Topp 7 utstyr som brukes i miner (med applikasjoner)
Denne artikkelen kaster lys på de øverste syv utstyrene som brukes i gruver. Utstyret er: 1. Mine Hoist Drive 2. DC Ward-Leonard Control 3. Valg av Hoist 4. Hoist Motor RMS Horse Power 5. Friksjons Hoist RMS Hp 6. Ventilasjonsventilator 7. Kritisk anvendelse av transformatorer i miner.
Utstyr # 1. Mine Hoist Drive :
Det finnes ulike typer minehøyttyper, som f.eks. Single drum, delt single-drum, double-drum, single og multi-rope koepe heiser. Men i dag er aksel- og glidemotoren den mest nyttige og økonomiske formen av min heiseffekt for manuelt betjente heiser.
Faktisk er det noen innvendinger mot bruken av slipemotoren på grunn av deres høyere akselerasjon, hestekrefter som kreves, og mangel på finhet for kontroll for akselerasjon, og spesielt for retardasjon.
Men hvor noen av disse forårsaker problem, må det tilsettes noe mer raffinement, eller dc utstyr skal brukes. La oss kort diskutere noen kontroller angående ulike typer induksjonsmotorer som brukes. Som for eksempel, for små induksjonsmotorer som betjenes sjelden som en fluktheis, kan en trommekontroller med heiseakselerasjonen styrt av operatørens vurdering, gjøre jobben.
Men i tilfelle større hestekraft (75 hk og mer) og til og med for små mindre motorer hvor driftsfrekvensen garanterer tilleggskostnaden, er sekundærmotstandene kortsluttet av sekundære kontaktorer under tidens retning eller nåværende grense releer.
Men hvis bare tidsreléer brukes, må en enhet for å avkjenne når motoren har nådd synkron hastighet brukes, ellers ved overhaling av belastninger, kan motoren være veldig bra overfart før sekundærmotstanden er helt kortsluttet, og dermed skade selve motoren.
En kontroll kan imidlertid oppnås av operatøren som kan flytte hovedbryteren til fullhastighetsstilling, og motoren vil akselerere jevnt i samsvar med innstillingen av reléer.
Generelt har vi sett at i minene, i manuell drift, senkes heisen enten ved å koble motoren ved å bruke omvendt dreiemoment; eller ved tyngdekraften med heisebremsen, som imidlertid må ha tilstrekkelig kapasitet til å stoppe den maksimale nedadgående belastningen på mindre avstand enn det som normalt kreves for retardasjon, og må alltid være tilstrekkelig og perfekt dimensjonert for gjentatte stopp under normal driftstilstand.
Dette er en svært viktig faktor som en ingeniør i gruver og en designer som designer heisen må alltid huske på.
Noen vanlig kontroll for veiledning til ingeniører i gruver er gitt nedenfor:
(1) I slike tilfeller brukes over-travel grensebrytere som fjerner strøm fra motoren og stiller bremsene. Faktisk er dette kontrollsystemet brukt til å sikkerhetskopiere sikkerhetsregulatoren, som fjerner strøm og ser bremsene hvis full hastighet overskrides, eller om hastighetshastighetene for akselerasjon og retardasjon overskrides.
(2) Nødstoppknapper er gitt for å fjerne tilførselskilden og også å sette bremsene.
(3) For å akselerere tunge belastninger og samtidig for å forhindre slippe eller rulle tilbake når bremset slippes, aktiveres maksimalt dreiemoment for å tillate motoren å bruke maksimalt dreiemoment ved stillestilling.
(4) For å styre retningen av heisekjøring, etter en overreise, brukes back-out brytere slik at motoren bare kan rotere i riktig retning. Men når det blir viktig å senke heisen elektrisk som det kan gjøres med automatisk drift, bør det foretas en viss forbedring i kontrollen. Faktisk kan rotormotoren med vekselstrøm ikke gi tilbakeslagsmoment ved mindre enn synkron hastighet.
Derfor brukes noen endringer for å overvinne dette:
(i) For å gi justerbart dreiemomentbelastning på motorstrømmen, brukes brems. Denne metoden gjelder imidlertid kun for mindre motorer på grunn av vanskeligheter med å spre varme i bremsene.
(ii) Noen ganger ser vi at statoren til induksjonsmotoren er kuttet av fra kilden og spenningen fra en justerbar DC-krets. Motoren er da en vekselstrømgenerator og strømmen må løsnes i sekundærmotstanden.
Denne typen dynamisk brudd har funnet søknaden spesielt på ubalanserte heiser og bakker der lastene skal senkes med en hastighet mindre enn synkron hastighet. Vi så også at noen heiser er styrt automatisk, med dynamisk bremsing påført for å senke heisen i et lukket løpssystem, akkurat som med DC-utstyr.
(iii) For å stoppe maksimal nedadgående belastning gjentatte ganger, styres enkelte løftere automatisk av bremsene automatisk med sekundærmotstanden, på samme måte som operatøren gjør når manuell betjening.
(iv) Ved bruk av turtalltakere med lav hastighet, kan den automatiske driften lett utføres ved hjelp av en toveis ekornkassemotor for lav hestekrefter. Dette er best vedtatt til burstyring, hvor burrotoren erstatter heiseoperatøren.
(v) Noen ganger ser vi også at mettbare reaktorer brukes i stedet for primære kontaktorer som kobler vekselstrømforsyningen til motorstatoren. Vi vet at vekselstrømsmomentet varierer som kvadratet av den påførte spenningen.
Derfor kan dreiemomentet eller spenningen varieres ved å øke eller redusere impedansen til de mettbare reaktorene, som består av en AC- og DC-vikling med en magnetisk kjerne, hvor AC-vikling bærer strøm til motoren og DC-viklingen er forbundet med en eksitasjonskilden som varierer impedansen fra nær null til praktisk talt den for en åpen krets ved å styre graden av metning av den magnetiske banen.
Imidlertid har vi sett at mettbare reaktorer har blitt brukt i automatiske løftere bare i de mindre hestemotormotorer som brukes på servicelifter, hvor dc tomgangstider virkelig kan være av betydelig mengde.
Utstyr # 2. DC Ward-Leonard Control:
DC Ward-Leonard kontrollsystem har blitt mest essensielt i moderne gruver der fineste automatiske kontroll er nødvendig. Faktisk, i tilfelle der det er behov for stor hestekraft, har en vekselstrømsmotor iblant anstrengende strømtopp, og også når produksjonsheisen krever automatisk styring for å forbedre produksjonen, har dc Ward Leonard-kontroll blitt til stor nytte.
Vi finner at i stor størrelse heis er MG-settet vanligvis brukt til å levere DC-effekt til heisemotoren.
Faktisk er i dette tilfellet nøyaktig kontroll av alle hastigheter, inkludert akselerasjon og retardasjon, utført ved å kontrollere eksitering av generatoren ved å variere utgangsspenningen. Dette sikrer nøye kontroll over kjøremotorenes hastighet og systemet automatiseres lett ved å lage en lukket sløyfe mellom DC-motoren og generatoren ved å bruke høyhastighets hurtigrespons-eksitasjonsanordninger som statiske eller roterende regulatorer.
Faktisk kan sløyfespenningen gjøres for å følge hastighetsreferansen med en høy grad av nøyaktighet. Vi finner at regulatoren sammenligner et hastighetssignal, mottatt som turtallsgeneratorspenning fra heisemotoren, med den som mottas fra frekvensreferansen, og kontrollerer deretter generatorspenning tilsvarende.
Under akselerasjon er motoren kontrollert av en strøm- eller momentbegrensningsregulator for full belastning, og under kontroll av frekvensreferansen for lette belastninger. Frekvensreferansen kan være en hvilken som helst enhet som nøyaktig dikterer hastigheten for akselerasjon, full fart og retardasjon, mens programmereren følger transporten av buret / transporten og initierer retardasjon på riktig tidspunkt.
For å gjøre dette med akselbrytere med flere spak, er det ikke praktisk, men endelig stopp av transporten er ved signal fra en akselbryter. Men en programmerer kompenserer ikke for tau strekk forårsaket av forskjell i belastninger.
Vi ser også fra vår erfaring at en friksjonsheis krever en synkroniseringsenhet for å kjøre sikkerhetskontrolleren og programmereren under transportflytting. Men i en hvileperiode, vanligvis på kragen eller på øverste nivå, kjører denne enheten kontrolleren og programmereren i riktig retning for å korrigere for avstanden tauet kan ha beveget seg over hjulet.
Dette synkroniserer deretter programmereren og sikkerhetsregulatoren slik at de igjen er riktig orientert med hensyn til transporten i akselen.
La oss nå se, kort sagt, modusen for drift med DC-heise. Faktisk er det minst tre driftsformer:
(1) Manuell kontroll:
Dette styresystemet er fra hovedbryteren med programmeringsprogrammet som fortsatt overstyrer akselerasjon og retardasjonshastigheter. Bremsene i heisen er imidlertid normalt låst sammen med hovedbryteren og påføres når bryteren er flyttet til nullstilling.
(2) Automatisk kontroll:
Når hoppene eller burene er korrekt oppdaget, starter syklusen og vil fortsette å fungere til de er stoppet.
(3) Halvautomatisk kontroll:
Når skipet eller buret er korrekt oppdaget, startes syklusen med trykknappen. Skipet eller buret (transport) går til det valgte nivået under styring av programmereren og stopper deretter der. Men på hvert nivå i et kontrollpanel gir en jogging og jogging-knappen kryp fart innen rekkevidde av det aktuelle nivået.
Sikkerhetstiltak:
Følgende sikkerhetsregler er normalt inkludert i DC-systemet.
Sløyfekontaktoren åpnes, og deretter benyttes heisebremsene av følgende grunner:
(1) Over-speed eller over-travel oppdages av sikkerhetsregulatoren.
(2) Overstrømsvernsystem med timing.
(3) Underspennings AC og DC-styring, kan spenningsspoler være tidsbestemt hvis det er nødvendig.
(4) Geartap til programmerer eller en ikke-fungerende sikkerhetsregulator.
(5) Tap av DC-eksitasjonstilførsel.
(6) Forsyningstap i Motor Generator (MG) sett.
(7) Feil jording av generatorkretsen.
(8) Overoppheting av MG sett / eller heislager.
(9) Overdreven vibrasjon av heisen eller MG-settet.
(10) Koblingsbryteren er slakk og uvirksom i tilfelle trommeløfter og fastkjørt transportdetektor for koepe heis.
(11) Overhastighet av MG-sett.
(12) En nødstoppknapp som betjenes.
Utstyr # 3. Valg av hoist :
Velge en heise for en gitt kapasitet og dybde er basert på riktig skip eller lastbelastning eller lønn. Faktisk har vi sett at en større last som heises langsommere, krever mindre hestekraft, men dette skjer på bekostning av økt taudiameter, noe som igjen øker trommediametergiringen etc.
Ved å velge en hoppestørrelse, er det derfor nyttig å kjenne forholdet mellom hoppelast, hastighet og kapasitet for den angitte dybden. Et slikt forhold er vist i figur 20.1.
Disse kurvene indikerer at for enhver kapasitet, ettersom skiplasten senker, øker hastigheten til det punkt der syklusen bare består av akselerasjon og retardasjon uten full fartstid som er ca. 62 fot / s ved 1.650 fot som vist på fig. 20.1. Kurvene i figuren er oppnådd ved å bruke følgende formulering ved forskjellige hastigheter og kapasitet, men holder dybden konstant.
Lignende sett av kurver kan oppnås på forskjellige dybder, og tilsvarende skiplast kan bestemmes ved forskjellig hastighet og ved forskjellige TPH. Fra de ovennevnte kurver ser vi at den optimale løftebelastningen på koepe friksjonsheis er vanligvis større enn den for en trommel heise, for samme TPH og heisedybde.
For koepe-friksjon, ved å øke skiplasten, er det noen ganger mulig å hoppe til neste minste motorstørrelse uten å øke prisen på det mekaniske utstyret sterkt. Med en trommel heise øker kostnaden for det mekaniske utstyret raskere enn med en friksjonsheis.
Tau Størrelse:
For å bestemme tauets størrelse må oversikten være kjent. For å vite dette må den riktige hoppelasten bestemmes for spesiell dybde fra kurvene som vist i figur 20.1. Når hoppelast er bestemt, hopper du over vekt = 0, 75 x hoppelast,
dvs. SW = 0, 75 x SL.
Men diameteren av tauet kan bestemmes ut fra ligningen gitt nedenfor:
Hvor d = tauets diameter.
SL = hoppe over i tonn.
SW = hopp over vekt i tonn.
FS = Faktor av sikkerhet.
Ki = Konstant.
K 2 = Konstant.
H = Trommediameter (dia) i ft.
Sikkerhetsfaktor kan være kjent fra figur 20.2 for forskjellige dybder.
Generelt antas det at forholdet mellom trommedia til tau dia, D / d, er ca. 80, selv om dette kan variere med dybden og påføringen.
Utstyr # 4. Hoist Motor RMS Hestekraft:
Bestemmelse av riktig hestekraft som kreves for heiser i gruver er viktig for en elektrisk ingeniør, da riktig løp av heiser er en av hovedoppgaverne til en elektroingeniør i gruver. Det har nylig blitt funnet i gruver i India som på grunn av feil valg av riktig motorstørrelse i en bestemt heis, blir motorene skadet, noen ganger i løpet av noen dager med å løfte heisen, og dermed forårsake tap av produksjon.
Dette skjer på grunn av ineffektiv utforming av heisestasjonen uten å vurdere den nødvendige hestekraft / tidspesyklusen etterfulgt av tilsvarende hvile.
I denne boken, selv om vi ikke i detalj beskriver utformingen av heiser, noen praktiske poeng angående hestekraft / tidsrelasjon, og viser hvordan vi kan bestemme riktig hestekraft for ønsket hoppelast (TPH) på en bestemt dybde og ved en Spesiell hastighet er gitt nedenfor som vist i figur 20.3. Vi gir også en veiledning for å bestemme taudiametrene som kreves for å møte etterspørselen av spesiell heiseffekt.
La oss derfor se hvordan vi kan bestemme motorhestekraft for heise. Først må vi vurdere hvilken type last og deres forkortelser som skal brukes i hestekraftligningen,
TS = Total suspendert last
= EEW + SL + 2SW + 2R
hvor EEW = ekvivalent effektiv vekt,
SL = Hopp overlast,
SW = Hopp overvekt = 0, 75 SL
R = Dybde x Tauvekt / meter.
SLB = Suspended Load på bunnen av skaftet
= (SL + R) - (V x ta x Rope v / m)
SLT = Suspended Load på toppen av akselen
= (SL - R) + (V x tr x Rope vekt / m)
hvor ta = akselerasjonstid i sek,
tr = retardasjonstid i sek,
V = hastighet i m / s.
Fra skiplasthastighetskurven for bestemt dybde, som vist i figur 20.1, bør vi først bestemme fullhastighetshastigheten som svarer til skiplasten.
Etter at vi kjenner hastigheten, og la oss anta a og r for å være lm / s 2,
vi kan finne ta og tr,
:. ta = tr - V / l = V.
La oss nå vurdere hestekraften mot tidssykluskurven for trommeløfteren som vist på figur 20.4, og for friksjon eller trommeløft med tauet som i figur 20.5.
I de ovennevnte uttrykkene er også tapfriksjon inkludert. Disse varierer imidlertid betydelig med akselforhold, hopper, tau osv. Ved lutende aksler, til friksjonstapene for rullfriksjon, legges 2% av vertikal komponent av hoppelast, og for taufriksjon, 10% vertikal komponent av tauvekt i tilsatt. Disse varierer igjen med grad av helling, men er på den sikre siden grensen.
La oss nå se på Fig. 20.3, hvor
Derfor, for å beregne root-mean square hestekraft for DC-motor
I tilfelle ubalansert heise er prosedyren for å finne rms hk den samme bortsett fra at for å finne rms hestekraft, må (hp) 2 delt på tid for heising og senking kombineres under radikalen.
Mines: Application # 5. Friksjon Hoist RMS Hp:
La oss studere ovenstående prinsipper gjennom et praktisk eksempel som er gitt nedenfor.
Eksempel :
Bestem rms hk. kreves av koepe heis for en kapasitet på 350 t / h på en dybde på 1650 fot eller 500 meter.
Løsning:
Først for koepe heis fra skip-lasthastighetskurven for 1650 fot eller 500 m dybde, si ved en hastighet 12 ft / s, fra Fig 20.1, velges en 12, 5 ton last.
Derfor fra formelen for tau diameter for Koepe friksjon Hoist,
Vanligvis ser vi fra vår erfaring at Koepe-heiser bruker flatt-streng heisetauer. Selvfølgelig brukes også runde strengetauer.
Imidlertid er sikkerhetsfaktoren for flatt-strengetall for Koepe 7, 5 og konstantene
Dette forholdet er selvfølgelig på høysiden fordi tauets størrelse valgt var noe større enn det som ble funnet av formelen. Men dette forholdet kan forbedres ved å legge vekt på hoppene. Derfor, ved å legge til, si 6000 lb til hvert hopp, forholdet T1 / T2 = 76500/50000 = 1, 54. Deretter må vi sjekke sikkerhetsfaktoren. Faktisk er bruddstyrken på fire 1, 25 tommer dia tov, 4 x 71 = 284 tonn.
som er tilstrekkelig.
Nå fra figur 20.6, for rundstreng og flatt strandkoge,
. . . En koepe heise nødvendig for 350 t / h fra 1650 ft dybde vil ha hjul på 100 tommer dia med fire 1, 25 "flat streng tau, heising 12, 5 tonn last i et 16 tonn hoppe med en hastighet på 12, 5 ft / s.
Nå for å finne motorhestekraften, fra Fig 20.3 må vi velge effektiv EEW, treghetens treghet ved 25, 5001b.
For å bestemme rotenes middelkvarte hestekrefter må fullhastighetstiden (tfs) være kjent.
Utstyr # 6. Ventilasjonsventilator :
Et annet viktigste aspekt ved kullgruvearbeid er problemet med tilstrekkelig ventilasjon i gruvene der gruvearbeidere jobber og også i veier. Ventilasjon i min er så viktig at det har blitt opplevd at hvor ventilasjonsviften forblir ute av drift i mer enn seks timer på en strekning, begynte de som arbeidet under jorden å bli bevisstløs.
Dette skjer vanligvis der prosentandelen av metaninnholdet er for høyt. Derfor er det også svært viktig å vedlikeholde ventilasjonsventilatorer. I tilfelle det oppstår feil må bestemmelsene være der, slik at viften kan tas i bruk innen to timer, og samtidig skal det settes et standbyarrangement slik at så snart hovedviften svikter, starter standbyviften.
Generelt tilveiebringes tilførsel av tilstrekkelig luft underjordisk ved hjelp av minst en ventilasjonsflate som er plassert på overflaten av gruven ved siden av den oppstøpte akselen. Ventilasjon av gruven er tilveiebrakt ved hjelp av en motordrevet vifte som ligger i en betydelig avstand fra kulltrekkakselen.
Det kan være en annen aksel beholdt for ventilasjonsformål og også for hovedviklingen, hvor akselen kun brukes til ventilasjon, og det er vanligvis ment at informasjon skal overføres automatisk til et kontor ved kulltrekkakselen. Faktisk inneholder denne informasjonen generelt indikasjon av strømbrudd, bærertemperaturer, vannmålere og viftehastighet eller ventilasjonstrykk.
Men der viften er tau eller bånddrevet, er det også viktig å indikere brudd på stasjonen, og i så fall må viftemotoren stoppes automatisk for å unngå brannfare. Tatt i betraktning den ekstreme betydningen av ventilasjonsventilatorer i gruvene, er det viktig å sørge for at kjøremotoren og styrehåndtakene er pålitelige og vedlikeholdt effektivt nok for at de skal kunne operere kontinuerlig.
Regelmessig testing, undersøkelse og reparasjon av dette utstyret utføres alltid på helgferier og eller på ferie. La oss nå se et eksempel på sentrifugalvifte.
Eksempel:
En 60 hk, 1475 rpm, TEFC SC motor er å kjøre sentrifugalvifter med 52 hk ved 284 rpm, radius av gyration = 1, 72 ft, rotorens vekt = 172 lbs, gyrasjonsradius = 0, 3 ft.
Start er ved hjelp av en automatisk Star / Delta-startpakke som har en tidsforsinkelse for overgang med en maksimumsinnstilling på 7 sek. Vil dette relé tillate tilfredsstillende start?
Løsning:
Følgende tabell gir beregningen. Se også figur 20.7
Total akselerasjonstid = 5, 51.
Derfor ser vi fra ovenstående tabell at reléet gir en tilstrekkelig tidsforsinkelse. Så det vil gjøre jobben.
Utstyr # 7. Kritisk anvendelse av transformatorer i miner:
I gruver, på grunn av kullkniver, transportører, vindere, spader, borer og deres variable belastninger ved forskjellige frekvenser, oppdages spenningen generelt mellom 370V og 400V i stedet for standard 500V til 550V. På grunn av den store spenningsvariasjonen varierer laststrømmen også for mye.
Som et resultat blir transformatorene (og motorene også) i gruvedrift alltid utsatt for for høye toppstrømmer (mye over nominell strøm) med hyppige intervaller. Fig. 20.8 viser kurver med spenning Vs. tid og nåværende Vs. Tid for en transformator som gir forsyning til, for eksempel, to 60KW cutter motorer som brukes til å kutte 400 tonn kull i 4 timer, og også gi forsyning å si en 45KW pumpe motor.
Fra denne kurven ser vi at en 200 KVA, 3, 3 KV / 550 V transformator, brukt under jorden for å kjøre to 60 KW kutter og en 45 KW pumpe, er svært ofte (seks ganger i minuttet) utsatt for en nåværende topp på så høyt som 900A, og den spenningen faller så lavt som 390 V. Men gjennomsnittlig strøm kommer til ca. 425A, hvor transformatoren kun kan levere 365A ved 550V.
På grunn av denne applikasjonen blir transformatoren og motorene overbelastet. Videre økes også tidssyklusen for å kutte på grunn av effekten av lavspenning. Men når arbeidsspenningen ikke faller under 500V og gjennomsnittet er 535V, viser strømmenes topp også betydelig, og gjennomsnittsstrømmen kommer til omtrent en figur på 312A.
Derfor går transformatoren og motorene godt innenfor nominell kapasitet, og her er tidscyklusen for å kutte kullet redusert. Faktisk i tidligere tilfelle, på grunn av lav spenning, hvis det tar 5 timer å kutte 400 tonn kull i det andre tilfellet, hvor spenningen er mellom 500 V og 535 V, er det tid til å kutte samme mengde kull av de samme kuttere vil være ca 4 timer.
Derfor kan vi fra det ovennevnte praktiske eksempel se hvilken viktig rolle den jevn forsyningsspenning spiller i utførelsen av et colliery. Derfor skal ingeniører i gruver designe distribusjonssystemet på en slik måte at spenningsfallet kan holdes til et minimum, og i alle fall ikke utover den angitte kvoten.
Selvfølgelig er det steder der det blir umulig å stoppe den svingende spenningen.
I slike tilfeller er det alltid tilrådelig å skaffe transformatorer som tåler effekten på grunn av store svingninger. Før du kjøper en transformator, må detaljer angående tilførsels- og lastforholdene leveres til produsenten slik at en korrekt type transformator kan installeres.
Faktisk bør vi aldri skjule fakta fra produsentene; ellers kan tapet en gang bli for tungt å gjenvinne, ved å spare i pris ved å kjøpe transformatorer med feil spesifikasjon og dårlig kvalitet. Derfor, når du bestiller en flameprofil transformator eller en transformator for gruvedrift, bør elektriske ingeniører i gruver vurdere bruk og forsyningssystem i tillegg til standard indisk eller britisk spesifikasjon.
