Схема электрического двигателя экг

Карьерный экскаватор на гусеничном ходу ЭКГ-5А

Экскаваторы представляют собой машины на гусеничном ходу с поворотной платформой. Аббревиатура ЭКГ означает экскаватор карьерный гусеничный. Цифровое обозначение модели — это показатель вместимости ковша, а буквенное добавление характеризует модификацию или производителя.

Область использования экскаваторов ЭКГ-5А

Данные мощные машины используются преимущество в добывающей и перерабатывающей промышленности. Они незаменимы для копания грунта и твердых фракций, полезных ископаемых. Экскаваторы — спутники горной деятельности, металлургии, добычи угля и строительной отрасли.

Среди производителей экскаваторов ЭКГ-5А ведущие позиции занимают:

  • ЗАО «Горные машины»;
  • АО «Уралмаш»;
  • АО «Ижорские заводы».

Основные элементы и основа работы механизма

Механизм ЭКГ-5А включает основные функциональные элементы:

  • двуногая стойка;
  • стрела;
  • система открывания ковша;
  • ковш;
  • рукоятка ковша.

Составными частями ковша являются передняя и задняя стенка, дно, коромысло и блок. При производстве ковша применяется высокопрочная сталь. Его корпус с помощью пальцев сопряжён с дном и коромыслом. Стальная рукоятка посредством соединения переходит в стрелу, на которой установлена напорная система, блоки и лебёдка. Стрела базируется на поворотной платформе. Именно на ней расположен механизм динамики, электрическая система, кузовные и стоечные части. Венчает этот комплекс кабина водителя. Далее рассмотрим технические характеристики экскаватора ЭКГ-5А.

Фото карьерного экскаватора на гусеничном ходу ЭКГ-5А

Общие и частные параметры

Общие параметры

Параметры Значение
Вместимость ковша, м3 5, 2
Радиус черпания, м 14, 5
Высота черпания, м 10,3
Просвет под поворотной платформой, м 1, 85
Рабочая масса, т 196

Параметры ковша

Масса, т 9, 935
Длина, м 2, 45
Ширина, м 2, 19
Высота, м 2, 56

Характеристики рукоятки ковша

Масса, т 7, 95
Длина, м 7, 915
Ширина, м 1, 774

Параметры стойки

Масса, т 3, 48
Длина, м 6, 45
Ширина, м 1, 4

Параметры поворотной платформы

масса, т 18, 9
Длина, м 8, 1
Ширина, м 5, 0
Высота, м 1, 2

Характеристики нижней и гусеничной рамы

Показатель Нижняя рама Гусеничная рама
Масса, т 10, 5 5, 45
Длина, м 3, 0 5, 5
Ширина, м 3, 0 0, 75
Высота, м 1, 68 1,0

Параметры кабины

Масса, т 1,1
Длина, м 2, 36
Ширина, м 1, 35
Высота, м 2, 76

Технические параметры двигателей

Сетевой двигатель является сердцем всего механизма экскаватора. Он обладает мощностью в 250 кВт, а его масса составляет более 2 тонн. Кроме сетевого двигателя, который представлен моделью Аг-М, экскаватор снабжён ещё тремя движущими узлами.

Двигатель хода и напора

Масса, т 0, 86
Длина, м 1, 28
Ширина, м 0, 59

Двигатель поворота

Масса, т 0, 93
Длина, м 1, 32
Ширина, м 0, 57

Двигатель подъёма

Масса, т 3, 5
Длина, м 1 ,85
Ширина, м 0 ,96

Параметры канатов

В экскаваторе ЭКГ-5А присутствуют канаты, которые работают по трём направлениям.

Назначение каната Диаметр, мм Длина, м Разрывное усилие, кгс
Подъем ковша 39, 5 58 94623
Подъем стрелы 30 125 57 300
Открывание дна ковша 11, 15 10, 5 6255
Читайте также:  Субару трясет двигатель на холостых

Электрическое оборудование

Питание и работа механизмов системы осуществляется от высоковольтной точки. За полчаса непрерывной деятельности ЭКГ-5А потребляет электроэнергии от 250 до 275 кВт.

В работе экскаватора применяются два вида кабеля:

  • КШВГ-3 х 16 + 1 х 6;
  • КШВГ-Т — 3 х 25 +1 х 10.

Источником управления электродвигателя служит распределительное устройство, которое снабжено:

  • выключателем, выдерживающим силу тока до 1.25 А;
  • ручным приводом;
  • предохранителем на 8 и 16 А.

Схема электрического оборудования экскаватора ЭКГ-5А

Конструктивные особенности

Владельцы и производители экскаваторов единогласно отмечают следующие особенности модели и модификаций:

  • высокая эффективность при работе с большими кусками твёрдой породы;
  • цельносварная стрела обладает особой прочностью;
  • канат для подъёма ковша имеет автоматическое выравнивание;
  • автоматически открывающееся дно позволяет избежать контакт ковша и рукоятки;
  • гусеницы открытого типа имеют широкое расстояние, через которое легко производить ремонт и диагностику механизмов;
  • элементы и узлы, которые подвергаются особой нагрузке, выполнены из прочной легированной стали;
  • экономию времени и денег обеспечивает автоматическая подача смазочных материалов.

Модификации

Экскаватор ЭКГ-5А поставляется в рыночную сеть в трёх модификациях:

  • машины ЭКГ-5В;
  • экскаваторы ЭКГ- 5Д;
  • механизмы ЭКГ-5А-УС.

Технические характеристики

Технические характеристики ЭКГ-5В ЭКГ-5Д ЭКГ-5А-УС
Вместимость ковша, м3 5 4,6 — 6,3 4, 6
Радиус черпания, м 14, 5 14, 5 15, 5
Высота выгрузки, м 6, 5 6, 7 5, 9
Радиус выгрузки, м 12, 65 12, 65 13, 7
Просвет под поворотной платформой, м 1, 89 1, 89 1, 85
Длина гусеничного хода, м 5 ,83 5, 83 5, 83
Ширина гусеничной ленты, мм 900/1100/1400 900/1100 900/1100
Скорость, км/час 0, 55 0, 55 0, 55
Рабочая масса, т 207 195 211
Мощность сетевого двигателя, кВт 250 250

Видео обзор экскаватора ЭКГ-5А:

Источник

Электропривод карьерного экскаватора

В карьерных экскаваторах типа ЭКГ или ЭШ используется большое количество систем, разнообразных по назначению и принципу работы. Практически все известные на сегодня схемы преобразования энергии, такие как гидравлика, пневматика, электропривод, электроника, нашли применение на этих машинах. Первичной и главной ступенью преобразования энергии – а в современных тяжелых экскаваторах это электрическая энергия, поступающая в экскаватор через высоковольтную питающую цепь, – является электропривод.

Эволюция электропривода карьерных экскаваторов за последние тридцать лет привнесла некоторые изменения в конструкцию, но по-настоящему новых принципиальных решений, уже внедренных на «живых» машинах, мало.

Классически для привода главных механизмов применяются двигатели постоянного тока с независимым возбуждением, питаемые от регулируемых генераторов (система Г–Д) или регулируемых статических тиристорных преобразователей (система ТП–Д).

Двигатель с экскаваторной (саморазгружающейся) характеристикой подразумевает работу с номинальной частотой вращения вплоть до стопорного максимального момента, по достижении которого двигатель останавливается, но не теряет усилие на приводном валу. То есть когда, к примеру, груженый ковш упирается в неподвижный массив и усилия, развиваемого подъемной лебедкой, недостаточно для внедрения ковша, не должно происходить «опрокидывание» двигателя, т. е. падение оборотов и снижение момента на валу двигателя. Для сохранения наибольшей производительности экскаватора желательно, чтобы двигатель работал с постоянной наибольшей частотой вращения до момента начала стопорения (наибольшей нагрузки). Это означает, что механическая характеристика (зависимость частоты вращения от момента на валу двигателя) должна быть жесткой, состоять из рабочего участка с минимальной линейной зависимостью частоты вращения от момента и нерабочего участка, соответствующего падению частоты вращения при максимальном моменте стопорения. К такому экскаваторному режиму наиболее близок режим работы двигателей постоянного тока.

Читайте также:  Что цокает в двигателе лачетти

Из школьного курса все знают, что обмотка возбуждения двигателя постоянного тока в виде главных магнитных полюсов располагается в статоре, на обмотку якоря (ротора) ток поступает через щетки и коллектор – аппарат, который преобразует постоянную э.д.с. питающей сети в переменную э.д.с. обмотки якоря.

Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока возможно тремя способами: изменением сопротивления обмотки якоря, подводимого напряжения или потока возбуждения (тока возбуждения). Изменение сопротивления обмотки якоря для регулирования невыгодно, так как не экономично и сильно смягчает механическую характеристику. Регулирование изменением потока возбуждения применимо при малых моментах нагрузки. Момент двигателя прямо пропорционален потоку возбуждения, а кроме того, обрыв в цепи возбуждения может привести к работе двигателя вразнос при отсутствии значимой нагрузки на валу, так как частота вращения обратно пропорциональна потоку возбуждения.

Регулирование частоты вращения изменением питающего напряжения требует источника с регулируемым напряжением.

Питание двигателей постоянного тока (главных приводов экскаватора) долгий период времени осуществлялось от генераторов постоянного тока (система Г–Д). Это достаточно надежная и простая в управлении система электропривода, она используется уже много десятилетий в приводах карьерных экскаваторов.

В простейшей системе Г–Д изменение питающего напряжения (выходного напряжения генератора) происходит путем изменения тока возбуждения в независимой обмотке возбуждения генератора (например, с помощью реостата в цепи возбуждения). Снижение питающего напряжения приводит к снижению частоты вращения двигателя при сохранении рабочего момента и жесткости рабочих характеристик (справедливо для двигателей с независимым и параллельным возбуждением).

Для привода генераторов используется сетевой двигатель. Обычно преобразовательный агрегат включает в себя один или несколько сетевых двигателей, которые вращают генераторы. Каждый генератор обеспечивает привод соответствующего механизма – привод подъема, напора (тяги для драглайнов), поворота, хода, открытия днища ковша (для ЭКГ). В агрегат может входить генератор собственных нужд, питающий постоянным током обмотки возбуждения двигателей и генераторов. В качестве сетевого двигателя используются мощные асинхронные (ЭКГ-5А) или синхронные двигатели переменного тока (ЭКГ-10, ЭКГ-15, ЭШ-11.70 и т. д.).

Индивидуальный привод основных механизмов автоматизирован. Машинист управляет только частотой вращения и проводит реверсирование двигателя в процессе копания. Остальные процессы регулирования (стабилизация частоты вращения и ограничение предельной нагрузки, формирование экскаваторной характеристики) происходят автоматически. В основу принципа автоматизации управления отдельного механизма положена специальная система автоматического регулирования (САР). Регулятором здесь выступает силовой магнитный усилитель (он заменяет управляющий реостат в цепи возбуждения в простейшей схеме). В САР генератор является одновременно усилительным и исполнительным элементом, двигатель – объектом регулирования, а регулируемой величиной является частота вращения двигателя. При управлении машинист, желая установить определенную частоту двигателя, воздействует на цепь возбуждения генератора, т. е. изменяет величину тока в его обмотке возбуждения посредством командоконтроллера. Для поддержания заданного режима в САР присутствует обратная связь, обеспечивающая корректирующее воздействие на магнитные усилители и далее на ток в цепи возбуждения генератора.

Более прогрессивной считается схема, в которой питание обмотки возбуждения генератора (двигателя) осуществляется посредством тиристорного преобразователя. При такой схеме не требуется задействовать генератор собственных нужд, призванный питать обмотки возбуждения электромашин и привода малой мощности (открытия днища ковша). Основными преимуществами тиристорных возбудителей являются малая инерционность и более высокий к.п.д. по сравнению с силовыми магнитными усилителями. Тиристор преобразует переменный ток в постоянный с регулированием выпрямленного напряжения. Ток управления тиристора регулируется сельсинным командоаппаратом.

Читайте также:  Вибрирует двигатель на холостом ходу рено логан

Второй способ – использовать вместо генератора тиристорный преобразователь (ТП–Д). Однако использование силовых тиристорных преобразователей для электропривода главных приводов приводит к снижению коэффициента мощности энергетической установки экскаватора, появлению дополнительных гармоник и колебаний напряжения в сети, что снижает качество электроснабжения карьера. Чтобы уменьшить негативное влияние работы ТП на сеть, на экскаваторах используются фильтрокомпенсирующие устройства. В бывшем СССР схема ТП–Д была обкатана на ЭКГ-20.

Другим перспективным направлением является применение импульсного способа изменения какого-либо параметра двигателя – напряжения, сопротивления в цепях статора или ротора. Изменяя длительность импульса, достигают изменения средней частоты вращения.

Асинхронные двигатели, питаемые от регулируемых статических преобразователей частоты (ПЧ–АС), применяют в электроприводе начиная с 1970-х годов. Асинхронные электродвигатели благодаря простоте производства и надежности в эксплуатации широко используют в нерегулируемом электроприводе. Основные их недостатки – ограниченный диапазон регулирования частоты вращения и значительное потребление реактивной мощности.

Преобразователи частоты получили распространение в первую очередь в системах плавного пуска. Сейчас частотные преобразователи внедряются и в качестве регуляторов в мощных приводах (до 10 МВт шахтные подъемники, вентиляционные системы, водоотлив, конвейерный транспорт, тяговый привод подвижного состава на железнодорожном транспорте и др.). Применение частотных преобразователей позволяет:

  • плавно регулировать скорость вращения асинхронного электродвигателя при сохранении момента на валу;
  • снизить потребление электроэнергии на 30…50% за счет оптимального управления электродвигателем в зависимости от нагрузки;
  • осуществлять плавный пуск электродвигателя с током, не превышающим номинального значения для электродвигателя;
  • устранить пиковые нагрузки на электросеть и просадки напряжения в ней в момент пуска электропривода.

Частотные преобразователи создают определенные электромагнитные помехи, для уменьшения которых необходимо применять дополнительные фильтры. Для работы на низких частотах требуется эффективное принудительное охлаждение. Другой аспект – трудность обеспечения экскаваторной механической характеристики. В процессе работы экскаватора нагрузочные моменты могут меняться в значительной степени за короткие промежутки времени от максимальных моментов, способных «опрокинуть» двигатель, до минимальных. Поэтому требуется автоматическая одновременная регулировка частоты и питающего напряжения, поступающего на обмотку статора.

Несмотря на высокую перспективность системы ПЧ–АС, массового и быстрого внедрения на экскаваторах в России она до сих пор не получила. Здесь сказывается и определенный общий провал 1990-х годов в промышленности, и необходимость внедрять новые решения в системах автоматического регулирования. Работоспособность системы ПЧ–АС неоднократно доказана, в том числе при эксплуатации модернизированного экскаватора ЭШ-20.90 на Сафроновском разрезе (Иркутская обл.).

Вопросов при использовании системы ПЧ–АС возникает много, для краткого их обзора потребуется отдельная публикация.

Сегодня мировые лидеры производства электрических экскаваторов, такие как Bucyrus International Inc. с входящими в ее состав Marion и Ransomes-Rapier, а также P&H предлагают экскаваторы с электроприводом, выполненным по разным схемам – ПЧ–АС, Г–Д, ТП–Д. Выбор системы остается за заказчиком.

Источник

Adblock
detector