PL194485B1 - Układ elektryczny zasilania górniczego kombajnu wyposażonego w ciągniki napędzane elektrycznie - Google Patents

Abstract

1. Uklad elektryczny zasilania górniczego kombajnu wyposazonego w ciagniki napedzane elektrycznie zawierajacy dwa oddzielne tory pradowe polaczone poprzez odlacznik trójpolo- zeniowy, zestaw aparatów odlacznikowych i blo- ków stycznikowo - zabezpieczeniowych z silni- kami elektrycznymi napedzajacymi urabiajace organy oraz zespól pomp hydraulicznych a do jednego z torów pradowych podlaczony jest równolegle transformator pomocniczy, znamien- ny tym, ze do odplywowych torów pradowych za aparatem (11) odlacznikowym podlaczone sa poprzez blok (26) stycznikowo - zabezpie- czajacy silniki (7) i (8) elektryczne napedzajace ciagniki kombajnowe, a do silników (7) i (8) elektrycznych podlaczone sa i wspólpracuja z nimi sprzegla (28) i (29) zasilane i sterowane poprzez blok (27) stycznikowy, sterujacy i za- bezpieczajacy. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ elektryczny zasilania górniczego kombajnu wyposażonego w ciągniki napędzane elektrycznie.

Znany jest z opisu patentowego wynalazku będącego przedmiotem zgłoszenia nr P. 334029 układ elektryczny zasilania górniczego kombajnu ścianowego, który posiada dwa oddzielne tory prądowe, do których podłączone są silniki elektryczne napędzające organy urabiające kombajnu górniczego oraz zespół posuwu kombajnu.

Silniki elektryczne stanowiące napęd organów urabiających podłączone są do torów prądowych bezpośrednio poprzez trójpołożeniowe aparaty odłącznikowe. Silnik elektryczny napędzający hydrauliczny zespół napędu posuwu kombajnu górniczego podłączony jest równolegle poprzez aparat odłącznikowy z torem prądowym zasilającym jeden z elektrycznych silników napędu organów urabiających.

Do dwu faz odpływowych silnika elektrycznego napędu posuwu kombajnu górniczego za aparatem odłącznikowym podłączony jest również równolegle transformator pomocniczy. Tory prądowe podłączone są do części zasilającej poprzez dwa oddzielne styczniki. Znany jest również z opisu patentowego wynalazku będącego przedmiotem zgłoszenia nr P.336963 układ elektryczny zasilania górniczego kombajnu ścianowego, który posiada dwa oddzielne tory prądowe połączone z silnikami elektrycznymi napędzającymi organy urabiające kombajnu górniczego oraz zespół hydrauliczny posuwu kombajnu poprzez aparaty odłącznikowe. Pomiędzy aparatami odłącznikowymi a silnikami elektrycznymi podłączone są szeregowo do prądowych torów odpływowych bloki stycznikowo - zabezpieczeniowe.

Silnik elektryczny stanowiący napęd układu hydraulicznego napędu posuwu kombajnu górniczego podłączony jest do toru prądowego zasilającego jeden z elektrycznych silników napędu organów urabiających w sposób równoległy pomiędzy aparatem odłącznikowym a blokiem stycznikowo - zabezpieczeniowym.

Każdy z bloków stycznikowo - zabezpieczeniowych wyposażony jest w stycznik oraz blokujące zabezpieczenia nadprądowe i blokujące zabezpieczenia upływowe.

Przedstawione wyżej rozwiązania umożliwiają zasilanie silników elektrycznych stanowiących napęd zespołu hydraulicznego napędu posuwu kombajnu górniczego, napędu organów urabiających oraz transformatora pomocniczego.

W wyniku podłączenia do prądowych torów odpływowych bloków stycznikowo - zabezpieczeniowych uzyskano możliwość indywidualnego bądź sekwencyjnego załączania poszczególnych silników elektrycznych oraz skuteczne zabezpieczenie każdego z silników elektrycznych przed przeciążeniem, zwarciem lub asymetrią faz a także układ ten uniemożliwia załączenie stycznika przy obniżonym poziomie rezystancji izolacji odpływu.

Pomimo wielu faktycznych zalet układów tych nie można zastosować do zasilania kombajnów górniczych, których zespół napędu posuwu stanowią ciągniki kombajnowe napędzane elektrycznie.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego układu elektrycznego, który wyeliminowałby powyżej przytoczoną niedogodność.

Zadanie zostało rozwiązane według wynalazku w taki sposób, że układ elektryczny zasilania zawiera dwa oddzielne tory prądowe połączone poprzez odłącznik trójpołożeniowy, zestaw aparatów odłącznikowych i bloków stycznikowo - zabezpieczeniowych z silnikami elektrycznymi napędzającymi organy urabiające oraz zespół pomp hydraulicznych. Układ ten zawiera także dwa silniki elektryczne stanowiące napęd ciągników kombajnowych. Silniki elektryczne napędzające ciągniki kombajnowe podłączone są do odpływowych torów prądowych za aparatem odłącznikowym zasilającym jeden z silników napędzających organ urabiający poprzez blok stycznikowo - zabezpieczający, przy czym każdy z tych silników wyposażony jest i współpracuje ze sprzęgłem indukcyjnym. Sprzęgła indukcyjne zasilane są i sterowane poprzez układ zawarty w bloku stycznikowym, sterującym i zabezpieczającym.

Blok stycznikowy, sterujący i zabezpieczający jest podłączony równolegle do odpływowych torów prądowych zasilających jeden z silników elektrycznych napędzających organy urabiające.

Blok stycznikowy, sterujący i zabezpieczający zawiera transformator zasilający sprzęgła indukcyjne silników napędowych ciągników kombajnowych, przy czym do torów prądowych łączących transformator poprzez stycznik ze sprzęgłami indukcyjnymi podłączony jest równolegle prostownik oraz szeregowo bloki tyrystorowe.

PL 194 485 B1

Rozwiązanie według wynalazku w skuteczny sposób rozwiązuje problem zasilania górniczego kombajnu, który wyposażony jest w ciągniki zasilane elektrycznie. Rozwiązanie pozwala na zapewnienie prawidłowego sposobu zasilania i zabezpieczenia napędów kombajnów z ciągnikami wyposażonymi w silniki asynchroniczne współpracujące ze sprzęgłami indukcyjnymi. Pozwala także na zmianę kierunku posuwu, płynną regulację prędkości oraz zastosowanie układów automatyki ograniczających prędkość kombajnu w przypadku przeciążenia silników napędzających jego organy urabiające.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat układu elektrycznego zasilania górniczego kombajnu z ciągnikami kombajnowymi napędzanymi elektrycznie.

Układ elektryczny zawiera dwa oddzielne tory prądowe 1 i 2 zawarte w jednym oponowym przewodzie sześciożyłowym bądź też dwa oddzielne przewody trójfazowe. Tory prądowe 1 i 2 podłączone są do sieci zasilającej poprzez oddzielne styczniki 3.

Do torów prądowych 1 i 2 podłączone są poprzez zestaw odłączników przełącznikowych oraz zestaw bloków stycznikowo - zabezpieczeniowych silniki elektryczne 4, 5, 6, 7 i 8, transformator 9 zasilający oraz transformator 10 pomocniczy.

Zestaw odłączników przełącznikowych zawiera trzy aparaty odłącznikowe 11, 12 i 13 sterowane wspólnym napędem 14 umożliwiającym trójpołożeniowy układ zestyków (P-O-T). Aparat 11 odłącznikowy jest trójpołożeniowym trójfazowym odłącznikiem przełącznikowym i poprzez zestyki 15, 16 i 17 jest połączony z torem 2 prądowym. Aparat 12 odłącznikowy podobnie jak aparat 11 odłącznikowy jest trójpołożeniowym trójfazowym odłącznikiem przełącznikowym i poprzez zestyki 18, 19 i 20 jest połączony z torem 1 prądowym. Aparat 13 odłącznikowy zawiera zestyki 21 i 22 - jest trójpołożeniowym dwufazowym odłącznikiem przełącznikowym i jest podłączony równolegle do odpowiednich faz toru 1 prądowego przed aparatem 12 odłącznikowym.

Zestaw bloków stycznikowo - zabezpieczeniowych zawiera cztery bloki stycznikowo - zabezpieczeniowe 23, 24, 25 i 26, które są podłączone do prądowych torów odpływowych pomiędzy aparatami 11 i 12 odłącznikowymi a silnikami 4, 5, 6, 7 i 8 elektrycznymi oraz blok 27 stycznikowo - sterująco - zabezpieczeniowy podłączony do dwóch torów odpływowych pomiędzy aparatem 11 odłącznikowym a sprzęgłami 28 i 29 indukcyjnymi silników 7 i 8 elektrycznych.

Blok 23 stycznikowo - zabezpieczeniowy zawiera zestaw zabezpieczeń nadprądowych i blokujące upływowe zabezpieczenie 30 oraz stycznik 31. Blok 24 stycznikowo - zabezpieczeniowy zawiera zestaw zabezpieczeń nadprądowych i blokujące zabezpieczenie upływowe 32 oraz stycznik 33. Blok 25 stycznikowo - zabezpieczeniowy zawiera zestaw zabezpieczeń nadprądowych i blokujące zabezpieczenie upływowe 34 oraz stycznik 35. Blok 26 stycznikowo - zabezpieczeniowy zawiera dwa zestawy zabezpieczeń nadprądowych 36 i blokujące zabezpieczenie upływowe 38 oraz styczniki 37 i 39 pracujące na przemian w układzie rewersyjnym tzn. przy zwartych stykach stycznika 37 i równocześnie rozwartych stykach stycznika 39 wspólny kierunek obrotów silników 7 i 8 elektrycznych umożliwia uzyskanie jednego kierunku posuwu kombajnu, natomiast gdy styki stycznika 37 są rozwarte przy równoczesnym zwarciu styków stycznika 39, kierunek obrotów silników 7 i 8 elektrycznych zmienia się co powoduje zmianę kierunku posuwu kombajnu na przeciwny. Blok 27 stycznikowo - sterująco - zabezpieczający zawiera transformator 9 zasilający, prostownik 40, zabezpieczenie 41 upływowe, stycznik 42 oraz bloki 43 i 44 tyrystorowe sterujące prądem sprzęgieł 28 i 29 indukcyjnych. Silniki 4 i 5 elektryczne stanowią napęd organów urabiających górniczego kombajnu węglowego, a silnik 6 elektryczny stanowi napęd pomp układu hydraulicznego kombajnu górniczego. Silniki 7 i 8 elektryczne stanowią napęd ciągników elektrycznych kombajnowych.

Silnik 4 elektryczny połączony jest z torem 2 prądowym poprzez aparat 11 odłącznikowy zestykami 15, 16 i 17 oraz poprzez blok 23 stycznikowo - zabezpieczeniowy stycznikiem 31. Silnik 5 elektryczny połączony jest z torem 1 prądowym poprzez aparat 12 odłącznikowy zestykami 18, 19 i 20 oraz poprzez blok 24 stycznikowo - zabezpieczeniowy stycznikiem 33. Silnik 6 elektryczny połączony jest także z torem 1 prądowym równolegle do odpowiednich faz zasilających silnik 5 elektryczny za aparatem 12 odłącznikowym oraz poprzez blok 25 stycznikowo - zabezpieczeniowy stycznikiem 35.

Silniki 7 i 8 elektryczne podłączone są równolegle do prądowych torów odpływowych za aparatem 11 odłącznikowym poprzez bezpieczniki 45, 46 i 47 oraz: albo stycznik 37, dwa zestawy zabezpieczeń nadprądowych 36 i blokujące zabezpieczenie upływowe 38, albo stycznik 39, dwa zestawy zabezpieczeń nadprądowych 36 i blokujące zabezpieczenie upływowe 38.

Transformator 10 pomocniczy podłączony jest równolegle do dwu faz toru 1 prądowego poprzez aparat 13 odłącznikowy zestykami 21 i 22 przed aparatem 12 odłącznikowym. Transformator 9

PL 194 485 B1 zasilający podłączony jest równolegle poprzez bezpieczniki 48 i 49 z jednej strony do dwóch odpływowych torów prądowych za aparatem 11 odłącznikowym a z drugiej strony poprzez bezpieczniki 50 i 51 oraz stycznik 42 do prostownika 40. Sprzęgło 28 indukcyjne regulujące obroty silnika 7 elektrycznego i sprzęgło 29 indukcyjne regulujące obroty silnika 8 elektrycznego podłączone są równolegle do dwóch odpływowych torów prądowych za aparatem 11 odłącznikowym poprzez blok 27 stycznikowo - sterująco - zabezpieczeniowy.

Każdy blok stycznikowo - zabezpieczeniowy 23, 24, i 25 posiada odpowiednio stycznik próżniowy 31, 33 i 35 oraz zawiera odpowiednio zestaw zabezpieczeń nadprądowych 30, 32 i 34, z których każdy wyposażony jest w przekaźnik przeciążeniowy, zwarciowy i asymetrowy, blokujące zabezpieczenie upływowe oraz w przekaźnik współpracujący z pozystorowymi czujnikami temperatury uzwojeń silnika.

Blok stycznikowo - zabezpieczeniowy 26 posiada dwa styczniki próżniowe 37 i 39 oraz zawiera blokujące zabezpieczenie upływowe 38 a także dwa zestawy zabezpieczeń nadprądowych 36, z których każdy wyposażony jest w przekaźnik przeciążeniowy, zwarciowy i asymetrowy oraz w przekaźnik współpracujący z pozystorowymi czujnikami temperatury uzwojeń silnika.

Informacje o aktualnym stanie zabezpieczeń i obciążeniu każdego silnika są przekazywane do systemu sterowania i automatyki kombajnu górniczego.

Układ elektryczny według wynalazku działa w sposób następujący:

W położeniu „O” zestyków aparatów 11, 12 i 13 odłącznikowych wszystkie styki są otwarte i stworzona jest przerwa izolacyjna w obwodach zasilających silniki 4, 5, 6, 7 i 8, sprzęgła 28 i 29 indukcyjne oraz transformator 10 pomocniczy.

W położeniu „P” zestyków aparatów 11 i 12 odłącznikowych wszystkie styki są zwarte i jest możliwość zasilania silników 4 i 5 stanowiących napęd organów urabiających kombajnu górniczego, silnika 6 napędzającego zespół hydrauliczny, silników 7 i 8 elektrycznych ciągników elektrycznych kombajnu oraz sprzęgieł 28 i 29 indukcyjnych. Także aparat 13 odłącznikowy ma zwarte styki i jest zasilany transformator 10 pomocniczy. W tym położeniu kombajn górniczy pracuje w pełnym zakresie.

W położeniu „T” zestyków aparatów 11, 12 i 13 odłącznikowych zwarte są tylko zestyki 21 i 22 aparatu 13 odłącznikowego, natomiast odpływy aparatów 11 i 12 odłącznikowych są uziemione. W tym położeniu układu stykowego zasilany jest jedynie transformator 10 pomocniczy.

W czasie pracy (położenie „P” zestyków aparatów 11, 12 i 13 odłącznikowych) silniki 4, 5 i 6 zabezpieczone są odpowiednio blokami 23, 24 i 25 stycznikowo - zabezpieczeniowymi a silniki 7 i 8 zabezpieczone są blokiem 26 stycznikowo - zabezpieczeniowym. Załączanie każdego z silników odbywa się poprzez zewnętrzny układ sterowania stycznikami odpowiednio: silnika 4 - stycznikiem 31, silnika 5 - stycznikiem 33, silnika 6 - stycznikiem 35. Załączanie silników 7 i 8 odbywa się stycznikiem 37 albo 39. W położeniu „T” istnieje możliwość przeprowadzenia prób wyposażenia elektrycznego kombajnu bez załączania silników 4, 5, 6, 7 i 8.

Załączanie poszczególnych styczników 31, 33 i 35 może odbywać się sekwencyjnie tj. mogą być załączone jeden, dowolne dwa lub wszystkie trzy styczniki, co realizowane jest w zależności od zaistniałych potrzeb. Styczniki 37 i 39 załączane są w układzie rewersyjnym tzn. przy zwartych stykach stycznika 37 i równocześnie rozwartych stykach stycznika 39 wspólny kierunek obrotów silników 7 i 8 elektrycznych umożliwia uzyskanie jednego kierunku posuwu kombajnu, natomiast gdy styki stycznika 37 są rozwarte przy równoczesnym zwarciu styków stycznika 39, kierunek obrotów silników 7 i 8 elektrycznych zmienia się, co powoduje zmianę kierunku posuwu kombajnu na przeciwny.

Claims (6)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ elektryczny zasilania górniczego kombajnu wyposażonego w ciągniki napędzane elektrycznie zawierający dwa oddzielne tory prądowe połączone poprzez odłącznik trójpołożeniowy, zestaw aparatów odłącznikowych i bloków stycznikowo - zabezpieczeniowych z silnikami elektrycznymi napędzającymi urabiające organy oraz zespół pomp hydraulicznych a do jednego z torów prądowych podłączony jest równolegle transformator pomocniczy, znamienny tym, że do odpływowych torów prądowych za aparatem (11) odłącznikowym podłączone są poprzez blok (26) stycznikowo - zabezpieczający silniki (7) i (8) elektryczne napędzające ciągniki kombajnowe, a do silników (7) i (8) elektrycznych podłączone są i współpracują z nimi sprzęgła (28) i (29) zasilane i sterowane poprzez blok (27) stycznikowy, sterujący i zabezpieczający.

PL 194 485 B1

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że blok (26) stycznikowo - zabezpieczający podłączony jest do odpływowych torów prądowych za aparatem (11) odłącznikowym poprzez bezpieczniki (45), (46) i (47) i zawiera dwa zestawy zabezpieczeń nadprądowych (36), blokujące zabezpieczenie upływowe (38) oraz dwa styczniki (37) i (39).

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że blok (27) podłączony jest równolegle do odpływowych torów prądowych za aparatem (11) odłącznikowym.

4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że blok (27) zawiera transformator (9) zasilający sprzęgła (28) i (29), przy czym do torów prądowych łączących transformator (9) z sprzęgłami (28) i (29) podłączony jest poprzez stycznik (42) prostownik (40) oraz bloki (43) i (44) tyrystorowe.

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że prostownik (40) podłączony jest do torów prądowych łączących transformator (9) z sprzęgłami (28) i (29) równolegle a bloki (43) i (44) tyrystorowe podłączone są szeregowo do jednego z tych torów prądowych.

6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że silnik (7) elektryczny podłączony jest równolegle do torów prądowych zasilających silnik (8) elektryczny za bezpiecznikami (45), (46) i (47).