Устройство контроля состояния контактов аппаратов управления электроприводами экскаваторов

Гидравлическая схема стенда для испытания электромоторов под нагрузкой

судить о качестве ремонта невозможно. Даже если, например, была неверно произведена коммутация полюсов, то в холостом режиме двигатель будет вести себя нормально, а под нагрузкой появится сильное искрение на коллекторе. Нередки случаи, когда отремонтированный двигатель приходилось вновь демонтировать и отвозить на ремонт из-за того, что под нагрузкой проявлялись все дефекты ремонта. Это приводит к увеличению простоев, т.к. демонтаж и монтаж повторно привезенных двигателей занимает весьма длительное время. Проверка электродвигателя под нагрузкой -трудоемкая операция. Необходим эквивалент нагрузки на вал электродвигателя, который хотя бы частично эмулировал если не номинальный режим работы, то близкий к нему. Чтобы нагрузить двигатель, необходимо к валу приложить искусственную нагрузку. Применение механического тормоза создает определенные проблемы - постоянный и быстрый износ колодок, невозможность плавного задания нагрузки и т.д.

В предлагаемом стенде в качестве эквивалента нагрузки используется гидронасос. Такое решение дает ряд преимуществ: при одинаковой мощности гидронасос имеет на порядок меньшие массу и габариты, чем электродвигатель; появляется возможность плавного задания нагрузки; стенд будет иметь меньшие габариты; при применении одного гидронасоса большой мощности возможно испытание электродвигателей с большим разбросом мощностей.

Работа гидравлической схемы стенда объясняется на рисунке.

К валу испытуемого электромотора соосно

через центрующую муфту крепится реверсивный насос 1 постоянной производительности. Поток жидкости, создаваемый насосом, через обратные клапаны 3 поступает к регулируемому предохранительному клапану 6, сливное сечение которого регулируется электрическим позиционером 7. Нагрузка на насос 1 задается изменением напряжения, подаваемого на электрический позиционер 7.

Для эксплуатационных замеров режимов работы насоса в напорной магистрали установлен манометр 5, от повреждения чрезмерным давлением линия защищена предохранительным клапаном 4. Клапаны 2 позволяют распределять гидромасло для "питания" насоса 1 при различных направлениях вращения испытуемой электромашины.

Электродвигатель подключается к тиристорному преобразователю, позволяющему менять обороты, и имеющему общую систему управления с гидростендом, благодаря этому появляется возможность испытывать электродвигатели по определенному алгоритму, соответствующему его реальному режиму работы (например - 10 секунд разгон, затем 15 сек 50% нагрузки - реверс - разгон - 70% нагрузки -торможение, и т.д.).

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------

Квагинидзе Валентин Суликолевич - доктор технических наук, ОАО ХК «Якутуголь». Бинъковский С.В. — Научно-технический институт (филиал ЯГУ).

Удодова Э.О. — Научно-технический институт (филиал ЯГУ).

© В.С. Квагинидзе, С.В. Биньковский, 2004

УДК 66.232.8.004.12+ 658.382

B.C. Квагинидзе, С.В. Биньковский

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ КОНТАКТОВ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ЭКСКАВАТОРОВ

Рис. 1. Схема подключения УКСК

ТУ процессе эксплуатации, из-за различ-

-Я-М ных причин (пыль, вибрация, неквалифицированное и несвоевременное обслуживание) происходит выход из строя контактов автоматов, пускателей и контакторов. Как правило, это выражено в виде «выгорания» контактов, что приводит к вынужденной замене аппарата, так как при небольшом ухудшении проводимости контактов происходит увеличение переходного сопротивления в контактах. При работе под нагрузкой в этом месте происходит повышенное падение напряжения, что приводит к нагреву контактов. В дальнейшем, при нагреве контактов происходит изменение свойств материалов контактов (как правило, меди) из-за чего в месте контакта сопротивление становится еще больше, что снова приводит к повышенному нагреву, процесс получает лавинообразный характер. В результате происходит полная потеря контакта в контактной паре и из-за чрезмерного нагрева приходят в негодность части корпуса аппарата, находящиеся вблизи места нагрева (как правило они выполнены из не теплостойкого материала - пластмассы, карболита). Аппарат приходится менять целиком.

Особенно такая ситуация наносит ущерб тем частям схемы, где аппараты работают параллельно (например привод подъема ЭКГ-20) - когда выходит из строя один из аппаратов, то функционирование схемы как правило не нарушается, так как ток протекает через параллельный аппарат. Но этот аппарат, оказавшись под двукратной перегрузкой, так же очень быстро выходит из строя. И в результате, из-за не обнаруженного вышедшего из строя первого аппарата второй аппарат тоже выходит из строя.

Предотвратить в значительной мере подобные случаи может своевременное отслежива-

ние состояния контактов. Но это трудно сделать по следующим причинам: невозможно: (как физически так и технически) постоянно вскрывать корпуса аппаратов для осмотра контактов, по этим же причинам невозможно производить замер сопротивления контактов. Даже если ежемесячно проводить ППР и уделять внимание только контактам, то от этого пострадают другие узлы, тоже требующие ревизии. Кроме того, процесс выхода из строя контакта может занять считанные минуты, и даже ежедневное обслуживание здесь не поможет. И, наконец, все вышеперечисленные мероприятия проводятся в режиме статическом -без нагрузки, а это весьма необъективный режим в данном случае.

Для решения проблемы контроля за состоянием контактов предлагается устройство контроля состояния контактов (УКСК). Это устройство позволит в процессе работы, в режиме нагрузки (динамический режим) отслеживать состояние контактов и при его ухудшении сигнализировать об этом. Принцип работы этого устройства основан на весьма простом методе -методе контроля падения напряжения на контактной паре. Когда контакты в хорошем состоянии, то при номинальном токе и допустимом его превышении падение напряжения на контактах как правило не превышает 60-70 милливольт. При ухудшении контакта т.е при увеличении сопротивления, по закону Ома происходит увеличение падения напряжения на контактах - как правило падение выше 100 мВ говорит о том, что состояние контакта неудовлетворительное. Предлагаемое устройство будет осуществлять следующие функции:

1. Контроль падения напряжения на контактах.

2. Контроль разницы падения напряжения на контактах (контроль за «перекосом»).

3. Индикация падения напряжения в динамическом режиме.

4. Сигнализация о превышении допустимых значений.

5. Запоминание контактной пары, на которой произошло отклонение от допустимых значений.

Благодаря применению современной элементной базы, устройство получится небольших размеров и его можно будет устанавливать на сами аппараты.

Основа устройства - микроконтроллер, обрабатывающие данные от аналого-цифро-вого преобразователя, отслеживающего падение напряжения на контактах. Так в контролируемых схемах присутствуют большие напряжения и токи, то необходимо применение гальванической развязки силовых контролируемых цепей и схемы устройства. Это обеспечивается применением операционного усилителя с оптическим входом. При применении импульсного источника питания питание УКСК можно будет осуществлять непосредственно от цепей, коммутируемых аппаратом. Схема подключения устройства на примере контроля состояния контактов автомата представлена на рис. 1.

Предполагаемый внешний вид устройства

Рис. 2. Внешний вид УКСК: 1 - светодиодные индикаторы падения напряжений на каждой фазе; 2 - светодиоды нормального состояния контактов (зеленый цвет); 3 -светодиод^плохог^состояни^контакто^(желты^^вет); 4 -

представлен на рис. 2.

Устройство можно применять как в цепях переменного тока, так и в цепях постоянного тока. Так же возможен выбор номинальных и аварийных значений падений напряжений для каждого аппарата конкретно. Процесс контроля будет заключаться в визуальном контроле состояния контактов по светодиодам. Этот контроль может осуществлять, например, помощник машиниста экскаватора, который всегда периодически спускается в машинное отделение и проверяет состояние узлов при работе (шум, повышенная вибрация, нагрев). При необходимости, можно дополнить устройство специальным интерфейсом, через который оно будет соединяться с контроллером расположенным в кабине машиниста, и сигнализировать о возникшей неисправности.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------

Квагинидзе Валентин Суликолевич - доктор технических наук, ОАО ХК «Якутуголь». Бинъковский С.В. — Научно-технический институт (филиал ЯГУ).

© В. С. Квагинидзе, А. А. Сергеев, 2004

УДК 624.131

В. С. Квагинидзе, А.А. Сергеев

ВЛИЯНИЕ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ ЯКУТИИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ