ZESZYTY kaukowb p o l i t e c h n i k i ŚLĄSKIEJ S e r i a j EIEKTRYKA z . 27
_______ 1970 Itr k o l. 274
TADEUSZ RODACKI, ANDRZEJ WOLSKI K a t e d r a E l e k t r o t e c h n i k i P rzem y słow ej
ZAUTOMATYZOWANE KOPALNIANE MASZYNY WYCIĄGOWE
W UKŁADZIE LEONARDA
S t r e s z c z e n i e t W p r a o y z a j ę t o s i ę maszynami wy
ciągow ym i z autom aty czn ym s t e r o w a n i e m , b i o r ą c za p o d s ta w ę 3 r ó ż n e r o z w i ą z a n i a , wybrane z b ę d ą c y c h w e J k s p l o a t a c j i w p o l s k i m p r z e n y ś l e wę
glowym.
Omówiono i c h budowę i z a s a d ę d z i a ł a n i a , porów
nan o c h a r a k t e r y s t y k i s t a t y c z n e i w ł a s n o ś c i w s t a n a c h d y n a m ic z n y c h . Podano s z e r e g p r a k t y o z - n y ch wniosków .
1. Wstęp
W p o l s k i m p r z e m y ś l e g ó r n ic z y m c o r a z c z ę ś c i e j i c o r a z c h ę t n i e j s to s o w a n e s ą maszyny wyciągowe z u k ład e m a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a . D l a t e g o t e ż celowym w ydaje s i ę p r z e d s t a w i e n i e c h a r a k t e r y s t y k i uwag d o t y c z ą c y c h p r a c y k i l k u z b ę d ą c y c h w e k s p l o a t a c j i maszyn wyciągowych s te r o w a n y c h a u t o m a t y c z n i e . P o d po j ę c i e m a u to m a ty c z n y u k ł a d s t e r o w a n i a rozumiemy u k ł a d z a p e w n ia j ą c y samoczynne w y kon anie je d n e g o c y k l u p r a c y , k t ó r y t r w a od c h w i l i p o d a n ia im p u l s u s t a r t o w e g o do c h w i l i z a tr z y m a n ia s i ę na
c z y n i a na p o z io m ie wyładowczym. Im p u ls s t a r t o w y może być poda
wany p r z e z o b s ł u g ę e w e n t u a l n i e p r z e z u r z ą d z e n i e załadowo ze lu b w yładow cze.
W w i ę k s z o ś c i u kładów p r a c u j ą c y c h w P o l s c e j e s t on podawany p rze z o b s ł u g ę .
292 T. R o d a c k i, A. W olski
V w ykonaniach p o s z c z e g ó ln y c h układów a u to m a ty c z n e g o s t e r o wania obserwujem y duże r ó ż n i c e . P o m i j a j ą c s y s te m y b lo k a d i za b e z p i e c z e ń , r ó ż n i c e t e p o l e g a j ą g łó w n ie na s p o s o b i e zadaw ania i k o n t r o l i p r ę d k o ś c i o r a z na r o d z a j a c h z a s to s o w a n y c h elementów w z m a c n ia ją c y c h . W z a s a d z i e w u k ł a d a c h a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a używane s ą w s z y s t k i e t y p y wzm acniaczy o z ę s t o w r ó ż n y c h kom
b i n a c j a c h t w o r z ą c n a j c z ę ś c i e j dwa lu b t r z y s t o p n i e wzm ocnienia.
V s t a r s z y c h u k ł a d a c h można w y ró ż n ić w zm acniacz w stę p n y ( a m p l i - d y n a , wzmacniacz m a g n e ty c z n y ), k t ó r y j e d n o c z e ś n i e p e ł n i ł r o l ę je d y n e g o w ę z ła sum ującego s y g n a ł y od s p r z ę ż e ń z w ro tn y c h i wzbud
n i c ę po m o cn ic zą . O becnie u k ł a d y a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a r o z w i ą z u j e s i ę w t e n s p o s ó b , że k a ż d e j w i e l k o ś c i r e g u l o w a n e j ( n p .
p r ę d k o ś c i , p rą d o w i w obwodzie głównym, p rą d o w i w zbudzenia prąd n i c y ) p r z y p o rz ą d k o w u je s i ę in d y w id u a ln y r e g u l a t o r .
V n i n i e j s z y m a r t y k u l e o g r a n i c z o n o s i ę do omówienia t r z e c h maszyn wyciągowych z autom atycznym s te r o w a n ie m b ę d ą c y c h c h a r a k t e r y s t y c z n y m i p r z y k ł a d a m i w/w r o z w i ą z a ń . Wspólną c e c h ą t y c h układów j e s t t o , że w s z y s t k i e s ą maszynami skipowymi z kołem pędnym i l i n ą wyrównawczą.
2 . C h a r a k t e r y s t y k a wybranych układów
Po d staw ę a n a l i z y s t a n o w i ą pom iary i b a d a n ia w i e l u maszyn wy- ciągow yoh z autom atycznym s te r o w a n ie m wykonane p r z e z K a te d rę Napędu E l e k t r y c z n e g o .
Dla każdego z wybranych p rzy k ła d ó w podano:
- u p r o s z c z o n y schem at s t e r o w a n i a a u to m a ty c z n e g o , w któ ry m u - w z g lę d n io n o t y l k o obwody n ie z b ę d n e do w y j a ś n i e n i a z a s a d y d z ia
ł a n i a , p o m i j a j ą c c a ł y s z e r e g b l o k a d , obwodów s y g n a l i z a c j i i z a b e z p i e c z e ń typowych d l a w s z y s t k i c h układów napędowych ma
sz y n wyciągowych,
Zautogatyzowane fcop^lfliłua maszyny w ycią g o w e... 293 n i e k t ó r a c h a r a k t e r y s t y c z n e p a r a m e t r y i dane maszyn,
- o p i a u k ł a d u .
2 . 1 . Układ a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a wg p r o j e k t u fi KD
Omawiana maszyna wyciągowa z o s t a ł a w c a ł o ś c i z a p r o j e k t o w a n a do p r a c y a u to m a ty c z n e j i z o s t a ł a z a i n s t a l o w a n a na w ie ż y s z y b o w e j .
Napęd główny s t a n o w i ą dwa s i l n i k i p r ą d u s t a ł e g o o mocy 1800 kW k a ż d y , s p r z ę ż o n e b e z p o ś r e d n i o z c z te r o l i n o w y m kołem p ę d n y m .S il- n i k i t e s ą z a s i l a n e w u k ł a d z i e Punga z dwu p r ą d n i c ( o mocy 2050
kW k a ż d ą ) p r z y czym możliwa j e s t p r a c a ze z m n i e js z o n ą w ydajno
ś c i ą w wypadku a w a r i i j e d n e g o s i l n i k a l u b p r ą d n i o y . P r ą d n i c e 01, G2 s ą s t e r o w a n e p r z e z zmianę w i e l k o ś c i i p o l a r y z a c j i p rą d u w
u z w o j e n ia c h w z b u d z e n ia F 1 - F 2 .
Maksymalna p r ę d k o ś ć j a z d y wynosi 16 m /s , a u ż y t e c z n e o b c i ą ż e n i e w ynosi 15 T. U p r o s z c z o n y s ch em at obwodu głów nego i u k ł a d u s t e r o w a n i a p r z e d s t a w i a r y s . 1 .
P r ą d n i c e s t e r u j ą c e p o s i a d a j ą dwa u z w o je n ia z k t ó r y c h p o d s t a wowe F 1 , F2 z a s i l a n e s ą b e z p o ś r e d n i o z u k ł a d u zadającego w s k ł a d k t ó r e g o w ch od zi z e s t a w oporów p r z e ł ą c z a l n y c h w z a l e ż n o ś c i od r o d z a j u j a z d y i r e g u l a t o r y programowe (o so b n e d l a każdego k i e r u n ku j a z d y ) s te r o w a n e k o ła m i krzywkowymi g ł ę b o k o ś c i o m i e r z a .Uzwo
j e n i a p om ocnicze S 1 , S2 s ą z a s i l a n e z wzbudnic GK1, GK2, k t ó r e z k o l e i s ą s t e r o w a n e z 'd w u s to p n io w e j k a sk a d y wzmscniaozy m a g n e ty cz n y c h TK5, TK6 i TK1, TK2. S y g n a ł p r z e c h o d z ą c y p r z e z w zm acniacze m a g n e ty cz n e j e s t s y g n a łe m b ł ę d u , k t ó r y j e s t r ó ż n i c ą s y g n a ł u p r o p o r c j o n a l n e g o do p r ę d k o ś c i z a d a n e j ( s p r z ę ż e n i e od podstawowego p r ą d u w z b u d z e n ia ) i s y g n a ł u p r o p o r c j o n a l n e g o do p r ę d k o ś c i r z e c z y w i s t e j ( s p r z ę ż e n i e p r ę d k o ś c i o w e ) .
W u k ł a d z i e r e g u l a c j i i s t n i e j ą dwa obwody s t a b i l i z a c y j n e . J e d e n p a d a j ą c y s y g n a ł p r o p o r c j o n a l n y do p o c h o d n e j p r ą d u w obwo-
294 T. R o d ack i, A» W olaki
R y s. 1 . Układ wg p r o j e k t u CKD
Zautom atyzow ane k o p a ln ia n e maszyny w yciągow e. 295 d z i e głównym na w e j ś c i e p ie r w s z e g o s t o p n i a w zm acniaczy magne
t y c z n y c h , d r u g i p o d a j ą c y w i e l k o ś ć p r o p o r c j o n a l n ą do p oc h o d n e j n a p i ę c i a s i l n i k a WF2 na w e j ś c i e d r u g i e g o s t o p n i a w zm acniaczy.
Mają one za z a d a n i e n i e d o p u s z c z a ć do n a g ł y c h zmian i o s c y l a c j i w obwodzie głównym. S t e r o w a n i e a u to m a ty c z n e odbywa s i ę w zam
k n i ę t y m u k ł a d z i e r e g u l a c j i . J e ś l i u k ł a d k o n t r o l n y j e s t zamknię
t y i m p u l s s t a r t o w y powoduje z a ł ą c z e n i e s t y c z n i k a k ie ru n k o w e g o . Po o s i ą g n i ę c i u p r z e z s i l n i k o d p o w ie d n ie g o momentu e l e k t r o m a g n e t y c z n e g o (rów nego momentowi s ta t y c z n e m u ) co z o s t a j e s t w i e r dzone p r z e z p r z e k a ź n i k prądowy w obwodzie głównym n a s t ę p u j e od- hamowanie m aszyny. P r ą d n i c e s ą wzbudzane wg program u z a l e ż n e g o od r e g u l a t o r ó w RD5 i RD6 n a p ę d z a n y c h krzywkami w f u n k c j i d r o g i . J e d n o c z e ś n i e n a p i ę c i e b r a n e z o p o r n i k a RPG2 p r o p o r c j o n a l n e do s y g n a ł u z a d a j ą c e g o j e s t podawane na p i e r w s z y s t o p i e ń k a s k a dy w zm acniaczy m agn e ty cz n y c h i porównywane z w i e l k o ś c i ą p r o p o r c j o n a l n ą do p r ę d k o ś c i o b r o t o w e j . W y n ik a jąc y s t ą d b ł ą d wzmac
n i a n y na d r u g im s t o p n i u k a s k a d y W-M s t e r u j e wzbudzeniem wzbud
n ic p o m o c n ic z y c h , k t ó r e w z a l e ż n o ś c i od znaku b ł ę d u dow zbudza- j ą lu b o d w z b u d z a ją p r ą d n i c e g łó w n e . Ten u k ł a d r e g u l a c j i d z i a ł a t y l k o p o d c z a s r o z r u c h u i hamow ania, w c z a s i e j a z d y u s t a l o n e j p r ą d w u z w o j e n i a c h p r ą d n i c głów nych S1, S2 p r a k t y c z n i e równa s i ę z e r u .
D ojazd p r z e p r o w a d z a t e n sam r e g u l a t o r k t ó r y powodował p r z y s p i e s z e n i a , a z c h w i l ą o s i ą g n i ę c i a poziomu m agnetyczny ł ą c z n i k krań
cowy powoduje zahamowanie maszyny. W c z a s i e p o s t o j u z a łą o z o n y J e s t u k ł a d s a m o b ó j c z y , k t ó r y l i k w i d u j e magnetyzm s z c z ą tk o w y za
równo w p r ą d n i c a c h głów nych j a k i p o m o cniczych.
2 . 2 . U k ła d a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a wg p r o j e k t u — B iu r a P r o j e k t ó w G l i w i c e
P r o j e k t ( z 1964 r . ) m a szy n y w y c ią g o w e j 2400 kW w u k ł a d z i e L eo n a rd a z o s t a ł opracow any w c a ł o ś c i j a k o u k ł a d a u to m a ty c z n y .
296 T. R o d a c k l. A. W olaki Maszyna wyciągowa z a i n s t a l o w a n a z o s t a ł a na n a d s z y b i a . S i l n i k główny 2400 kW, 650 V J e s t z a s i l a n y z dwu p r ą d n i c 1300 kW,325V.
P r ę d k o ś ć u s t a l o n a wydobyoia w ynosi 15 n /a , a o b c i ą ż a n i a u ż y t e c z n e s k i p u 10T. Układ z o s t a ł wykonany c a ł k o w i c i e z elementów k ra jo w y o h . U p r o s z c z o n y schem at a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a prze d s t a w i a r y s . 2 .
U zw o jen ia w z b udzen ia p r ą d n i c p o ł ą c z o n e sz ere g o w o s ą z a s i l a n e z am p lid y n y 6M. I s t n i e j e m ożliw ość p r a c y s i l n i k a p r z y z a s i l a n i u t y l k o z j e d n e j p r ą d n i c y , w tedy w m i e j s c e je d n e g o u z w o j e n ia włą
czony j e s t opór ( n i e pokazany na r y s . 2 ) . U kład p o s i a d a :
- dwa n i e z a l e ż n e u k ł a d y podawania n a p i ę c i a s t e r u j ą c e g o , osobno d l a p r a c y r ę o z n e j "R" i s t e r o w a n i a a u to m a ty c z n e g o "A” ,
- obwód z a d a j ą o y w u k ł a d z i e różnioowym - obwód w s tę p n e g o o g r a n i c z e n i a pw*Hii
- obwód ujem nego s p r z ę ż e n i a prądowego z p ro g ie m z a d z i a ł a n i a - obwód s p r z ę ż e n i a s t a b i l i z a c y j n e g o .
Zadawanie maszyny wykonane j e s t w u k ł a d z i e r ó ż n i c owym.Uzwo
j e n i e 3 - 4 a m p lid y n y z a s i l a n e j e s t n a p i ę c i e m w ynikającym z g a l w a n ic zn e g o poró w nan ia n a p i ę o i a t a o h o p r ą d n i c y 2TP ( p r o p o r c j o n a l neg o do p r ę d k o ś c i r z e c z y w i s t e j ) i n a p i ę o i a p r o p r o c j o n a l n e g o do ż ą d a n e j p r ę d k o ś c i ze s t e r o w n i k a i n d u k c y j n e g o . Odpowiedni s t e r o w n ik d l a danego k i e r u n k u j a z d y z o s t a j e w łą c z o n y s t y c z n i k i e m
kierunkowym 3 RA lu b 4 RA. Dla u z y s k a n i a p r ę d k o ś o i w leoznyoh s ł u ż y obwód z ło ż o n y z dodatkowego u z w o j e n ia t r a n s f o r m a t o r a 2TR p r o s t o w n i k a 7 DO i u k ł a d u oporów 9R, 10R, 11R.
P r z y s t e r o w a n i u ręcznym n a p i ę c i e p r o p o r c j o n a l n e do ż ą d a n e j p ręd k o ś c i u z y s k u j e s i ę z u k ł a d u mostkowego s t e r o w n i k a 1ST z a p ew n ia j ą c e g o zmianę znaku z a l e ż n i e od k i e r u n k u w y c h y le n ia d ź w i g n i .
Obwód w s tę p n e g o o g r a n i c z e n i a prądowego ( u z w o je n i a 5 -6 a m p li
dyny) z a s i l a n y j e s t z u k ł a d u ró ż n ic o w e g o i ma za z a d a n i e o g r a -
Zautom atyzow ane k o p a ln ia n e maszyny w yciągow e.
Rys. 2 . Układ wg p r o j e k t u BPG
298 T. R o d a c k i, A. W olski n i c z y ć p rą d w obwodzie głównym p r z e z wywołanie p rze p ły w u p r z e ciw nego do p rze p ły w u z a d a j ą c e g o p r z y z b y t d u ż e j r ó ż n i c y n a p i ę c i a zadan eg o i n a p i ę c i a t a c h o p r ą d n i c y . Elem ent n i e l i n i o w y zbu
dowany z p ro stow n ik ó w zapew nia n i e d z i a ł a n i e u k ł a d u p r z y r ó ż n i c y n a p i ę ć m n i e j s z e j n i ż 5%. U kład j e s t s t a b i l i z o w a n y p r z y po
mocy dwu t r a n s f o r m a t o r ó w r ó ż n i c z k u j ą c y c h w łą c zo n y c h na n a p i ę c i e am p lid y n y (1TS) i n a p i ę c i e obwodu głów nego (2 T s ) z a s i l a j ą cych u z w o je n ie 7 - 8 a m p lid y n y .
U zw ojenie 1-2 a m p lid y n y w y k o r z y s ta n e j e s t :
- w c z a s i e j a z d y , w obwodzie ujem nego s p r z ę ż e n i a prądowego z p ro giem z a d z i a ł a n i a p r z y czym w a r t o ś ć n a p i ę c i a progowego j e s t z m n ie js z o n a d l a o k r e s u w ychodzenia z krzyw ek,
- w c z a s i e p o s t o j u , w obwodzie ujem nego s p r z ę ż e n i a n a p i ę c i o w e go do g a s z e n i a n a p i ę ć szczą tk o w y c h w obwodzie głównym.
P o n a d to maszyna wyciągowa wyposażona j e s t w u k ł a d samoczynnej k o r e k c j i p o ś l i z g u l i n y , k t ó r y d z i a ł a t y l k o p r z y z a t r z y m a n e j ma
s z y n i e i u k ła d k o n t r o l i p r ę d k o ś c i d o j a z d o w e j . P r ę d k o ś ć d o j a z dowa k o n tro lo w a n a j e s t w dwu p u n k tac h na d r o d z e hamowania p rze z
ł ą c z n i k i m agnetyczne z a i n s t a l o w a n e w s z y b i e i dwa p r z e k a ź n i k i w łą c zo n e na n a p i ę c i e t a c h o p r ą d n i c y 2TP.
2 . 3 . Układ a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a wg p r o j e k t u ASEA.
U kład t e n z o s t a ł dobudowany do i s t n i e j ą c e g o u k ła d u f i r m y Skoda, p r z y czym zachowana z o s t a ł a m ożliw ość r ę c z n e g o s t e r o w a n i a w s ta r y m u k ł a d z i e . Obwód główny u k ł a d u Leonarda s k ł a d a s i ę z s i l n i k a o mocy 2460 kff, 600 V i p r ą d n i c y o mocy 2500 kW,600V.
P r ą d n i c a J e s t s te r o w a n a z wzbudnicy 48A k t ó r a p o s i a d a dwa u z w o j e n ia w zbud zen ia - każde czynne t y l k o d l a je d n e g o k i e r u n k u j a z d y .
¿j^Llgg sty c z o w a n e k o p a ln ia n e maszyny wyciągowe»» 299 P rę d k o ść u s t a l o n a wydobycia w yno si 10 n / s , a u ż y t e c z n e ob
c i ą ż e n i e s k i p u 10T. U p ro s z c z o n y schem at a u to m a ty c z n e g o s te r o w a n i a p r z e d s t a w i a r y s . 3.
Można w nim w y ró ż n ić dwa z a s a d n i c z e c z ł o n y : u k ł a d z a d a j ą c y i u k ł a d r e g u l a c j i . U kład z a d a j ą c y s k ł a d a s i ę z z e s p o ł u s t y c z n i ków i o p orn ików , e le m e n tu QFL x 301 o r a z wzm acniacza: 2 3 . F o r muje on s y g n a ł s t e r u j ą c y podawany na u k ł a d r e g u l a c j i d l a obu k ierun kó w j a z d y ( s t y c z n i k i E2 : U, E2 r D ),
S y g n a ł s t e r u j ą c y p r o p o r c j o n a l n y do ż ą d a n e j p r ę d k o ś c i jazdy j e s t 5- c i o odcinkowy i s k ł a d a s i ę z:
- l i n i o w e g o n a r a s t a n i a do w a r t o ś c i u s t a l o n e j , - w a r t o ś c i u s t a l o n e j ,
- l i n i o w e g o m a le n ia do w a r t o ś c i o d p o w i a d a j ą c e j p r ę d k o ś c i d o j a z d o w e j ró w n e j 2?3 m /s ,
- w a r t o ś c i u s t a l o n e j p r ę d k o ś c i d o j a z d o w e j , - l i n i o w e g o m a l e n ia do O.
S y g n a ł o d p o w i a d a ją c y p r ę d k o ś c i w i e c z n e j podawany j e s t w p r o s t na u k ł a d r e g u l a c j i p r z e z p r z e k a ź n i k 23 . Ha w e j ś c i u wzmacniacza:
2 3 , p r a c u j ą c e g o j a k o r e g u l a t o r P I , s y g n a ł s t e r u j ą c y porównywa
ny j e s t z s y g n a łe m p r o p o r c j o n a l n y m do r z e c z y w i s t e j p r ę d k o ś c i j a z d y branym z t a c h o p r ą d n i c y TG.
N a s tę p n y z k o l e i r e g u l a t o r P I zbudowany na w zm acniaczu: 41 s ł u ż y do o g r a n i c z e n i a p r ą d u w obwodzie głównym L e o n a rd a ;N a p ię c i e p r o p o r c j o n a l n e do p r ą d u otrzymywane j e s t s p r z e t w o r n ik a A27, k t ó r y wzmacnia s y g n a ł z b o c z n ik a i o d d z i e l a g a l w a n i c z n i e obwód główny do u k ł a d u r e g u l a c j i . R e g u l a t o r P I (wzmacniacz 43) o g r a n i c z a p r ą d w z b u d z e n ia g e n e r a t o r a . E lem ent E26 s p e ł n i a t a k ą s a mą r o l ę j a k e le m e n t A27. S y g n a ł wychodzący z w z m a c n ia c z a ;43 zo
s t a j e porównany n a w e j ś c i u wzm acniaczy: 52:53 z s y g n a ła m i p r o p o r c j o n a l n y m i do prądów w zbudzenia w zbudnicy i po w zm ocnieniu podany na w zm acn iacze t y r y s t o r o w e E16, E17 z k t ó r y c h każdy ? r a -
300 1« R o d a c k i, A* W olaki
UkładwgprojektuASEA
Z a u tomatyzowane k o p a ln ia n e maszyny w y c ią g o w e .. 301 c u j e d l a j e d n e g o k i e r u n k u j a z d y i j e s t o b c ią ż o n y odpowiednim uzw ojeniem w z b u d z e n ia w zbudnicy A48. To s p r z ę ż e n i e z w ro tn e z n a c z n i e z m n i e js z a s t a ł ą czasow ą wzbudnicy« W c z a s i e p o s t o j u s y g n a ł na w y j ś c i u r e g u l a t o r a : 32 j e s t równy 0 d z i ę k i z a d z i a ł a n i u p r z e k a ź n i k a P, a n a p i ę c i e r e m a n e n tu p r ą d n i c y gaszone j e s t ujemnym s p r z ę ż e n ie m prądowym. W wypadku hamowania a w a r y jn e g o d z i a ł a p r z e k a ź n i k WB p o d a ją c ujemne n a p i ę c i e z w zbudnicy A48 na r e g u l a t o r : 43 o r a z z m n i e j s z a j ą c n a p i ę c i e s t e r u j ą c e do z e r a na r e g u l a t o r z e : 4 1.
N a le ż y d o d a ć , że w s z y s t k i e r e g u l a t o r y t y p u P I , P zbudowane s ą n a tra n z y s to r o w y m w zm acniaczu p r ą d u s t a ł e g o QFL D155 co u ł a t w i a k o n s e r w a c j ę i o g r a n i c z a r e z e r w ę do 1 - 2 s z t u k w zm acniaczy.
P o n a d t o maszyna wyciągowa p o s i a d a j e s z c z e : - samoczynny u k ł a d k o r e k c j i p o ś l i z g u l i n y ,
- k o n t r o l ę p r ę d k o ś c i j a z d y maszyny w z a l e ż n o ś c i od p o ł o ż e n i a s k i p u w s z y b i e ,
- u k ł a d k o n t r o l i p r ę d k o ś c i d o j a z d o w e j .
3 . P o ró w n a n ia omawianych układów a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a Omówione u k ł a d y a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a maszyn w yciągo wych p r a c u j ą na s z y b a c h o r ó ż n e j g ł ę b o k o ś c i s t ą d t e ż n i e można porównywać czasów c y k l u p r a c y , i l o ś c i wydobytego u ro b k u i t p . , k t ó r e t o w i e l k o ś c i n a j l e p i e j c h a r a k t e r y z u j ą u k ła d napędowy.Moż
na n a t o m i a s t porównać układy r e g u l a c j i a u t o m a t y c z n e j , pewne w i e l k o ś c i c h a r a k t e r y z u j ą c e s t a n y d ynam iczne j a k - p r z y s p i e s z e n i e , w i e l k o ś ć p r z e r e g u l o w a n i a c z y wpływ o b c i ą ż e n i a na p r ę d k o ś ć j a z - d y .
Dwa p i e r w s z e u k ł a d y a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a r o z w ią z a n e w r ó ż n y s p o s ó b p o s i a d a j ą w i e l e w spólnych c e c h . P o s i a d a j ą j e d e n s u m a to r b ę d ą c y r ó w n o c z e ś n i e wzmacniaczem, g d z i e p r z y c h o d z ą syg
n a ł y od u k ł a d u z a d a j ą c e g o s p r z ę ż e ń z w ro tn y c h i s t a b i l i z u j ą -
302 T. B o d a c k l, A« W olski c y c h . Sumatorem tym j e s t u k ł a d w zm acniaczy TK1, TK2 w u k ł a d z i e CKD i a m p lld y n a w u k ł a d z i e BPG. U ż y te e le m e n t y w z m a cn ia ją c e s ą e le m e n ta m i i n e r c y j n y m i 1 i 2 r z ę d u . U k łady t a k i e mimo s to s o w a n i a s i l n y c h s p r z ę ż e ń z w ro tn y c h zawsze b ę d ą p o s i a d a ł y s t a t y c z n ą c h a r a k t e r y s t y k ę e le m e n t u wykonawczego - ( s i l n i k a ) . O d z n a c z ają s i ę one dużym czasem r e g u l a c j i - zależnym od i l o ś c i sto p n i wzmóc n i e n i a . V obu u k ł a d a c h u ż y t o j a k o elem entów s t a b i l i z u j ą c y c h t r a n s f o r m a t o r k ó w r ó ż n i c z k u j ą c y c h . Układ BPG j e s t j e d n a k u k ł a dem n o w o c z e ś n ie js z y m d z i ę k i z a s t o s o w a n i u wzm acniacza o dużym wzm ocnieniu i b . s i l n p g o s p r z ę ż e n i a od p r ę d k o ś c i o b r o to w e j k»9*
0 j a k o ś c i u k ł a d u r e g u l a c j i ś w ia d c z y między in ny m i n a c h y l e n i e c h a r a k t e r y s t y k i s t a t y c z n e j s i l n i k a o k r e ś l o n e j a k o
r e z o s t a ł o z m ie rz o n e 1 w ynosi
6,66% d l a u k ł a d u CKD i 2,89% d l a u k ł a d u BPG
Układ a u t . r e g u ł . ASEA z o s t a ł zbudowany i n a c z e j . K ażdej w i e l k o ś c i r e g u l o w a n e j ( ś c i ś l e j k a ż d e j d u ż e j s t a ł e j c z a s o w e j ) p r z y porządkow any z o s t a ł i n d y w id u a ln y r e g u l a t o r t y p u P I.P o d sta w o w y mi s p rę ż e n ia m i u k ł a d u s ą sprzężenia od p r ę d k o ś c i o b r o to w e j i od p r ą d u w obwodzie głównym. D z i ę k i t a k i e j budowie u k ł a d u r e g u l a c j i s i l n i k ma c h a r a k t e r y s t y k ę a s t a t y c z n ą .
Porównując c y k l e p r a c y d l a r ó ż n y c h układów p r z e d s t a w i o n e na r y s . 4# 5» 6 zauważamy, że tam g d z i e c h a r a k t e r y s t y k a s i l n i k a s i l n i e z a l e ż y od o b c i ą ż e n i a j e s t p raw ie n ie m o ż liw e t a k i e z e s t r o j e n i e u k ł a d u by p r a c o w a ł a u t o m a t y c z n i e d l a b i e g u ja ło w e g o
A
1 o b c i ą ż e n i a . P rz y k ła d e m , u k ła d CKD, k t ó r y p r a c u j e a u to m a ty c z n i e t y l k o d l a o b c i ą ż e n i a .
W u k ł a d z i e BPG c h a r a k t e r y s t y k a s i l n i k a j e s t s z t y w n i e j s z a s t ą d t e ż u k ł a d p r a c u j e a u to m a ty c z n ie p r z y b i e g u jałowym i o b c i ą ż e n i u l e c z w a r t o ś c i p r z y s p i e s z e ń i o b c i ą ż e ń r ó ż n i ą s i ę między
H s ]
* DAAa/»lr4 _ A.
Rys.5.Przebiegi prędkości i prądupodczas cyklówpracysterowanychautomatycznie w układziewgprojektuBPG prędkość- - - prąd
^ B lj* * atyzow an e k o p a ln ia n e maszyny wyciągowe 305 s o b ą . p y jy c h a r a k t e r y s t y c e a s t a t y c z n e j u k ł a d p r a c u j e prawie j e d nakowo p r z y o b c i ą ż e n i u i b i e g u jałowym .
N a r a s t a n i e p r ę d k o ś c i j e s t p ra w ie lin o w e d l a w s z y s t k i c h u k ł a dów a p r z e r e g u l o w a n i a s ą n i e w i e l k i e i n i e p r z e k r a c z a j ą 4%.
W u k ł a d z i e BPG w o g ó le n i e ma p r z e r e g u lo w a ń co ś w ia d c z y o d o brym d o b r a n i u s p r ę ż e ń s t a b i l i z u j ą c y c h .
P r z e b i e g i p rą d u w obwodzie głównym w u k ł a d a c h CKD i BPG wy
k a z u j ą duże w ahania w a r t o ś c i p r ą d u w c z a s i e c y k l u p r a c y . P r z y s t a ł y m s t r u m i e n i u w zb u d z e n ia s i l n i k a j e s t t o r ó w n o c z e ś n ie obraz p r z e b i e g u momentu e l e k t r y c z n e g o r o z w i j a n e g o p r z e z s i l n i k . Duże u d a r y momentu, mimo że n i e o d b i j a j ą s i ę na p r z e b i e g u p r ę d k o ś c i j a z d y s t ł u m i o n e p r z e z duże b e z w ł a d n o ś c i u k ł a d u , w pły w ają b a r dzo n i e k o r z y s t n i e na u k ł a d m ec h a n ic z n y i mogą być. p r z y c z y n ą p ę k n ię ć zmęczeniowych m a t e r i a ł u . W u k ł a d z i e ASEA p rąd w c z a s i e r o z r u c h u ma w a r t o ś ć p r a w ie s t a ł ą równą p rą d o w i o b c i ą ż e n i a p l u s p rąd d y n a m ic z n y .
Zmiany p r z y s p i e s z e ń i o p ó ź n ie ń w c z a s i e r o z r u c h u i hamowa
n i a pow odują zmiany s i ł dy n am iczny ch w l i n i e , wpływając ne s k r ó c e n i e j e j ż y w o t n o ś c i . N a j k o r z y s t n i e j s z y m p r z e b i e g i e m n a r a s t a
n i a p r ę d k o ś c i b ę d z i e p r z e D ie g p r z y s t a ł y m p r z y s p i e s z e n i u , n i e powinno być r ó ż n i c pom iędzy p r z y s p i e s z e n i e m ś re d n im i maksymal
nym a j a k widzim y w t a b e l i 1 n i e zawsze t o j e s t s p e ł n i o n e . W c z a s i e hamowania u t r z y m a n i e s t a ł e g o o p ó ź n i e n i a j e s t t r u d n i e j s z e i r ó ż n i c e m iędzy o p ó ź n ie n ie m ś re d n im i maksymalnym b ę dą w y s tę p o w a ły c h o c i a ż b y ze względu na k o n i e c z n o ś ć d o ja z d u do
s t a c j i w y ładunkow ej z o g r a n i c z o n ą p r ę d k o ś c i ą . Tym n i e m n i e j w a r t o ś c i t e powinny oyć z b l i ż o n e .
Z e s t a w i e n i e s z c z e g ó ło w y c h w i e l k o ś c i c h a r a k t e r y z u j ą c y c h s t a n y d y n a m i c z n e u k ł a d ó w a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a z e b ra n o w t a b e l i 1 .
•/Jaxda basobolątanl*
306 T. R oda cki, A. ffo l s k l
-P o§
4»3 *2, to ar X! o. h
& .
2 . 2 . 2 . n 'OSD
O AS
« x>
h &
* S.
«5H
¿4t»
O a« H •<^ o w
<a co o c A 3a S.Oh
■H o,
■H ¡0 o »
'GJMO ® -H
«Q N
©• T3 f4 O
•H 3 60 »
•Ho P
X I
®N
v£) S>>Œ cd
T a b l i c a 1
^ i j t omatyzowan« k o p a ln ia n e maszyny w y o ią g o w e ...______________ 307
Po rów nanie p o m ie rzo n y c h w i e l k o ś c i c h a r a k t e r y z u j ą c y c h omawiane u k ł a d y a u to m a ty c z n e g o s t a r o w a n i a
U kład W ie lk ość
cV K D B P G A S E A
G łę b o k o ś ć wydobycia 292 m 479 m 692 m
C i ę ż a r u ż y t e c z n y 15 T 10 T 10 T
Moc s i l n i k a ( s i l n i k ó w ) 2 x 1800 kW 2400 kW 2460 kW P r ą d znam. s i l n i k a I
n 2700 A 4000 A 4500 A
C h a r . s t a t . ( — ) w [%]
fi Xm 6 ,6 6 2 . 89 O
N B i e g . Obc. B ie g . Obc. B i e g . Obc.
j a ł . znam. j a ł . znam. j a ł . znam.
P r ę d k o ś ć j a z d y
10 10 10
u s t a l o n a Vu a t ^ 7 , 5 7 ,1
P r z e r e g u l o w a n i a p r ę d k o ś c i
V - V
% a a t ■ [*]
u s t J
2 .1 0 0 4 3 , 7
U dary p r ą d u —=---max 1,61 14 1 ,7 8 4 1,3 9
u s t
Czas r o z r u c h u w [s] 22 15* 19* 15 19
Czas hamowania w [s] 22 19Z 19X 14 14
Max. p r z y ś p . w [m/s] 0 ,7 5 5 1,17 1,1 3 0 ,7 2 0 ,6 3 3
Ś r e d n i e p r z y ś p . » [m /s ] 0 ,7 5 5 0 ,6 6 5 0,6 0,72 0 ,6 3 3
O p ó ź n i e n ie max. w [m/s] 1,6 0,65 0,63 1,07 1,01
Ś r e d n i e o p ó ź n i e n i e 0,86 0 , 8 4 0,4 0,8 0 ,8
w Qn/s]
Uwaga: W i e l k o ś c i o z n a cz o n e g w iazd k ą p r z e l i c z o n e d l a p r ę d k o ś c i u s t a l o n e j 10 m /s .
308 T. R o d a o k i. W. W olski 4. W nioski
W n i n i e j s z y m a r t y k u l e w s p o s ó b og ó ln y omówiono i porównano t y l k o n i e k t ó r e w ł a ś c i w o ś c i i p a r a m e t r y maszyn wyciągowych z au
tom atycznym s t e r o w a n i e m , c a ł o ś ć z a g a d n i e n i a n i e m i e ś c i s i ę w ram ach t e g o a r t y k u ł u . Przew aga układów a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a
n i a nad s te r o w a n ie m ręczn y m j e s t o c z y w i s t a zarówno z p u n k tu wi
d z e n i a e k ono m ik i j a k i b e z p i e c z e ń s t w a p r a c y . P r z y s t e r o w a n i u autom atycznym p o w t a r z a l n o ś ć c y k l u j e s t b a r d z i e j r e g u l a r n a , prze rw y k r ó t s z e co z w ięk sza p r z e p u s t o w o ś ć s z y b u .
Praw ie s t a ł e p r z y s p i e s z e n i a p r z y r o z r u c h u n i e pow odują dużych n a p r ę ż e ń dynam icznych w u k ł a d z i e meohanicznym maszyn w y ciągo wych co zw ię k sz a j e g o ż y w o tn o ś ć . U n i e z a l e ż n i a m y s i ę r ó w n ie ż od s t a n u p s y c h ic z n e g o m a s z y n i s t y u k t ó r e g o po w i e l o g o d z i n n e j p r a cy mogą w y s t ą p i ć objawy z n u ż e n i a , z m n i e j s z e n i a uw agi i t p .
Z omawianych układów a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a n a j l e p i e j s p e ł n i a sw o je z a d a n i e u k ła d wg p r o j e k t u ASEA. P r z y s p i e s z e n i e w c z a s i e r o z r u c h u j e s t s t a ł e , d z i ę k i a s t a t y c z n e j c h a r a k t e r y s t y c e r e g u l a c j i , j a z d a u s t a l o n a odbywa s i ę zawsze z t ą samą p r ę d k o ś c i ą n i a z a l e ż n ą od o b c i ą ż e n i a , a z a s t o s o w a n i e elementów o p a r t y c h na p ó łp rz e w o d n ik a c h zapew nia d u ż ą pewność d z i a ł a n i a i z m n i e js z a p r a c o c h ł o n n o ś ć k o n s e r w a c j i .
W żadnym z układów a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i e p r a c u ją c y m w p o lsk im g ó r n i c t w i e n i e s t o s u j e s i ę samoczynnego r o z p o c z ę c i a z w a l n i a n i a w z a l e ż n o ś c i od o b c i ą ż e n i a . P r z y s t a ł y m momencie ha
mującym im w ię k s z y c i ę ż a r c ią g n i e m y do g ó r y tym k r ó t s z a może być d r o g a hamowania, bo d o p u s z c z a l n e o p ó ź n i e n i e n i e s t w a r z a j ą ce m o ż liw o ś c i p o ś l i z g u l i n y j e s t w i ę k s z e .
Ponieważ w u r z ą d z e n i a c h wyciągowych o b c i ą ż e n i e z m ie n ia s i ę w s z e r o k i c h g r a n i c a c h , u z a l e ż n i e n i e p u n k tu r o z p o c z ę c i a hamowa
n i a od o b c i ą ż e n i a d a ło b y w e f e k c i e z w i ę k s z e n i e w y d a j n o ś c i ma
sz y n y w y c ią g o w e j.
N ależy j e s z c z e d o d a ć , że aby móc k o r z y s t a ć z e fe k tó w a u t o m a t y - z a ° j i w p o s t a c i z w ię k sz o n e g o wydobycia maszyna wyciągowa musi by ć w p e ł n i w y k o r z y s ta n a ( n i e może być p rz e rw i p o s to jó w w wy
d o b y c i u ) , a u k ł a d e l e k t r y c z n y a u to m a ty c z n e g o s t e r o w a n i a powi
n i e n być o p ty m a ln ie d o s t r o j o n y - co n i e zawsze j e s t s p e ł n i o n e w p r a k t y c e .
£ ^ j t omatyzowane k o p a l n i a n e maszyny w y c ią g o w e .» . 309
ABT0MATM3MP03AHME ClAXTHblE 11 OR'bEMH1IE MAlUKHbl B CKCTEME HE OH APR A
P e 3 n u e
B T p y ® e p a c c u a T p e H b i n o a i e u H u e u a r n u H U c a B T O M a T m i e c K W M y n p a B J i e - H u e u , n p u H M M a a b o c s o B y 3 p a 3 J i w H H X p e u i e m i a , M 3 6 p a H H u e c a a - x o A « 4 M X c a b 3 K c n J i y a T a m i a b n o J i t c K o f i y r o J i b H o ü n p o u m n j i e H H O c T M . 0 6 -
c y x x e h u K O H C T p y K u a a a n p M H u w i x e f t c T B H a , c o n o c T a B J i e H b i c T a T a v i e c - K H e X a p a K T e p H C T M K M H CBOÜCTBa B S H H a i i M t i e C K H X C O C T O a H H a X . D p a - B e s ë a p a s n p a K T i w e c K H X b u b o s o b .
MINE WINDERS ^WITH AUTOMATIC CONTROL IN WARD-LEONARD'S SYSTEM
S u m m a r y
A u t h o r s c o n s i d e r t h r e e d i f f e r e n t t y p e s o f mine w i n d e r s w i t h au
t o m a t i c c o n t r o l s y s te m c h o s e n from among used now i n P o l i s h c o a l mine i n d u s t r y . T h e re a r e g i v e n d i s c r i p t i o n of c o n t r o l s y s t e m s , s t a t i c c h a r a k t e r i s t i c s and p r o p e r t i e s i n dynamic p r o c e s e s . F i n a l l y , t h e r e a r e c o m p a r e d t h e s e t h r e e s y s t e m s and s h o r t c o n
c l u s i o n s d raw n .
