Uniwersalne rozwizanie układu zasilania wcignika łacuchowego EWŁ-3/6AG

Transkrypt

1 mgr in. Przemysław DEJA Instytut Techniki Górniczej KOMAG Uniwersalne rozwizanie układu zasilania wcignika łacuchowego EWŁ-3/6AG S t r e s z c z e n i e W artykule przedstawiono opracowane w KOMAG-u rozwizanie układu zasilania wcignika łacuchowego EWŁ-3/6AG. Zastosowano zespół zasilajcy ZS-1, który eliminuje konieczno stosowania rewersyjnych wyłczników stycznikowych. Opisano budow zespołu, zasad jego współdziałania z wcignikiem łacuchowym EWŁ-3/6AG oraz przebieg bada funkcjonalnych. S u m m a r y Design solution of power supply system of EWŁ-3/6AG chain hoist developed at KOMAG is presented. ZS-1 supply system, which eliminates the necessity of use of reverse contactor switches, was used. Design of the system, principle of its cooperation with EWŁ-3/6AG chain hoist and functional tests are described. Słowa kluczowe: elektryczny wcignik łacuchowy, parametry techniczne, rewersyjne urzdzenie zasilajce, wyposaenie elektryczne, badania stanowiskowe Keywords: electric chain hoist, technical parameters, reverse power supply device, electrical equipment, stand tests 1. Wstp Opracowany w KOMAG-u i produkowany przez Fabryk Maszyn i Urzdze OMAG Sp. z o. o z Owicimia elektryczny wcignik łacuchowy EWŁ-3/6AG (rys. 1a) jest przeznaczony do pracy w podziemiach kopal wgla kamiennego, tam gdzie zachodzi konieczno załadunku i wyładunku mas, w stałych miejscach przeładunkowych oraz w komorach montaowych i remontowych. Urzdzenie moe by wykorzystane do podnoszenia, opuszczania i przemieszczania (przecigania) mas. Wcignik EWŁ-3/6AG moe pracowa w podziemnych zakładach górniczych, w wyrobiskach niemetanowych i metanowych ze stopniem a, b lub c niebezpieczestwa wybuchu metanu oraz klasy A lub B zagroenia wybuchem pyłu wglowego. Konstrukcja wcignika umoliwia podnoszenie, na pojedynczym zaczepie, ładunków o masie do 3000 kg Rys.1. a) Wcignik łacuchowy EWŁ-3/6AG [2], b) główne zespoły wcignika [1] 50 MASZYNY GÓRNICZE 2/2014

2 oraz na podwójnym łacuchu, zakoczonym zbloczem elementów, mas nie przekraczajcych 6000 kg [1]. Stosunkowo niewielkie gabaryty wcignika, w porównaniu z moliwociami jego udwigu powoduj, e jest to jedno z najnowoczeniejszych urzdze tego typu stosowanych w przemyle [1]. Wcignik uzyskał pozytywn ocen Urzdu Dozoru Technicznego i Jednostki Certyfikujcej (nr KOMAG/ 06/ATEX/ST/137). Podstawowe parametry wcignika łacuchowego przedstawiono w tabeli 1. Podstawowe parametry techniczne wcignika EWŁ-3/6AG Znamionowe napicie zasilania Prd znamionowy Moc znamionowa silnika Tabela 1 3 x 500 V; 50 Hz 3 x 230 V; 50 Hz 2,4 A 5,3 A 1,1 kw Udwig 3 t 6 t Prdko podnoszenia 2 m/min 1 m/min Szczegółowe informacje dotyczce budowy oraz parametrów mechanicznych wcignika łacuchowego EWŁ-3/6AG zamieszczono w [1]. Sterowanie wcignikiem EWŁ-3/6AG odbywa si z pulpitu sterowniczego, który wyposaono w przyciski do podnoszenia i opuszczania mas. Nacinicie przycisku powoduje równoczesne odhamowanie silnika i jego uruchomienie. Silnik pracuje tak długo, jak naciskany jest przycisk. Zwolnienie przycisku powoduje wyłczenie silnika i jego samoczynne zahamowanie. Wcignik zasilany jest z kopalnianej sieci elektrycznej, z izolowanym punktem neutralnym transformatora o napiciu: 3 x 230 V, za porednictwem ognioszczelnego rewersyjnego zespołu transformatorowego ZTR-045(145), wyposaonego w zabezpieczenie przed nadmiernym obcieniem, 3 x 500 V, za porednictwem ognioszczelnego wyłcznika rewersyjnego WSA - R (lub RS 63R), wyposaonego w zabezpieczenie przed nadmiernym obcieniem. Ze wzgldu na charakter pracy wcignika wymaga on zasilania z rewersyjnego urzdzenia zasilajcego. Taki stan rzeczy powoduje, e uytkownik wcignika jest zmuszony czsto do zakupu specjalistycznej aparatury zasilajcej, której warto znacznie przewysza warto samego wcignika. Z tego te wzgldu, jak równie z uwagi na fakt, e kopalnie posiadaj w uytkowaniu znacz ilo ognioszczelnych wyłczników nierewersyjnych na napicie 500 V postulowano, aby opracowa rozwizanie umoli- wiajce zasilanie wcignika z takich wyłczników. Uwzgldniono to w pracach projektowych, umoliwiajc zasilanie wcignika łacuchowego EWŁ- 3/6AG z nierewersyjnego wyłcznika stycznikowego o napiciu 500 V. Rezultatem prowadzonych prac jest opracowany w ITG KOMAG i produkowany przez PHU Gabrypol Sp. J. Juszczyk z Katowic zespół zasilajcy ZS-1, który umoliwia zasilanie i sterowanie wcignikiem łacuchowym EWŁ-3/6AG z dowolnego ognioszczelnego wyłcznika stycznikowego o napiciu znamionowym 500 V, posiadajcego zakres zabezpiecze termicznych i zwarciowych, zgodny z parametrami silnika wcignika oraz posiadajcego kontrol stanu izolacji napicia pomocniczego 42 V. Silnik napdowy wcignika jest zabezpieczony przed skutkami zwar i przecie za pomoc przekaników nadmiarowo-prdowych umieszczonych w wyłczniku stycznikowym. 2. Zespół zasilajcy ZS-1 Zespół zasilajcy ZS-1 (rys. 2) składa si z dwóch komór ognioszczelnych: głównej, z wziernikiem oraz przyłczowej, z wpustami kablowymi, połczonych ze sob łcznikiem gwintowanym. Łcznik wyposaono w dwa izolatory przepustowe wieloyłowe. Cało przymocowana jest do płyty montaowej. W komorze głównej zabudowano takie elementy, jak: styczniki, przekanik nadzorujcy, przekaniki pomocnicze, separator obwodów iskrobezpiecznych i wyłczniki zabezpieczajce. Zasadniczym elementem zespołu zasilajcego ZS-1 jest przekanik nadzorujcy stan odcienia silnika (podwieszonej masy na haku), którego zadaniem jest uniemoliwienie podniesienia masy powyej 10 % wartoci znamionowej (rys. 3). Zasada działania tego zabezpieczenia polega na pomiarze wartoci prdu czynnego Ir, czyli iloczynu wartoci skutecznej prdu oraz cos. Gdy próg graniczny nastawy zostanie przekroczony, wówczas nastpuje pobudzenie przekanika wykonawczego i przerwanie obwodu sterowniczego. Ponadto przekanik nadzorujcy pozwala na nastaw: czasu opónienia załczenia przekanika, słucego do tłumienia błdnych zadziała przekanika podczas startu silnika, czasu opónienia wyzwolenia przekanika, słucego do tłumienia błdnych zadziała przekanika podczas nieuniknionych, krótkotrwałych zmian obcienia podczas prawidłowego działania (warto nastawiana jest w przedziale od 0,1 sek. do 20 sek.). MASZYNY GÓRNICZE 2/

3 Rys.2. Zespół zasilajcy ZS-1 [4] Rys.3. Przekanik nadzorujcy stan odcienia [3] W tabeli 2 przedstawiono podstawowe parametry techniczne zespołu zasilajcego ZS-1. Podstawowe parametry zespołu zasilajcego ZS-1 [5] Tabela 2 Znamionowe napicie zasilania 3 x 500 V; 50 Hz Znamionowy prd cigły odpływu Napicie pomocnicze Masa Cecha budowy przeciwwybuchowej Certyfikat 10 A 42 V; 50 Hz 23 kg I M2 Ex d [ia] I Mb TEST 14 ATEX 0001X Zespół zasilajcy ZS-1 spełnia wymagania stawiane urzdzeniom stosowanym w przestrzeniach zagroonych wybuchem, wynikajce z Dyrektywy ATEX oraz norm zharmonizowanych i jest przysto- sowany do pracy w podziemnych zakładach górniczych, w wyrobiskach niemetanowych i metanowych ze stopniem a, b lub c niebezpieczestwa wybuchu metanu oraz klasy A lub B zagroenia wybuchem pyłu wglowego. 3. Zasada działania wcignika łacuchowego EWŁ-3/6AG zasilanego za porednictwem zespołu zasilajcego ZS-1 Wyposaenie elektryczne wcignika łacuchowego EWŁ-3/6AG zasilanego za porednictwem zespołu zasilajcego ZS-1 przedstawiono na rysunku 4. Iskrobezpieczne obwody sterowania zespołu zasilajcego ZS-1 przystosowane s do sterowania przyciskami znajdujcymi si poza zespołem zasilajcym. Zamknicie ptli sterowniczej powoduje załczenie zespołu zasilajcego. 52 MASZYNY GÓRNICZE 2/2014

4 Rys.4. Wyposaenie elektryczne [5]: 1) zespół zasilajcy ZS-1, 2) wcignik łacuchowy EWŁ-3/6AG, 3) wyłcznik stycznikowy, 4) pulpit sterowniczy, 5) przewody elektryczne Silnik napdowy wcignika jest zabezpieczony przed skutkami zwar i przecie za pomoc przekaników nadmiarowo-prdowych, zabudowanych w wyłczniku stycznikowym. Wyłcznik wyposaony w zabezpieczenie ziemnozwarciowe kontroluje rezystancj izolacji obwodów na odpływie, przed załczeniem stycznika głównego. Przekanik upływowy wyłcznika powoduje zablokowanie układu w przypadku obnienia rezystancji izolacji poniej 50 kω. Z chwil wysterowania zespołu ZS-1 za porednictwem przynalenych przycisków sterowniczych, umieszczonych na pulpicie sterowniczym, zostanie zamknity obwód sterowania wyłcznika, a nastpnie podane napicie zasilajce i uruchomienie wcignika. Silnik napdowy wcignika załczany jest bezzwłocznie. Wcignik uruchamiany jest przyciskiem umieszczonym na pulpicie sterowniczym (przycisk naley zwolni w chwili uzyskania dnej wysokoci). Zwolnienie przycisku powoduje wyłczenie silnika i zatrzymanie podnoszonej masy. W układzie zastosowano czujniki zabezpieczajce wcignik przed: prac w skrajnych połoeniach łacucha, przegrzaniem uzwoje silnika wcignika łacuchowego, podnoszeniem mas powyej 10% dopuszczalnej. Moe zosta równie wyłczony samoczynnie w wypadku: zadziałania któregokolwiek z zabezpiecze w wyłczniku, zaniku napicia zasilajcego lub spadku jego wartoci poniej 0,85 Un, zadziałania czujników temperatury uzwoje silnika, wzrostu rezystancji obwodu sterowania w wyłczniku powyej 600 Ω, przerwy lub zwarcia ył sterowniczych. Awaryjnie mona wyłczy wcignik po naciniciu przycisku awaryjnego na pulpicie sterowniczym lub wyłczenia wyłcznika stycznikowego. Próba podniesienia masy przekraczajcej o 10% warto znamionow powoduje zadziałanie zabezpieczenia (przekanika nadzorujcego), które jest sygnalizowane czerwon diod na przekaniku pomocniczym, w zalenoci od podnoszonej masy (3 t lub 6 t). Dalsza próba podnoszenia masy, ze wzgldów bezpieczestwa, jest niemoliwa. Drugim przyciskiem na pulpicie mona opuci ładunek. Ponowne uruchomienie wcignika (podnoszenie) jest moliwe po zresetowaniu zabezpiecze, które polega na wyłczeniu i ponownym załczeniu wyłcznika stycznikowego. MASZYNY GÓRNICZE 2/

5 4. Badania zespołu zasilajcego ZS-1 Badania przeprowadzono na stanowisku w Fabryce Maszyn i Urzdze OMAG Sp. z o. o. w Owicimiu. Stanowisko badawcze (rys. 5) składało si z: pola zasilajcego 3 x 500 V; 50 Hz, wyłcznika stycznikowego, zespołu zasilajcego ZS-1, wcignika łacuchowego EWŁ-3/6AG wraz z pulpitem sterowniczym, obciników o masach: 3 t, 3,3 t, 6 t i 6,6 t, przewodów elektrycznych. Ze wzgldu na niesymetryczny charakter obci- enia (silnik z wbudowanym hamulcem elektrycznym na jednej fazie) konieczna okazała si modyfikacja połcze elektrycznych w zespole zasilajcym ZS-1. Po dokonaniu korekty przystpiono do kolejnych prób. W pierwszym etapie bada wykonano próby podnoszenia i opuszczania, bez zainstalowanego obcienia (bieg jałowy). W drugim etapie wykonano próby podnoszenia i opuszczania z kolejno zainstalowanym obcieniem o masach 3 t, 3,3 t, 6 t, 6,6 t. Dla kadej wartoci zainstalowanej masy na haku Rys.5. Stanowisko badawcze [4] Wyniki bada stanowiskowych [4] Tabela 3 Lp. Obcienie Działanie Opis Poprawno działania 1 Brak obcienia Obcienie o masie 3 t na haku 3 t Obcienie o masie 3,3 t na haku 3 t Obcienie o masie 6 t na haku 6t Obcienie o masie 6,6 t na haku 6 t podnoszenie podniesiono TAK opuszczanie opuszczono TAK podnoszenie mas podniesiono TAK podnoszenie zadziałanie zabezpieczenia TAK podnoszenie mas podniesiono TAK podnoszenie zadziałanie zabezpieczenia TAK 54 MASZYNY GÓRNICZE 2/2014

6 wykonano 10 cykli podnoszenia i opuszczania ładunku. Wyniki przeprowadzonych bada przedstawiono w tabeli 3. Przeprowadzone badania potwierdziły poprawno funkcjonowania zespołu zasilajcego ZS-1 z elektrycznym wcignikiem łacuchowym typu EWŁ-3/6AG. Próba podniesienia masy przekraczajcej o 10% warto znamionow, powodowała wyłczenie wcignika. 5. Podsumowanie Uniwersalne rozwizanie układu zasilania wcignika łacuchowego EWŁ-3/6AG polegajce na zastosowaniu zespołu zasilajcego ZS-1 eliminuje konieczno stosowania specjalistycznej aparatury zasilajcej, umoliwiajc stosownie nierewersyjnych wyłczników stycznikowych na napicie 500 V, posiadajcych zakres zabezpiecze termicznych i zwarciowych, zgodny z parametrami silnika wcignika łacuchowego oraz kontrol stanu izolacji napicia pomocniczego 42 V. Zasadniczym elementem zespołu zasilajcego ZS-1 jest przekanik nadzorujcy stan odcienia silnika (podwieszonej masy na haku), uniemoliwiajcy podniesienie masy powyej 10% wartoci znamionowej. Funkcje rewersji przejmuje zespół zasilajcy ZS-1, w którym zabudowano równolegle dwa styczniki główne. Silnik napdowy wcignika jest zabezpieczony przed skutkami zwar i przecie za pomoc przekaników nadmiarowo-prdowych zabudowanych w wyłczniku stycznikowym, a zabezpieczenie ziemnozwarciowe w wyłczniku kontroluje rezystancj izolacji obwodów na odpływie, przed załczeniem stycznika głównego wyłcznika. Wcignik łacuchowy EWŁ-3/6AG, zasilany za porednictwem zespołu zasilajcego ZS-1 z ognioszczelnego rozrusznika stycznikowego, moe pracowa w podziemnych zakładach górniczych, w wyrobiskach niemetanowych i metanowych ze stopniem a, b lub c niebezpieczestwa wybuchu metanu oraz klasy A lub B zagroenia wybuchem pyłu wglowego. Literatura 1. Bałaga D., Budzyski Z., Kalita M., Prostaski D.: Nowe elektryczne wcigniki łacuchowe konstrukcji CMG KOMAG. Maszyny Górnicze 2007, nr 4, s (4 czerwca 2014) (4 czerwca 2014). 4. Kalita M., Budzyski Z., Deja P.: Badania wcignika EWŁ-3/6 z zespołem zasilajcym ZS-1. ITG KOMAG Gliwice 2013 (materiały nie publikowane). 5. Instrukcja elektryczna. Elektryczny wcignik łacuchowy EWŁ-3/6AG nr W IE wyk. 6, wydanie 2. ITG KOMAG Gliwice Artykuł wpłynł do redakcji w czerwcu 2014 r. MASZYNY GÓRNICZE 2/