Электроприводы конвейеров и транспортёров

Движение ленте конвейера или транспортёра, как правило, передаётся от асинхронного двигателя через редуктор и приводной барабан. Момент на валу приводного двигателя конвейера [1]

,

где F – усилие на приводном барабане, F = F _x.x+ F _г (F _x.x – усилие, затрачиваемое на перемещение ленты конвейера или транспортёра; F _г – усилие, необходимое на перемещение груза); R – радиус приводного барабана; i _р – передаточное отношение редуктора; η_р – КПД редуктора.

Когда груз на ленте конвейера отсутствует, двигатель развивает момент холостого хода М _х.х= F _x.x R / i _рη_р.х.х, где η_р.х.х – КПД редуктора, соответствующий усилию F _х.х.

Учитывая линейную зависимость сил трения от усилий, необходимых для перемещения груза [1], зависимость момента на валу двигателя от усилия на барабане можно представить следующим образом: М _*= М _х.х*+(1- М _х.х*) F _г*, где М _*= М / М _ном; М _х.х*= М _х.х/ М _ном; F _г*= F _г/ F _г.ном (М _ном – номинальный момент на валу двигателя, необходимый для перемещения ленты и номинального груза при номинальной скорости; F _г.ном – составляющая усилия F в тянущем органе конвейера, возникающая за счёт перемещения только номинального полезного груза).

Составляющая F _г тянущего усилия и линейная скорость перемещения V _* конвейера определяют его производительность: Q _*= F _г* V _*, где Q _*= Q / Q _ном (Q _ном – номинальная производительность конвейера).

При постоянной номинальной скорости конвейера V _*=1

Q _*= F _г*,

поэтому потребляемую с вала двигателя мощность можно записать в виде

Р _*= М _*ω_*= М _х.х*+(1- М _х.х*) Q _*, (2.26)

где Р _*= Р / Р _ном=1; ω_*=ω/ω_ном; ω= Vi _p/ R; P _ном, ω_ном – номинальные соответственно мощность и угловая скорость на валу двигателя.

Из формулы (2.26) следует, что по мере снижения производительности эффективность работы конвейера уменьшается, так как возрастает относительная доля мощности, расходуемой на преодоление момента холостого хода М _х.х.

Более экономичным является режим работы конвейера с переменной линейной скоростью, обеспечивающей ту же производительность, но при постоянстве составляющей усилия F_г*=1. В соответствии с формулой (2.26) угловая скорость в этом случае должна изменяться по закону ω_*= V _*= Q _*, которому соответствует мощность на валу двигателя

Р _*= М _*ω_*=[ М _х.х*+(1- М _х.х*)] Q _*= Q _*. (2.27)

Очевидно, что в этом случае мощность на валу двигателя будет меньше на величину

Δ Р _*= М _х.х*(1- Q _*). (2.28)

Из формулы (2.28) видно, что эффект от регулирования ли­нейной скорости конвейера тем выше, чем больше момент холо­стого хода и чем значительнее снижается его производительность.

Характерным примером является электропривод ленточных участковых и магистральных конвейеров угольных шахт и горно-обогатительных комбинатов, работающий с переменной нагруз­кой, изменения которой достаточно трудно предсказуемы из-за случайного характера грузопотока. При этом время работы на холо­стом ходу может достигать 20...40 % времени работы конвейера.

Для оценки возможного снижения энергопотребления при при­менении регулируемого электропривода ленточного конвейера в сравнении с нерегулируемым электроприводом было вычислено относительное потребление электрической энергии при транспор­тировании груза одинакового объема системами с нерегулируемым электроприводом, с частотно-регулируемым электроприводом, обеспечивающим плавное регулирование скорости ленты конвей­ера, с двухскоростным электроприводом с различным соотноше­нием номинальных угловых скоростей, равным 1:2 и 1:3, обеспе­чивающим дискретное регулирование линейной скорости ленты конвейера [4].

При оценке принималось, что система автоматического уп­равления частотно-регулируемым электроприводом обеспечивает поддержание постоянной погонной нагрузки конвейера. В этом случае электропривод конвейера работает с оптимальной энерго­емкостью. Численные значения параметров электропривода при­ведены для ленточного конвейера типа 2Л80У. Полученные дан­ные потребления электрической энергии приводом конвейера при­ведены в табл. 2.5 в относительных единицах. За базовое значение принято потребление электрической энергии нерегулируемым электроприводом.

Таблица 2.5

Дата добавления: 2015-06-27