УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕГОНА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

Полезная модель относится к горному оборудованию и может быть использована для обеспечения работ по перегону электрических карьерных экскаваторов типов ЭКГ-10, ЭКГ-12 в условиях карьера.
Известен преобразователь транзисторный перегонной станции ПТПС, описанный в Техническом описании и инструкции по эксплуатации УП3.000.000.000 ТО Компании «Объединенная энергия», предназначенный для управления электродвигателем постоянного тока хода экскаватора типа ЭКГ-5.
К недостаткам известного устройства является его узкая специализация, а также недостаточная надежность.
Наиболее близким к заявляемому является устройство электропривода перегонной станции, предназначенное для перегона экскаваторов и буровых станков в карьерах в условиях отключения силового кабеля от питающей сети, которое представляет собой индивидуальный электропривод на каждый электродвигатель хода, выполненный по системе «генератор-двигатель», управляемый с помощью силового магнитного усилителя типа ПДД-1,5 /RU2330958, E21C47/00, 2008/. Данное техническое решение принято за прототип. Прототип характеризуется недостаточной надежностью. Указанный недостаток обусловлен наличием двух дорогостоящих недостаточно надежных генераторов постоянного тока, при этом силовой магнитный усилитель типа ПДД-1,5 В. Кроме того, большие постоянные времени генераторов и силового магнитного усилителя не позволяют обеспечить необходимые динамические показатели регулирования якорных токов двигателей хода в стопорных режимах, что вызывает повышенный износ их коллекторных узлов.
Авторы решали задачу по созданию устройства для перегона электрических карьерных экскаваторов, лишенного указанных недостатков. Техническим результатом является повышение надежности.
Для решения поставленной задачи, а также для достижения заявленного технического результата предлагается устройство для перегона электрических карьерных экскаваторов, содержащее размещенную на мобильном шасси двигательную установку, соединенную с электрогенератором. Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что двигательная установка соединена с электрогенератором переменного тока, выход которого связан с последовательно соединенными выпрямителем, повышающим преобразователем и инвертором, включающим в себя силовые транзисторные модули с индивидуальными схемами управления. При этом силовые транзисторные модули выполнены с выходными разъемами для подключения к двигателям хода экскаватора, а индивидуальные схемы управления объединены в локальную сеть, организованную при помощи CAN интерфейса.
Дополнительно предлагается CAN интерфейс создать с системой управления, содержащей блок связи, при этом блок связи может содержать интерфейс для подключения персонального компьютера, выполненный, например, в формате BLUE-TOOTH.
Дополнительно предлагается CAN интерфейс создать с системой управления, содержащей пульт управления и индикации, при этом пульт управления и индикации может содержать интерфейс для подключения персонального компьютера, выполненный, например, в формате USB.
Дополнительно предлагается CAN интерфейс создать с системой управления, содержащей центральный блок управления.
Дополнительно предлагается CAN интерфейс создать с системой управления, содержащей блок входов/выходов.
Применение электрогенератора переменного тока связанного с последовательно соединенными выпрямителем, повышающим преобразователем и инвертором, включающим в себя силовые транзисторные модули с индивидуальными схемами управления позволяет повысить качество переходных процессов по возмущающему воздействию за счет уменьшения постоянных времени в контурах регулирования напряжения и тока.
Объединение индивидуальных схем управления в локальную сеть, организованную при помощи CAN интерфейса позволяет создать гибкую структуру системы управления с возможностью функционального расширения и обновления прикладного программного обеспечения, а также применить световую, текстовую и голосовую системы информирования о возникших неисправностях и возможности развития аварийных ситуаций. Таким образом, достигается технический результат.
На прилагаемой иллюстрации представлена блок-схема предлагаемого устройства, где 1 - мобильное шасси, 2 - двигательная установка, соединенная с электрогенератором переменного тока 3, 4 - выпрямитель, 5 - транзисторный преобразователь, 6 - инвертор с управляющим блоком 7. 8, 9 и 10 - силовые транзисторные модули с индивидуальными схемами управления, 11 и 12 - двигатели хода экскаватора, 13 - локальная сеть, организованная при помощи CAN интерфейса, 14 - блок связи, 15 - пульт управления и индикации с командоконтроллером 16, 17 - центральный блок управления, 18 - блок входов/выходов, 19 - вспомогательные устройства, 20 - персональный компьютер.
Устройство работает следующим образом. Перегоняемый экскаватор отключают от питающей сети и его электродвигатели хода посредством гибкого кабеля соединяют с выходными разъемами транзисторных модулей 8, 9, и 10. После запуска двигательной установки 2 переменное напряжение генератора 3 поступает на выпрямитель 4. При перегоне экскаваторов моделей ЭКГ-10 выходное постоянное напряжение выпрямителя поступает на транзисторный преобразователь 5, повышающий напряжение питания инверторов 6 до 650 В. В случае перегона экскаваторов типа ЭКГ-12 питание инверторов 6 осуществляется непосредственно выходным напряжением выпрямителя 4.
После включения питания центральный блок управления 17 запускает программу первоначальной диагностики электронного и электрического оборудования, при положительных результатах которой на пульт 15 выводится сообщение о готовности устройства к работе. В случае неисправности какого-либо элемента оборудования на органы индикации пульта 15 выводится сообщение о месте возникновения неисправности с указанием отказавшего блока (элемента) и запрещается дальнейшая работа устройства.
Управление скоростью и направлением перемещения экскаватора осуществляет оператор, находящийся в кабине шасси, посредством командоконтроллера 16, установленного в пульте управления и индикации 15. Выходные сигналы командоконтроллера управляют транзисторными модулями 8, 9, 10 инвертора 6, т.е. регулируют напряжения на выходных клеммах инвертора. Поскольку частота вращения двигателей хода, а значит и скорость вращения гусениц экскаватора, пропорциональны выходным напряжениям инвертора 6, то отклонением рукоятки командоконтроллера осуществляется регулирование скорости и направления перемещения перегоняемого экскаватора. Алгоритмы управления, реализуемые прикладным программным обеспечением устройства, построены таким образом, что отклонения рукоятки командоконтроллера в направлениях вперед - назад задает скорость и направление прямолинейного перемещения перегоняемого экскаватора, а отклонение рукоятки в направлениях вправо - влево приводит к его повороту в соответствующем направлении.
Информация о состоянии механизмов экскаватора, вспомогательных устройств 19 (вентиляторы охлаждения и пр.) поступает в центральный блок управления 17 через блок входов/выходов 18.
Персональный компьютер 20 с установленным на нем специальным прикладным программным обеспечением предназначен для диагностики и индикации текущего состояния электрооборудования как устройства для перегона, так и перегоняемого экскаватора.
Устройство для перегона карьерных экскаваторов может быть реализовано с использованием шасси автомобиля КАМАЗ, оснащенного стандартным контейнером с размещенной в нем дизель-генераторной установкой Cummins С 550 D5.