Topp 7-utrustning som används i minor (med applikationer)
Denna artikel lyfter fram de sju topputrustning som används i gruvor. Utrustningen är: 1. Mine Hoist Drive 2. DC Ward-Leonard Control 3. Val av Hoist 4. Hoist Motor RMS Horse Power 5. Friktionshiss RMS Hp 6. Ventilationsfläkt 7. Kritisk tillämpning av transformatorer i minor.
Utrustning # 1. Minehissdrift :
Det finns olika typer av ministyrdrivningståg som t.ex. single-drum, split single drum, double drum, single and multi-rope koepe lyftar. Men nuförtiden är AC- och glidmotorn den mest användbara och ekonomiska formen av min hissdrivning för manuellt drivna liftar.
Faktum är att vissa invändningar mot användningen av glidmotor är där på grund av att deras högre accelerationshästkrafter krävs och brist på finhet för kontroll för acceleration och i synnerhet för retardation.
Men om någon av dessa orsakar problem måste en viss förbättring läggas till, eller dc-utrustning ska användas. Låt oss kortfattat diskutera vissa kontroller avseende olika typer av induktionsmotorer som används. Till exempel, för små induktionsmotorer som används sällan som en hiss, kan en trummanövreringsenhet med hissaccelerationen styrd av operatörens bedömning göra jobbet.
Men vid större hästkraft (75 hk och mer) och till och med för små mindre motorer där driftfrekvensen garanterar extrakostnaden, är sekundärmotstånden kortslutna av sekundära kontaktorer under tidens riktning eller strömgräns reläer.
Om endast tidsreläer används används emellertid någon anordning för avkänning när motorn har nått synkron hastighet, annars kan vid omhändertagande av laster motorn mycket överhastas innan sekundärmotståndet är helt kortslutet, sålunda skadar motorn själv.
En kontroll kan emellertid erhållas av operatören som kan flytta huvudströmbrytaren till fullhastighetsläget, och motorn kommer att accelerera jämnt i enlighet med inställningen av reläer.
Generellt sett har vi sett att i minor, vid manuell drift, sänks hissen antingen genom att koppla motorn genom att använda omvänd vridmoment; eller med tyngdkraften med hissbromsen, som dock måste ha tillräcklig kapacitet för att stoppa den maximala nedåtgående belastningen på mindre avstånd än vad som normalt krävs för retardation och alltid måste vara tillräckligt och perfekt dimensionerad för upprepade stopp under normalt driftstillstånd.
Detta är en mycket viktig faktor som en ingenjör i gruvor och en designer som utformar hissen måste alltid komma ihåg.
Några vanliga kontroller för vägledning till ingenjörer i gruvor ges nedan:
(1) I vissa fall används överskottsgränssnittsbrytare som avlägsnar ström från motorn och ställer in bromsarna. Faktum är att detta styrsystem används för att säkerhetskopiera säkerhetsregulatorn, som tar bort strömmen och ser bromsarna om full hastighet överskrids, eller om accelerations- och retardationshastigheten överskrids.
(2) Nödstoppknappar finns för att ta bort matningskällan och även för att ställa in bromsarna.
(3) För att accelerera tunga laster och samtidigt för att förhindra dropp eller ryggning när bromsarna släpps drivs en maximal vridmoment för att tillåta att motorn applicerar maximalt vridmoment vid stillestånd.
(4) För att styra riktningen för lyfttrafik, efter en överresa används back-out-omkopplarna så att motorn bara kan rotera i rätt riktning. Men när det blir viktigt att retardera hissen elektriskt som kan göras med automatisk drift, bör viss förfining i kontroll ske. Faktum är att den roterande motorns rotormotorn inte kan ge kvarhållningsmoment vid mindre än synkron hastighet.
Därför används några ändringar för att övervinna detta:
(i) För att åstadkomma justerbart vridmomentbelastning på motorströmmen används bromsen. Denna metod är emellertid endast tillämplig på mindre motorer på grund av svårigheter att sprida värme i bromsarna.
(ii) Ibland ser vi att induceringsmotorens stator är avskuren från AC-källan och upphetsad från en justerbar DC-krets. Motorn är då en växelströmsgenerator och effekten måste släppas i sekundärmotståndet.
Denna typ av dynamisk brytning har funnits speciellt på obalanserade lyftningar och backar där lasterna sänks med en hastighet mindre än synkron hastighet. Vi såg också att vissa hissar styrs automatiskt, med dynamisk bromsning som appliceras för att retardera hissen i ett sluten sling-system, precis som med DC-utrustning.
(iii) För att stoppa den maximala nedåtgående belastningen upprepade gånger styrs vissa lyftar automatiskt av bromsarna med sekundärmotståndet, precis som operatören gör när manövrera manuellt.
iv) Vid långsamma serviceliftar, kan automatisk drift enkelt utföras med en tvåhastighets ekorre-motormotor för låg hästkraftsapplikation. Detta är bäst anpassat till burstyrning, där burrotorn ersätter lyftoperatören.
(v) Ibland ser vi också att mättade reaktorer används istället för primära kontaktorer som kopplar nätströmmen till motorstator. Vi vet att växelströmsmomentet varierar som torget för den applicerade linjespänningen.
Därför kan vridmomentet eller spänningen varieras genom att öka eller minska impedansen hos de mättade reaktorerna, som består av en AC- och DC-lindning med en magnetisk kärna, där AC-lindningen bär ström till motorn och DC-lindningen är ansluten till en excitationskälla som varierar impedansen från nära noll till praktiskt taget den hos en öppen krets genom att styra mättnadsgraden för den magnetiska banan.
Vi har dock sett att mättade reaktorer endast har använts i automatiska lyftdon i de mindre hästkraftsmotorerna som används på serviceliftar, där dc tomgångstidsförluster verkligen kan vara avsevärda.
Utrustning # 2. DC Ward-Leonard Control:
DC Ward-Leonard kontrollsystem har blivit mest viktigt i moderna gruvor där finaste automatiska kontroller krävs. Faktum är att vid en applikation där stor hästkrafter krävs, har en AC-motor ibland besvärliga strömtoppar, och även där produktionshiss kräver automatisk kontroll för att förbättra produktionen har DC Ward Leonard-kontroll blivit mycket användbar.
Vi finner att MG-setet i storlekshiss används vanligtvis för att leverera likström till hissmotorn.
Faktum är att i detta fall exakt kontroll av alla hastigheter, inklusive acceleration och retardation, åstadkommes genom att reglera excitering av generatorn genom att variera utspänningen. Detta säkerställer nära kontroll över körmotorns hastighet och systemet automatiseras automatiskt genom att göra en sluten slinga mellan DC-motorn och generatorn genom att använda högvinkliga snabbspännings exciteringsanordningar som statiska eller roterande regulatorer.
I själva verket kan slingspänningen göras för att följa hastighetsreferensen med en hög grad av noggrannhet. Vi finner att regulatorn jämför en hastighetssignal, som mottas som tachometergeneratorspänning från hissmotorn, med den som mottas från hastighetsreferensen, och styr sedan generatorns excitering i enlighet därmed.
Under accelerationen kontrolleras motorn av en ström- eller momentbegränsningsregulator för full belastning och under kontroll av hastighetsreferensen för ljusbelastningar. Hastighetsreferensen kan vara vilken som helst enhet som preciserar hastigheterna för acceleration, full hastighet och retardation, medan programmeraren följer körningen / transporten och initierar retardationen vid rätt tidpunkt.
För att göra detta med axelomkopplare med flera spakar är det inte praktiskt, men slutlig stopp av transporten sker med signal från en axelomkopplare. En kompensator kompenserar emellertid inte för repsträckan som orsakas av skillnader i belastningar.
Vi ser också från vår erfarenhet att en friktionshiss kräver en synkroniseringsanordning för att köra säkerhetsstyrenheten och programmeraren under transportresor. Under en vilotid, vanligen vid kragen eller översta nivån, driver denna enhet dock regulatorn och programmeraren i rätt riktning för att korrigera det avstånd som repet kan ha flyttat över hjulet.
Detta synkroniserar sedan programmeraren och säkerhetsregulatorn så att de återigen är korrekt orienterade med avseende på transporten i axeln.
Låt oss nu kortfattat se hur driften är med automatisk automatisk lyftning. I själva verket finns det åtminstone tre sätt att använda:
(1) Manuell kontroll:
Detta styrsystem är från huvudströmbrytaren med programmeraren som fortfarande överväger accelerations- och retardationshastigheter. Bromsarna i hissen är dock normalt kopplade till huvudströmbrytaren och applicerad när omkopplaren flyttas till nollfartsställningen.
(2) Automatisk kontroll:
När spåren eller burarna är korrekt spotted startar cykeln och fortsätter att fungera tills den är stoppad.
(3) Halvautomatisk kontroll:
När skottet eller buret är korrekt upptäcks startar cykeln med tryckknappen. Hoppet eller buret (transport) går till vald nivå under styrning av programmeraren och stoppar sedan där. På varje nivå i en kontrollpanel ger dock en jogga och jogga ner kryphastighet inom intervallet för den specifika nivån.
Säkerhetsåtgärder:
Följande säkerhetsföreskrifter ingår normalt i DC-systemet med nära öglor.
Slingkontaktorn öppnas och hissbromsarna appliceras av följande skäl:
(1) Överhastighet eller överfart upptäcks av säkerhetsregulatorn.
(2) Överspänningsskyddssystem med timing.
(3) Underspännings-AC och DC-styrmatning kan underspänningsspolen spolas om det behövs.
(4) Växelförlust till programmeraren eller en icke-fungerande säkerhetsregulator.
(5) Förlust av likströmstillförseln.
(6) Försörjningsförlust i motorgenerator (MG).
(7) Felaktig jordning av generatorkretsen.
(8) Överhettning av MG set / eller lyftlager.
(9) Överdriven vibration av hissen eller MG-uppsättningen.
(10) Koppbrytaren är släckt och obefintlig vid trumhiss och fastsatt transportdetektor för koepehiss.
(11) MG-uppsättning överhastighet.
(12) En nödstoppsknapp som används.
Utrustning # 3. Val av hiss :
Val av hiss för en given kapacitet och djup är baserad på rätt hoppa eller burbelastning eller betalningsbelastning. Vi har faktiskt sett att en större last som hissas långsammare kräver mindre hästkraft, men detta sker på bekostnad av ökad repdiameter, vilket i sin tur ökar trumdiameterutväxlingen etc.
Därför är det lämpligt att känna till förhållandet mellan hoppa last, hastighet och kapacitet för det angivna djupet när du väljer en hoppa storlek. Ett sådant förhållande visas i fig 20.1.
Dessa kurvor indikerar att för varje kapacitet, när hopplastningen minskar, ökar hastigheten till den punkt där cykeln endast består av acceleration och retardation utan fullhastighetstiden vilket är ungefär 62 ft / s vid 1.650 fot, såsom visas i fig. 20, 1. Kurvorna i figuren har erhållits genom att använda följande formulering vid olika hastigheter och kapacitet men håller djupet konstant.
Liknande uppsättningar av kurvor kan erhållas vid olika djup och motsvarande hoppbelastning kan bestämmas vid olika hastigheter och vid olika TPH. Från ovanstående kurvor ser vi att den optimala hoppa belastningen på en koepe friktionshiss är vanligtvis större än den hos en trumhiss, för samma TPH och hissdjup.
För koepe-friktion, genom att öka höjdlasten, är det ibland möjligt att hoppa till nästa minsta motorstorlek utan att kraftigt öka kostnaden för den mekaniska utrustningen. Med en trumhiss ökar kostnaden för den mekaniska utrustningen snabbare än med en friktionshiss.
Täckstorlek:
För att bestämma repstorleken måste hoppa vikten vara känd. För att kunna veta detta måste den korrekta hoppa belastningen bestämmas för speciellt djup från kurvorna som visas i figur 20.1. När hopplasten är bestämd, hoppa över vikt = 0, 75 x hoppa lasten,
dvs SW = 0, 75 x SL.
Men repets diameter kan bestämmas utifrån ekvationen som anges nedan:
Där d = diameter av repet.
SL = hoppa lasten i ton.
SW = hoppa över vikt i ton.
FS = Faktorn för säkerhet.
Ki = Konstant.
K 2 = Konstant.
H = Trumdiameter (dia) i ft.
Säkerhetsfaktorn kan vara känd från Fig. 20.2 för olika djup.
Generellt antas att förhållandet mellan trumdia och repdia, D / d, är ca 80, även om detta kan variera med djupet och appliceringen.
Utrustning # 4. Hiss Motor RMS Hästkraft:
Bestämning av rätt hästkrafter som krävs för lyftar i gruvor är viktigast för en elektrikertekniker, eftersom en korrekt drift av lyftar är en av huvudingenjörerna hos en elingenjör i gruvor. Det har nyligen hittats i gruvor i Indien på grund av felaktigt val av rätt storlek på motorn i en viss hiss, blir motorerna skadade, ibland inom några dagar efter att ha kört hissen och därmed orsakat förlust av produktion.
Detta händer på grund av ineffektiv konstruktion av hissdriften utan att beakta den önskade hästkrafts- / tidscykeln följt av motsvarande vila.
I den här boken, även om vi inte utför detaljerade utföranden av hissdrifter, några praktiska punkter om hästkrafts- / tidsrelation, och visar hur vi kan bestämma rätt hästkraft för önskad hämtningsbelastning (TPH) vid ett visst djup och vid en särskild hastighet, ges nedan som visas i figur 20.3. Vi tillhandahåller också en guide för att bestämma de repdiametrar som krävs för att möta efterfrågan på en viss hissbelastning.
Låt oss därför se hur vi kan bestämma motorhästkraft för hiss. Låt oss först överväga vilken typ av laster och deras förkortningar som ska användas i hästkraftslikningen,
TS = Total suspenderad belastning
= EEW + SL + 2SW + 2R
där EEW = ekvivalent effektiv vikt,
SL = Hoppa över,
SW = Hoppa över vikt = 0, 75 SL
R = Djup x Rope vikt / meter.
SLB = Suspended Load längst ner på axeln
= (SL + R) - (V x ta x Rope vikt / m)
SLT = Suspended Load ovanpå axeln
= (SL - R) + (V x tr x Rope vikt / m)
där ta = accelerationstid i sek,
tr = fördröjningstid i sek,
V = hastighet i m / s.
Från hoppa lasthastighetskurva för speciellt djup som visas i Fig 20.1 bör vi först bestämma hastigheten som motsvarar hoppa lasten.
När vi känner till hastigheten, och låt oss anta a och r för att vara lm / s 2,
vi kan hitta ta och tr,
:. ta = tr - V / l = V.
Låt oss nu överväga hästkraften jämfört med tidcykelkurvan för trumhiss, som visas i Fig. 20.4, och för friktion eller trumhiss med svanstov som i Fig. 20.5.
I ovanstående uttryck ingår förlustfriktion också. Dessa skiljer sig emellertid väsentligt med axel, hopp, rep etc. Vid lutande axlar till friktionsförlusten för rullfriktion läggs 2% av vertikalkomponenten överlastlast och för repfriktion, 10% vertikal komponent av repvikten i tillsats. Dessa varierar igen med grad av sluttning men ligger på den säkra sidan.
Låt oss nu överväga Fig. 20.3, var
Därför, för att beräkna roten-medel kvadratisk hästkraft för DC-motor
I händelse av obalanserad hiss är proceduren för att hitta rms hk samma, förutom att för att hitta rms hästkraften måste (hp) 2 dividerad med tiden för hissning och sänkning kombineras under radikalen.
Mines: Application # 5. Friktionshiss Rms Hp:
Låt oss studera ovanstående principer genom ett praktiskt exempel nedan.
Exempel :
Bestäm rms hk. krävs av koepe hiss för en kapacitet på 350 T / h vid ett djup av 1650 fot eller 500 meter.
Lösning:
För första gången, för koepe hiss från höjdlastkurvan för 1650 fot eller 500 m djup, säg, med en hastighet 12 ft / s, från Fig 20.1, väljs en 12, 5 ton belastning.
Därför från formeln för repdiameter för Koepe Friction Hoist,
Vanligtvis ser vi från vår erfarenhet att Koepe-lyftdon använder hyvlat linor. Naturligtvis används även rundsträngtrådar.
Dock är säkerhetsfaktorn för utplattad rep för Koepe 7, 5 och konstanterna
Detta förhållande är naturligtvis på högsidan eftersom det valda repstorleken var något större än det som hittades av formeln. Men detta förhållande kan förbättras genom att lägga vikt till hopparna. Därför, genom att lägga till, 6000 lb till varje hoppa, förhållandet T1 / T2 = 76500/50000 = 1, 54. Nästa måste vi kontrollera säkerhetsfaktorn. I själva verket är brytstyrkan hos fyra 1, 25 tums linor 4 x 71 = 284 ton.
vilket är tillräckligt.
Nu från Fig. 20.6, för rundsträng och planad strängkoepe,
. . . En koepe hiss som behövs för 350 T / h från 1650 ft djup kommer att ha ett hjul på 100 tum med fyra 1, 25 "plana trådtrådar, hissar 12, 5 ton last i en 16 ton hoppa med en hastighet av 12, 5 ft / s.
Nu för att hitta motorhästkraften, från Fig 20.3 måste vi välja effektiv EEW, tröghetens höjd vid 25, 5001b.
För att bestämma de runda medelhöga hästkrafterna måste fullhastighetstiden (tfs) vara känd.
Utrustning # 6. Ventilationsfläkt :
En annan viktigaste aspekt av kolbrytning är problemet med tillräcklig ventilation i gruvorna där gruvarbetare arbetar och även på vägarna. Ventilation i gruvan är så viktig att det har upplevt att där ventilationsfläkten förblir oförmögna i mer än sex timmar på sträckan, började de personer som arbetade under jorden bli omedvetna.
Detta sker i allmänhet där procentandelen av metanhalten är alltför hög. Därför är ett regelbundet underhåll av ventilationsfläktar också mycket viktigt. Vid eventuella fel måste det finnas bestämmelser så att fläkten kan tas i bruk inom två timmar, och samtidigt måste ett vänteläge vara så att så fort huvudfläkten misslyckas startar standbyfläkten.
I allmänhet hanteras tillförseln av tillfredsställande luft under jord med hjälp av åtminstone en ventilationsfläkt belägen vid ytan av gruvan intill den uppgjutna axeln. Ventilationen av gruvan tillhandahålls med hjälp av en motordriven fläkt belägen på något avsevärt avstånd från koldragningsaxeln.
Det kan finnas en annan axel som behålls för ventilationsändamål och även för huvudlindningen, där skaftet endast används för ventilation, och det är vanligtvis menat att information sänds automatiskt till ett kontor vid koldraftsaxeln. Faktum är att dessa uppgifter i allmänhet innefattar indikation av strömavbrott, bärtemperaturer, vattenmätare och fläkthastighet eller ventilationstryck.
Men där fläkten är rep eller remdriven är det också viktigt att indikera en brott i drivenheten, och i så fall måste fläktmotorn stoppas automatiskt för att undvika brandrisk. Med tanke på den extrema vikten av ventilationsfläktar i gruvorna är det viktigt att försäkra sig om att drivmotorn och styrväxlarna är tillförlitliga och underhållna tillräckligt effektivt för att de ska kunna fungera kontinuerligt.
Regelbunden provning, undersökning och reparation av denna utrustning utförs alltid på helgdagar och eller på semester. Låt oss nu se ett exempel på centrifugal fläktdrift.
Exempel:
En 60 hk, 1475 rpm, TEFC SC-motor är att driva en centrifugalfläkt som tar 52 hk vid 284 rpm, radie av gyration = 1, 72 ft, rotorvikt = 172 lbs, gyrationsradie = 0, 3 ft.
Start med en automatisk Star / Delta-startare som har en tidsfördröjning för växling med en maximal inställning på 7 sekunder. Kommer detta relä att tillåta tillfredsställande start?
Lösning:
Följande tabell ger beräkningen. Se även Fig 20.7
Total accelerationstid = 5, 51.
Av ovanstående tabell ser vi därför att reläet möjliggör en tillräcklig tidsfördröjning. Så det kommer att göra jobbet.
Utrustning # 7. Kritisk tillämpning av transformatorer i minor:
I gruvor är det generellt att spänningen varierar mellan 370V och 400V istället för standard 500V till 550V på grund av kolskärare, transportörer, vindare, skovlar, borr och deras varierande belastningar vid olika frekvenser. På grund av den stora variationen i spänning varierar belastningsströmmen också kraftigt.
Som ett resultat utsätts även transformatorerna (och motorerna) vid gruvdrift alltid med alltför höga toppströmmar (mycket över nominell ström) med jämna mellanrum. Fig 20.8 visar kurvor av spänning Vs. tid och nuvarande Vs. tid för en transformator som ger tillförsel, till exempel, två 60 kW snittmotorer som brukade skära 400 ton kol på 4 timmar och också ge tillförsel att säga en 45 kW pumpmotor.
Från denna kurva ser vi att en 200 KVA, 3, 3 KV / 550 V transformator, som används under jorden för att köra två 60 KW-skärare och en 45 KW-pump, är mycket ofta (sex gånger i en minut) utsatt för en aktuell topp så hög som 900A och spänningen faller till så låg som 390 V. Men den genomsnittliga strömmen kommer till ca. 425A, där transformatorn kan leverera endast 365A vid 550V.
På grund av denna applikation blir transformatorn och motorerna överbelastade. Dessutom ökar även tidscykeln för skärning på grund av effekten av lågspänning. Men när arbetsspänningen inte faller under 500V och medelvärdet är 535V, befinner sig toppens ström också avsevärt, och den genomsnittliga strömmen kommer till ungefär en siffra på 312A.
Därför går transformatorn och motorerna bra inom den nominella kapaciteten, och här reduceras klocktiden för att minska kolet. Faktum är att i tidigare fall, på grund av låg spänning, om det tar 5 timmar att skära 400 ton kol i det andra fallet, där spänningen är mellan 500V och 535V, är det dags att skära samma mängd kol med samma skärare kommer att vara ca 4 timmar.
Därför kan vi från det ovanstående praktiska exemplet se vilken viktig roll den stationära matningsspänningen spelar i utförandet av ett colliery. Därför bör ingenjörerna i gruvor utforma distributionssystemet på ett sådant sätt att spänningsfallet kan hållas till ett minimum och i vilket fall som helst inte bortom det angivna bidraget.
Naturligtvis finns det platser där det blir omöjligt att stoppa den stora spänningen i spänningen.
I sådana fall är det alltid lämpligt att skaffa transformatorer som tål effekten på grund av stora fluktuationer. Innan du köper en transformator ska detaljer om leverans- och lastförhållandena lämnas till tillverkaren så att en korrekt typ av transformator kan installeras.
Faktum är att vi aldrig bör gömma fakta från tillverkarna; annars kan förlusten någon gång bli för tung för att återhämta sig, genom att spara i pris genom att köpa transformatorer av felaktiga specifikationer och av dålig kvalitet. Därför bör elektriska ingenjörer i gruvor beställa applikation och försörjningssystem förutom den vanliga indiska eller brittiska specifikationen, när man bestiller en flameproof transformator eller en transformator av gruvtyp.
