czestotliwosci STRONA 1/4 1. Opis techniczny silnika. 1. 1. Wstęp. Silnik przeznaczony jest do napędu posuwu kombajnów dużej wydajności. Przystosowany jest do pracy w podziemnych częściach kopalń, w których występują zagrożenia wybuchem metanu i/lub pyłu węglowego. Budowa przeciwwybuchowa z osłoną ognioszczelną cecha IM2 EExd I, urządzenia grupy I kategorii M2 z certyfikatem WE (ATEX). 1. 2 Ogólne parametry silnika: - wykonanie przeciwwybuchowe z osłoną ognioszczelną, - iskrobezpieczny obwód sterowania, - chłodzenie wodne stojana i płyty montażowej przemiennika częstotliwości wodą o wymuszonym przepływie 8 dcm 3 /min, - moc 60 kw, - napięcie 1000 V (1140 V), - prędkość obrotowa synchr. 1500 min -1, - prędkość pracy 0-3000 min -1, - ochrona termiczna uzwojeń silnika i węzłów łożyskowych czujnikami PTC, - rejestracja temperatury uzwojeń i węzłów łożyskowych rezystorami Pt 100 - rejestracja obrotów i kierunku czujnikami NAMUR, - klasa izolacji F lub H - stopień ochrony IP56-1 wpust zasilający, - 2 wpusty sterownicze, - zabezpieczenie przed zablokowaniem wału w postaci wałka skrętnego, 1. 3 Budowa silnika W silniku można wyróżnić następujące moduły: - komora właściwa silnika wraz z uzwojonym rdzeniem stojana i wirnikiem - skrzynka przyłączowa - skrzynka aparaturowa nadbudowana na komorę właściwą silnika. 1. 3. 1 Komora właściwa silnika Komorę właściwą silnika stanowi kadłub z płaszczem wodnym o wymuszonym przepływie wody z wciśniętym pakietem uzwojonym oraz wirnik i tarcze łożyskowe. Uzwojenie i węzły łożyskowe posiadają wbudowane czujniki temperatury pełniące funkję ochrony termicznej i monitoringu. 1. 3. 2 Skrzynka przyłączowa. Skrzynka przyłączowa kształtem przypominająca skrzynkę z silnika 3SG6-4Af połączona za pośrednictwem izolatorów tylko ze skrzynią aparaturową. Skrzynka posiada 3 wpusty: jeden zasilający i dwa sterownicze. 1. 3.3 Skrzynia aparaturowa. Skrzynia aparatury w kształcie prostopadłościanu jest nabudowana na silnik wraz z komorą przyłączową. Zamknięta, pokrywą od góry i od czoła silnika. W dolnej części znajduje się płyta montażowa chłodzona wodą, na której zabudowany jest wysuwalny zespół przemiennika GPC-1/Ex
czestotliwosci STRONA 2/4 1. 4 Spełnienie norm. Projektowany układ silnika z przemiennikiem częstotliwości jest przeznaczony do pracy w szczególnie uciążliwych warunkach środowiskowych, charakteryzujących się bardzo wysoką wilgotnością względną powietrza, silnymi drganiami, dużym zapyleniem, wybuchowością atmosfery, dużą agresywnością korozyjną, itp. Specyfika tego środowiska narzuca na konstrukcję mechaniczną, zastosowane podzespoły elektroniczne i mechaniczne, spełnienie wymagań określonych przez szereg norm środowiskowych. Z tego też względu silnik zintegrowany z przemiennikiem będzie wykonany zgodnie z wymaganiami zawartymi w poniższych normach: 1. wykonanie iskrobezpieczne wg PN-EN 50020:2003 2. wykonanie przeciwwybuchowe. Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Osłony ognioszczelne "d". PN-EN 50018;2002, 3. certyfikaty : ATEX 2. Opis przemiennika częstotliwości zintegrowanego z silnikiem indukcyjnym, 3 fazowym, budowy przeciwwybuchowej. 2. 1. Wstęp. Przemiennik częstotliwości zapewnia uniwersalne zastosowanie. Wykonanie modułowe umożliwia jego usytuowanie w obudowie silnika w całym typoszeregu mocy tj. 45 do 120 kw, tworząc integralną całość. Z uwagi na ograniczone gabaryty silnika, przemiennik wykonano z chłodzeniem wodnym, wykorzystując płaszcz wodny w kadłubie silnika. Przemiennik zabudowano w dodatkowo wykonanej skrzyni zintegrowanej z silnikiem w wykonaniu przeciwwybuchowym. 2. 2. Parametry przemiennika: 2. 2.1. Parametry mechaniczne: - wykonanie modułowe, - kompaktowa budowa, - łatwy montaż i demontaż w warunkach dołowych, - wygodny dostęp do zacisków, - praca w dowolnej pozycji. Ograniczenia są wyłącznie natury konstrukcyjnej. 2. 2.2. Parametry elektryczne: - sterowanie mikroprocesorowe, - sterowanie wektorowe momentem, - sterowanie skalarne o liniowej (lub programowalnej) charakterystyce U/f, - Zakres częstotliwości pracy od 3 Hz do 100Hz Jest to normalny zakres pracy przemiennika w dotychczasowym układzie sterowania. W chwili obecnej jest na ukończeniu nowy układ sterowania w którym dolny zakres pracy przemiennika może być jeszcze mniejszy gwarantując stabilna pracę napędu. Układ już jest gotowy i przechodzi kolejne testy. Przewidujemy jego zastosowanie na wiosnę 2005 r. - szybkie ograniczenie prądu, - szybkie kontrolowane hamowanie - programowa rampa przyśpieszania i hamowania,
czestotliwosci STRONA 3/4 - ochrona nad/podnapięciowa, - ochrona przed zwarciem na wyjściu przemiennika, - zabezpieczenie przed nadmiernym przeciążeniem, - ochrona silnika poprzez funkcję I 2 t - ochrona przed utykiem silnika, - wykrywanie zablokowanego mechanicznie silnika, - ochrona termiczna, - współpraca z zabezpieczeniem termicznym silnika (PT-100, PTC). - Praca w dowolnej pozycji 2. 2.3. Warunki zasilania: Konieczne są standardowe zabezpieczenia jak dla silnika. Dławik i rezystory hamujące są zabudowany wewnątrz silnika i stanowią integralną jego część. 2. 3. Sterowanie 2. 3. 1 Struktura systemu sterowania Można wyróżnić kilka trybów pracy przemiennikiem które przewidują: - współpracę ze sterownikiem centralnym maszyny (master), w którym sterownik silnika stanowi jednostkę podrzędną (slave), - samodzielną pracą sterownika silnika, - współpracę np. dwóch silników zintegrowanych z przemiennikiem w którym jeden ze sterowników przyjmuje funkcję master, a drugi slave, Sterowanie właściwe realizowane jest w jednostce master. Komunikacja pomiędzy jednostką master, a slave odbywa się poprzez łącze szeregowe. Struktura systemu sterującego tego typu pozwala na wykorzystanie istniejących, standardowych protokołów transmisyjnych do wymiany danych pomiędzy urządzeniami jak np.: PROFIBUS DP, który jest akceptowalny przez KD Barbara. Sterownik przemiennika będzie posiadać możliwość współpracy z komputerem poprzez łącze szeregowe RS 232 które również można wykorzystać do wizualizacji procesów. W sterowniku przemiennika można wyróżnić następujące moduły: - centralna jednostka sterująca CPU z procesorem sygnałowym, - moduł interfejsu użytkownika: klawiatura, wyświetlacz (panel sterowania) moduł komunikacyjny, - wejścia, wyjścia cyfrowe i analogowe 2. 3. 2 Sieć komunikacyjna Zostanie zastosowanie łącze RS485 do komunikacji w standardzie PROFIBUS DP lub innym. Moduły wejść/wyjść przyłączane są do sieci poprzez wspólny moduł komunikacyjny. Maksymalny zasięg sieci komunikacyjnej pomiędzy sterownikiem centralnym, a najbardziej oddalonym silnikiem wynosi 300m. 2. 3. 3 Porty komunikacyjne Sterownik przemiennika częstotliwości będzie wyposażony w następujące porty do komunikacji szeregowej:
czestotliwosci STRONA 4/4-1 port RS-485/światłowód do szybkiej komunikacji między sterownikami takich samych silników; - 1 port do komunikacji z systemem nadrzędnym; - 1 port RS-485 do komunikacji z interfejsem użytkownika; - 1 port RS-232 serwisowy (podgląd stanu sterownika, zmiany programu sterującego) 2. 3. 4 Interfejs użytkownika Urządzenie zostanie wyposażone w panel operatorski zawierający wyświetlacz graficzny z podświetlaniem, klawiaturę membranowa lub podobną w wykonaniu specjalnym. Interfejs użytkownika będzie realizował funkcje odwzorowujące stany wejść i wyjść dwustanowych, wartości pomiarowe pobierane z wejść analogowych oraz wartości ustawiane przez urządzenie na wyjściach analogowych. Dla celów kontroli, nadzoru i diagnostyki zostanie zaimplementowany również dziennik (rejestrator) zdarzeń, w którym będą lokowane komunikaty informujące o zmianach stanów wewnętrznych urządzenia (np. start i zatrzymanie silnika), zmianach stanów wejściowych i wyjściowych wybranych sygnałów zewnętrznych dwustanowych i analogowych, pojawianiu się i zanikach specyficznych blokad i zmianach innych stanów charakterystycznych dla realizowanego algorytmu. Każde zdarzenie w dzienniku będzie sygnowane czasem rzeczywistym wskazującym moment jego wystąpienia. Liczba zarejestrowanych zdarzeń danego typu będzie pamiętana w licznikach zdarzeń. Za pośrednictwem interfejsu użytkownika będzie można również dokonywać edycji parametrów łączy komunikacyjnych i innych parametrów nastaw dla realizowanego algorytmu. 3. Uwagi. Specjalne funkcje i rozwiązania spełniające wymagania odbiorcy w zakresie realizowanych funkcji, zastosowanych wejść i wyjść wymagają szczegółowych uzgodnień technicznych. 4. Załączniki - rysunek wymiarowy silnika rysunek K3-16-142 wyd.3 (9.11.2004) NAZWISKO OPRACOWAŁ SPRAWDZIŁ ZATWIERDZIŁ J. Przybyłka L. Pawełek A.Przybyłek L. Świderski DATA 10.11.2004 10.11..2004 10.11.2004 PODPIS