй — KV1.2 в цепи управления следующего конвейера.

Нормальное протекание процесса пуска контролирует реле времени КТ1. По истечении положенного времени реле КТ1 отпускает свой якорь и вызывает размыкание своего контакта КТ1.1 в цепи контактора КМ1. Несмотря на размыкание контакта КТ1.1, контактор КМ1 продолжает получать питание через замкнувшийся контакт KV1.2.

Если же за время, необходимое для пуска, лента не достигла по каким-либо причинам своей максимальной скорости, контакт КТ1.1 разомкнётся до того, как замкнется контакт KV1.1, и двигатель M1 остановится, так как цепь контактора КМ1 будет разомкнута.

Затяжка была вызвана проскальзыванием ленты по барабану. Это опасный режим, который может вызвать загорание ленты. Поэтому в схеме и предусмотрена блокировка, исключающая этот опасный режим. В случае нормального прохождения пуска первого двигателя M1 подается сигнал на включение двигателя М2 второго конвейера — замыкается контакт KV1.2. Катушка контактора КМ2 обтекается током и, срабатывая, замыкает свои контакты КМ2.1 в цепи статора второго двигателя М2. Контроль за пуском второго двигателя производится в такой же последовательности.

В схемах управления электродвигателями предусмотрены следующие виды защит:

от перегрузки двигателей — тепловыми реле FR1 — FR6;

от перегрева подшипников приводных барабанов— тепловыми реле FR7 — FR9;

от превышения скорости движения конвейерной ленты — реле скорости KV1.3 — KV3.3;

от схода ленты — реле КСЛ1 — КСЛ3;

от завала в пунктах загрузки — выключателями SQ1 — SQ3.

При срабатывании одного из видов защиты останавливается не только конвейер, у которого произошла авария, но и последующие против потока груза. Остальные же конвейеры по направлению потока груза остаются работающими.

В схеме управления применена световая сигнализация, которая указывает на то, в каком состоянии находятся электродвигатели: включенные зеленые лампы HL2, HL4, HL6 указывают на отключенное состоян ие двигателя, красные HL1, HL3, HL5 — на рабочее состояние. Остановить конвейерную линию можно из любой точки трассы воздействием на одну из кнопок SB5, SB6, SB7.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Электрическая схема управления двигателем конвейера

Электрооборудование конвейерных систем

Продолжительная и надежная работа ленточных конвейеров и другого конвейерного оборудования, а также безопасное его обслуживание в значительной мере зависит от уровня автоматизации и наличия необходимых устройств безопасности. Основными причинами выхода из строя конвейеров и связанного с ним оборудования является попадание в них металлических предметов, которые вызывают порывы и порезы ленты, сход ленты, а следовательно, увеличения просыпи подаваемого материала, забивку загрузочных и разгрузочных устройств и др.

Шкаф управления ленточного конвейера

Шкаф управления предназначен для управления в ручном режиме работой ленточного конвейера. Шкаф управления в стандартной комплектации оснащается устройством защитного отключения.

Преимущества поставки конвейеров и элеваторов с фирменным шкафом управления:

• «Железо» + СШУ от одного производителя = ВЫГОДА!
  Конвейеры и элеваторы, комплектуются стандартными шкафами управления (СШУ). Данное изделие было разработано с учетом особенностей управления конвейерами. При заказе аппаратуры управления вместе с конвейером вы избавляете себя от проблем с поиском сторонней организации для подключения электрики.
• Отточенная функциональность.
  Сердцем стандартного шкафа управления является мощный промышленный контроллер. В отличие от релейной логики он позволяет гибко менять алгоритм работы, в частности, программа может быть написана с учетом пожеланий заказчика, а некоторые параметры, такие как длительность звучания сирены, время выбега и т.д. можно менять прямо на объекте через меню контроллера. СШУ так же позволяет производить тестирование системы, вести архив аварий и ограничивать доступ.
• Гибкость и масштабируемость.
  В качестве дополнительных опций возможно подключение частотного преобразователя (плавная регулировка движения ленты, полный набор защит двигателя), устройства плавного пуска и торможения, устройства защиты двигателя, а так же управление тормозом. При возникновении потребности имеется возможность построить комплексную систему АСУТП на базе СШУ, либо включить их в существующую систему АСУТП. Контроллер имеет резерв входных и выходных каналов, в т.ч. по 285/485 интерфейсу, что позволит в будущем расширить функционал шкафа управления.
• Надежность.

Стандартные шкафы управления обладают высокой надежностью и отказоустойчивостью. Это обеспечивается за счет нескольких факторов:

• Контроллер – современное управляющее оборудование, производства одной из крупнейших европейских компаний. За время его использования показал отличные результаты по надежности.
• Электрическая схема СШУ содержит гальваническую развязку всех входов контроллера с помощью промышленных реле, а так же автоматические выключатели для защиты цепей управления.
• Так как данное изделие является серийным, оно постоянно совершенствуется и оттачивается алгоритм работы.
• В контроллере программно выполнен ряд защит двигателя, в том числе защита по выбегу двигателя.

Частотный преобразователь

Применение частотного преобразователя в составе шкафа управления ленточным конвейером позволяет обеспечить плавный набор и сброс скорости привода, защиту от перегрузки по моменту, тем самым, предотвращая его выход из строя и продлевая срок службы. Кроме того, частотный преобразователь позволяет плавно регулировать скорость в рабочем диапазоне, а также запоминать произвольный набор скоростей для быстрого переключения между ними.

• Устройства выключающие рычажные (для аварийного схода ленты)

Выключающие рычажные устройства устанавливаются на металлоконструкцию средней части конвейера для отключения привода при аварийном сходе ленты. При длине конвейера 50-150 метров устанавливают по одному устройству с обеих сторон кромок верхней ветви ленты вблизи головной и хвостовой частей конвейера, т.е. всего четыре устройства. При длине конвейера более 150 м устанавливают еще два устройства в средней части — по одному с каждой стороны ленты. При длине конвейера до 50 м устанавливают два устройства в головной части. При длине конвейера до 10-15 м устройства не устанавливают.

• Устройства выключающие канатные (для ручной остановки конвейера)

Выключающие канатные устройства, применяющиеся для ручной остановки конвейера по всей его длине со стороны прохода для обслуживания. В тех случаях, когда вдоль конвейера имеются проходы с двух сторон эти устройства устанавливают с обеих сторон. Длина каната одного устройства 70 м. Устройство следует устанавливать при длине конвейера более 10 м. Выключающее канатное устройство может быть использовано для блокировки привода с укрытиями и ограждениями барабанов и натяжных устройств, что сокращает число устанавливаемых выключателей.

• Устройства от продольного пореза ленты

С целью предотвращения продольного пореза ленты посторонними предметами, попадающими на нее при загрузке конвейера, устанавливается выключающее устройство от продольного пореза ленты.

Аварийные кнопки

Аварийное (быстрое) отключение электродвигателя и включение тормоза при нажатии кнопки «АВАРИЙНЫЙ СТОП».

Импульсный датчик скорости ленты

Предназначен для использования в составе конвейерных дозаторов. Позволяет работать на малых скоростях — до 2 мм/сек.
На валу в корпусе установлен оптический датчик вращения. Оптический датчик имеет разрешение 1000 импульсов на один оборот измерительного колеса. Плата электрического преобразователя расположена в корпусе за оптическим датчиком. Плата содержит клеммные соединители для подключения информационных и питающих цепей датчика, схему дешифратора сигналов с датчика, схему питания и клеммный соединитель для подключения кабеля связи.

Электрооборудование подъемно-транспортных установок,
конвейеры,электропривод,электросхемы

Условия эксплуатации:

— продолжительный режим работы без пауз за время включения,
— редкие пуски и неизменное направление вращения,
— преодоление статических моментов при трогании под нагрузкой (после внезапной аварийной остановки),
— влияние окружающей среды (перепад температур, агрессивная среда, запыленность и т. п.).

Требования к электроприводу:

— повышенный пусковой момент(Mп/Mном = 1,6. 1,8);
— плавный пуск и торможение (для предотвращения пробуксовывания ленты или раскачивания груза у ленточных и подвесных);
— небольшое регулирование скорости в диапазоне 1:2 (для изменения темпа работы у поточных линий);

— согласованное вращение электроприводов (для нескольких конвейеров).

Электродвигатели.
• Асинхронные электродвигатели ( АД) с КЗ-ротором и повышенным пусковым моментом (Мп), односкоростные или многоскоростные (с переключением числа пар полюсов).
Примечание — Для регулирования скорости однодвигательного привода конвейера применяются дополнительные вариаторы механические или рагулируемые электрические и гидравлические муфты.
• АД с фазным ротором:
— на конвейерах, требующих повышенного пускового момента;
— при многодвигательном приводе конвейеров (для выравнивания нагрузок отдельных двигателей);
— при обеспечении согласованного движения конвейеров.

Многодвигательный привод.
Применяется при большой протяженности конвейеров.
Использование нескольких приводных станций позволяет избежать больших напряжений в механизмах, перегрузки участков, уменьшить габариты тягового органа и величину тяговых усилий.
При этом тяговый орган каждой приводной станции передает усилие, пропорционаяьное статическому сопротивлению только одного участка, а не всего конвейера.
Выбор места установки приводных станций определяется в соответствии с диаграммой изменения усилий натяжения.
Оптимальное количество приводных станций определяется техникоэко-номическими расчетами.
Приводные АД с КЗ-ротором должны иметь одинаковые параметры, у АД с фазным ротором характеристики в соответствие можно привести введением дополнительных сопротивлений в цепь их роторов.

Электропривод синхронного вращения.
Есть механизмы, привод которых состоит из одинаковых двигателей (два и более), требующих вращения с равными скоростями.
Примерами могут быть механизмы башенных кранов, створов разводных мостов, ворот шлюзов, конвейеров, где требуется согласованное вращение электродвигателей, а соединение их механическим валом невозможно.
В этом случае применяется электрическая связь между роторами асинхронных (АД) или синхронных (СД) двигателей, называемая электрическим валом.
Достичь этого можно, применяя специальные схемы, три из которых рассматриваются.

Схема «электрического вала» с вспомогательным АД представлена на рис. 3.3-4.

Схема «электрического вала» с резисторами представлена на рис. 3.3-5

Схема «электрического вала» двойного питания представлена на рис. 3.3-6.

Принципиальная электрическая схема управления ЭП двух совместно работающих конвейеров (рис. 3.3-7) предназначена для управления, защиты и сигнализации электроприводов двух ленточных конвейеров.

Принципиальная электрическая схема управления ЭП двух согласованно движущихся конвейеров (рис. 3.3-8) предназначена для управления, защиты и согласования двух электроприводов конвейеров.