Top 7 udstyr anvendt i miner (med applikationer)
Denne artikel kaster lys på de øverste syv udstyr, der anvendes i miner. Udstyret er: 1. Mine Hoist Drive 2. DC Ward-Leonard Control 3. Valg af Hoist 4. Hoist Motor RMS Horse Power 5. Friktionshøjde RMS Hp 6. Ventilation Fan 7. Kritisk anvendelse af transformatorer i miner.
Udstyr # 1. Mine Hoist Drive :
Der findes forskellige typer mine hejsedrev som f.eks. Enkelttromle, delt single-tromle, dobbelt tromle, single og multi-rope koepe hejsere. Men i dag er AC- og glidemotoren den mest nyttige og økonomiske form for min hejsedrev til manuelt betjente lifte.
Faktisk er nogle indvendinger mod brugen af glidemotor der på grund af deres krævede højere accelerationshestekræfter og mangel på finhed for kontrol for acceleration og især for retardation.
Men hvor en af disse forårsager problem, skal der tilføjes en smule mere forfining eller dc udstyr. Lad os kort diskutere nogle kontroller vedrørende forskellige typer induktionsmotorer. For eksempel, for små induktionsmotorer, der betjenes sjældent som en flugthejsning, kan en tromlecontroller med hejsek accelerationen styret af operatørens vurdering gøre jobbet.
Men i tilfælde af større hestekraft (75 hk og mere) og til og med for små mindre motorer, hvor driftsfrekvensen tillægger ekstraomkostningerne, er sekundære modstande kortsluttet af sekundære kontaktorer under tidens retning eller strømgrænse relæer.
Men hvis der kun anvendes tidsrelæer, skal der bruges en enhed til at registrere, når motoren har nået synkron hastighed, ellers kan motoren meget overhastet, hvis den sekundære modstand er helt kortsluttet beskadige motoren selv.
En kontrol kan imidlertid opnås af operatøren, der kan flytte hovedafbryderen til fuldhastighedspositionen, og motoren accelererer ensartet i overensstemmelse med indstillingen af relæer.
Generelt har vi set, at i hejsene, ved manuel drift, hæftes hejsen enten ved at sætte motoren i gang ved at anvende omvendt drejningsmoment; eller ved tyngdekraft med hejsebremsen, som dog skal have tilstrækkelig kapacitet til at stoppe den maksimale nedadgående belastning på mindre afstand end normalt kræves for deceleration og skal altid være tilstrækkeligt og perfekt dimensioneret til gentagne stop under normal driftstilstand.
Dette er en meget vigtig faktor, som en ingeniør i miner og en designer, der designer hejsen, altid skal huske på.
Nogle sædvanlige kontrol for vejledning til ingeniører i miner er angivet nedenfor:
(1) I tilfælde af overskridelse af overskridelsesbegrænsningsafbrydere anvendes strømmen fra motoren og indstilles bremserne. Faktisk er dette styringssystem brugt til at sikkerhedskopiere sikkerhedscontrolleren, som fjerner strøm og ser bremserne, hvis fuld hastighed overskrides, eller hvis accelerations- og decelerationshastigheden overskrides.
(2) Nødstopknapper er forsynet for at fjerne forsyningskilden og også at indstille bremserne.
(3) For at fremskynde tunge belastninger og samtidig for at forhindre droppe eller rulle tilbage, når bremserne slippes, aktiveres maksimal drejningsmoment, så motoren kan anvende maksimalt drejningsmoment ved stillstand.
(4) For at styre retningen af hejsebevægelsen, efter en overrejse, anvendes back-out-omskiftere, så motoren kun kan rotere i den rigtige retning. Men når det bliver vigtigt at decelerere hejsen elektrisk som det kan gøres med automatisk betjening, skal der foretages en række forbedringer i styringen. Faktisk kan rotormotorens vekselstrøm ikke give tilbageholdelsesmoment ved mindre end synkron hastighed.
Derfor bruges nogle ændringer til at overvinde dette:
(i) For at tilvejebringe justerbar drejningsmomentbelastning på motorstrømmen, anvendes bremse. Denne metode er dog kun anvendelig for mindre motorer på grund af vanskeligheder med at sprede varme i bremserne.
(ii) Sommetider ser vi, at induceringsmotorens stator er afskåret fra ac-kilden og begejstret fra et justerbart dc-kredsløb. Motoren er så en AC-generator, og strømmen skal bortledes i den sekundære modstand.
Denne type dynamisk brud har fundet anvendelse især på ubalancerede løfter og skråninger, hvor belastninger skal sænkes med en hastighed mindre end synkron hastighed. Vi så også, at nogle hejser styres automatisk, med dynamisk bremse påført for at decelerere hejsen i et lukket kredsløb, ligesom med DC-udstyr.
(iii) For at stoppe den maksimale nedadgående belastning gentagne gange, styres nogle løfter automatisk af bremserne automatisk med sekundær modstand, på samme måde som føreren gør, når man betjener manuelt.
iv) I tilfælde af langsomt servicevogn er den automatiske betjening nem at gennemføre ved hjælp af en tovejs ekornmotor til lav hestekræfter. Dette er bedst vedtaget til burstyring, hvor burrotoren erstatter hejseoperatøren.
(v) Sommetider ser vi også, at mættelige reaktorer anvendes i stedet for primære kontaktorer, der forbinder vekselstrømsforsyningen til motorstatoren. Vi ved at AC motor drejningsmoment varierer som kvadratet af den anvendte liniespænding.
Derfor kan drejningsmomentet eller spændingen varieres ved at øge eller formindske impedansen af de mættelige reaktorer, som består af en AC- og DC-vikling med en magnetisk kerne, hvor ac-viklingen bærer strøm til motoren, og DC-viklingen er forbundet med en excitationskilde, der varierer impedansen fra næsten nul til praktisk talt det for et åbent kredsløb ved at styre saturationsgraden af den magnetiske bane.
Vi har imidlertid set, at mættelige reaktorer kun har været brugt i automatiske løftere i de mindre hestekraftmotorer, der anvendes på servicelift, hvor dc tomgangstider virkelig kan være betydelige.
Udstyr # 2. DC Ward-Leonard Control:
DC Ward-Leonard-styresystemet er blevet mest vigtigt i moderne miner, hvor fineste automatiske styring er påkrævet. Faktisk er der i tilfælde af anvendelse, hvor stor hestekraft er påkrævet, en AC-motor lejlighedsvis anstødende strømtoppe, og også hvor produktionshejsning kræver automatisk styring for at forbedre produktionen, har DC Ward Leonard-styring været til stor nytte.
Vi finder ud af, at MG-sæt i stor størrelse hejses normalt til at levere DC-strøm til hejsemotoren.
Faktisk sker i dette tilfælde den nøjagtige kontrol af alle hastigheder, herunder acceleration og deceleration, ved at styre generatorens excitation ved at variere udgangsspændingen. Dette sikrer tæt kontrol over køremotorens hastighed, og systemet automatiseres let ved at lave en lukket sløjfe mellem DC-motoren og generatoren ved at anvende høj forstærkede hurtigrespons excitationsanordninger som statiske eller roterende regulatorer.
Faktisk kan kredsløbsspændingen laves for at følge hastighedsreferencen med en høj grad af nøjagtighed. Vi finder, at regulatoren sammenligner et hastighedssignal, der modtages som tachometergeneratorspænding fra hejsemotoren, med den, der modtages fra hastighedsreferencen, og styrer derefter generatorspændingen i overensstemmelse hermed.
Under accelerationen er motoren under kontrol af en strøm- eller momentbegrænsningsregulator for fuld belastning og under kontrol af hastighedsreferencen for lette belastninger. Frekvensreferencen kan være en hvilken som helst enhed, der præcist dikterer hastighederne for acceleration, fuld hastighed og deceleration, mens programmereren følger transporten af buret / transporten og initierer decelerationen på det korrekte tidspunkt.
For at gøre dette med akselkontakter med flere løftestang er det ikke praktisk, men den endelige standsning af transporten sker ved signal fra en akselomskifter. Men en programmør kompenserer ikke for rebstræk forårsaget af forskelle i belastninger.
Vi ser også fra vores erfaring, at en friktionshejsning kræver en synkroniseringsenhed til at køre sikkerhedscontrolleren og programmereren under transportflyvning. Men i en hvileperiode, normalt på kraven eller øverste niveau, kører denne enhed controlleren og programmereren i den rigtige retning for at korrigere for den afstand, som tovet kan have flyttet over hjulet.
Dette genkroniserer så programmereren og sikkerhedsstyringen, så de igen er korrekt orienteret med hensyn til transporten i akslen.
Lad os nu kort sagt se driftsmåden med DC-hejsen. Faktisk er der mindst tre driftsformer:
(1) Manuel kontrol:
Dette styresystem er fra hovedafbryderen med programmeringen, der stadig overstyrer accelerations- og decelerationshastigheder. Imidlertid er bremserne i hejsen normalt forbundet med hovedafbryderen og påtrykt, når kontakten er flyttet til nulhastighedspositionen.
(2) Automatisk styring:
Når skibene eller burene er korrekt plettet, starter cyklussen og fortsætter med at fungere, indtil de er stoppet.
(3) halvautomatisk kontrol:
Når skibet eller buret er korrekt spottet, startes cyklen med en tryknap. Skipet eller buret (transport) går til det valgte niveau under styring af programmeringen og stopper derefter der. På hvert niveau i et kontrolpanel giver en jog-up og jog-ned-knap kryphastighed inden for rækkevidde af det pågældende niveau.
Sikkerhedsforanstaltninger:
Følgende sikkerhedsforanstaltninger indgår normalt i DC-systemet.
Sløjfekontaktoren åbnes, og derefter hæftes bremserne af følgende årsager:
(1) Overhastighed eller over-rejse registreres af sikkerhedscontrolleren.
(2) Overstrømsbeskyttelsessystem med timing.
(3) Underspænding AC og DC-styring kan underspændingsspoler være tidsindstillet, hvis det er nødvendigt.
(4) Gear tab til programmeringsenhed eller en ikke-fungerende sikkerhedsstyring.
(5) Tab af DC excitationsforsyning.
(6) Forsyningstab i motorgenerator (MG) sæt.
(7) Ukorrekt jordforbindelse af generatorens kredsløb.
(8) Overophedning af MG sæt / eller hejseleje.
(9) Overdreven vibration af hejsen eller MG sæt.
(10) Rækkebryder er slap og uvirksom i tilfælde af tromlehøjde og fastgjort transportdetektor til koepe hejse.
(11) Overhastighed af MG-sæt.
(12) En nødstopknap betjenes.
Udstyr # 3. Udvælgelse af hoist :
Valg af et løfteudstyr til en given kapacitet og dybde er baseret på den korrekte over- eller lastbelastning eller betalingsbelastning. Faktisk har vi set, at en større last hejset ved langsommere hastighed kræver mindre hestekraft, men dette sker på bekostning af øget rebdiameter, som igen øger tromle diameter gearing mv.
Ved valg af skibstørrelse er det derfor nyttigt at kende forholdet mellem skibsbelastning, hastighed og kapacitet for den givne dybde. Et sådant forhold er vist i figur 20.1.
Disse kurver indikerer, at for enhver kapacitet, når skibsbelastningen falder, stiger hastigheden til det punkt, hvor cyklen kun består af acceleration og retardation uden fuld hastighed, hvilket er ca. 62 ft / s ved 1.650 ft som vist i fig. 20.1. Kurverne i figuren er opnået ved at anvende den følgende formulering ved forskellige hastigheder og kapaciteter, men holder dybden konstant.
Lignende sæt kurver kan opnås på forskellige dybder, og tilsvarende skibbelastning kan bestemmes ved forskellige hastigheder og ved forskellige TPH. Fra ovenstående kurver ser vi, at den optimale lasteevne af en koepe friktionshøjde er normalt større end en tromlehøjde til samme TPH og hejsedybde.
For koepe friktion, ved at øge skibets belastning, er det nogle gange muligt at hoppe til den næste mindste motorstørrelse uden at øge prisen på det mekaniske udstyr kraftigt. Med en tromle hejses omkostningerne ved det mekaniske udstyr hurtigere end med en friktionshejse.
Rope Størrelse:
For at bestemme rebens størrelse skal overspændingsvægt være kendt. For at kunne vide dette skal den korrekte overbelastning bestemmes for en bestemt dybde fra kurverne som vist i figur 20.1. Når hoppetryk er bestemt, spring derefter over vægt = 0, 75 x springlast,
dvs. SW = 0, 75 x SL.
Omdrejningens diameter kan dog bestemmes ud fra nedenstående ligning:
Hvor d = rebets diameter.
SL = springe i tons.
SW = spring vægt i ton.
FS = Faktor af sikkerhed.
Ki = Konstant.
K 2 = Konstant.
H = Trommediameter (dia) i ft.
Sikkerhedsfaktoren kan være kendt fra figur 20.2 til forskellige dybder.
Generelt antages det, at forholdet mellem tromme dia og reb dia, D / d, er omkring 80, selvom dette kan variere med dybden og applikationen.
Udstyr # 4. Hoist Motor RMS Hestekraft:
Bestemmelse af den korrekte hestekræfter, der kræves til løfter i miner, er vigtigst for en elektroingeniør, da en god løftestang er en af de vigtigste opgaver for en elektroingeniør i miner. Det er for nylig fundet i miner i Indien, at på grund af forkert valg af korrekt motorstørrelse i en bestemt hejse, bliver motoren beskadiget, nogle gange inden for et par dage efter at løbe hejsen og således forårsage tab af produktion.
Dette sker på grund af ineffektiv konstruktion af hejsedrevet uden at overveje den nødvendige hestekraft / tidstilsætning efterfulgt af tilsvarende hvile.
I denne bog, selvom vi ikke arbejder i detaljer om design af hejsedrev, nogle praktiske punkter vedrørende hestekraft / tidssammenhæng, og viser, hvordan vi kan bestemme korrekt hestekraft for krævet lasteevne (TPH) på en bestemt dybde og ved en særlig hastighed, er angivet nedenfor som vist i figur 20.3. Vi giver også en vejledning til at bestemme de krævede rebdiametre for at imødekomme efterspørgslen efter en bestemt hejsebelastning.
Lad os derfor se, hvordan vi kan bestemme motorhestekraft til hejsning. Først skal vi overveje, hvilken type belastninger og deres forkortelser der skal bruges i tromlehøjdehestekvotationen,
TS = Total suspenderet belastning
= EEW + SL + 2SW + 2R
hvor EEW = ækvivalent effektiv vægt,
SL = overbelastning,
SW = Springvægt = 0.75 SL
R = Dybde x Rope vægt / meter.
SLB = Suspended Load på bunden af akslen
= (SL + R) - (V x ta x Rope vægt / m)
SLT = Suspended Load øverst på akslen
= (SL - R) + (V x tr x Rope vægt / m)
hvor ta = accelerationstid i sek,
tr = retardationstid i sek,
V = hastighed i m / s.
Fra oversprøjtningshastighedskurven for en bestemt dybde som vist i figur 20.1 skal vi først bestemme fuldhastighedshastigheden svarende til skibbelastningen.
Når vi kender hastigheden, og lad os antage a og r for at være lm / s 2,
vi kan finde Ta og Tr,
:. ta = tr - V / l = V.
Lad os nu overveje hestekraft versus tidscykluskurven for tromlehøjde som vist i figur 20.4 og til friktion eller tromlehøjde med hale reb som i figur 20.5.
I de ovenstående udtryk er også friktionsfrihed inkluderet. Disse varierer imidlertid betydeligt med akselforhold, hopper, reb osv. Ved hældning af aksler til friktionstab for rullende friktion tilsættes 2% af lodret komponent af overbelastning og for rebfriktion, 10% af lodret komponent af reb vægt i tilsat. Disse varierer igen med grad af hældning, men er på den sikre side grænse.
Lad os nu overveje Fig. 20.3, hvor
Derfor skal du beregne den rotte-kvadratiske hestekraft til DC-motoren
I tilfælde af ubalanceret hejsning er proceduren for at finde rms hk den samme bortset fra at for at finde rms hestekraft, skal (hp) 2 divideret med tid til hejsning og sænkning kombineres under radikalen.
Mines: Application # 5. Friktion Hoist RMS Hp:
Lad os studere ovenstående principper gennem et praktisk eksempel nedenfor.
Eksempel :
Bestem rms hk. krævet af koepe hejse til en kapacitet på 350 T / h på en dybde på 1650 ft eller 500 meter.
Opløsning:
I første omgang vælges en 12, 5 tons belastning for koepe hejsning fra spring-hastighedskurven for 1650 ft eller 500 m dybde, ved en hastighed 12 ft / s, fra figur 20.1.
Derfor fra formlen for rebdiameter til Koepe Friction Hoist,
Generelt ser vi ud fra vores erfaring, at Koepe hejser bruger fladderede hejse tov. Selvfølgelig anvendes også runde strengstænger.
Imidlertid er sikkerhedsfaktoren for fladtrådstang til Koepe 7, 5 og konstanterne
Dette forhold er naturligvis på den høje side, fordi det valgte rebformat var noget større end det, der blev fundet af formlen. Men dette forhold kan forbedres ved at lægge vægt på hopperne. Derfor ved at tilføje, siger 6000 lb til hvert spring, forholdet T1 / T2 = 76500/50000 = 1, 54. Næste skal vi kontrollere sikkerhedsfaktoren. Faktisk er brudstyrken på fire 1, 25 tommer dia reb, 4 x 71 = 284 ton.
hvilket er tilstrækkeligt.
Nu fra fig. 20.6, for rundstreng og fladstrenget koepe,
. . . En koepe hejse nødvendig til 350 t / h fra 1650 ft dybde vil have hjul med 100 tommer dia med fire 1, 25 "fladtrådstove, hejse 12, 5 tons belastning i et 16 tons skib med en hastighed på 12, 5 ft / s.
Nu for at finde motorhestekraften, fra Fig. 20.3 skal vi vælge effektive EEW, løftens inerti ved 25, 5001b.
For at bestemme de røde middelkvadrathestekræfter skal fuldhastighedstiden (tfs) være kendt.
Udstyr # 6. Ventilationsventilator :
Et andet vigtigste aspekt ved kulminedrift er problemet med tilstrækkelig ventilation i mineerne, hvor minearbejdere arbejder og også på vejene. Ventilation i min er så vigtig, at det er blevet opdaget, at hvor ventilationsventilatoren var ude af drift i mere end seks timer på en strækning, begyndte de mennesker, der arbejder under jorden, at blive bevidsteløse.
Dette sker generelt, hvor procentdelen af methanindholdet er for højt. Derfor er en regelmæssig vedligeholdelse af ventilationsventilatorer også meget vigtig. I tilfælde af mangler skal der være bestemmelser, så ventilatoren kan tages i brug inden for to timer, og samtidig skal der være et standbyarrangement, således at standby-fanen begynder at fungere, så snart hovedventilatoren fejler.
I almindelighed behandles tilførslen af tilstrækkelig luft under jorden ved hjælp af mindst en ventilationsventilator anbragt på overfladen af minen støder op til den opstødte aksel. Ventilationen af minen er tilvejebragt ved hjælp af en motordrevet ventilator beliggende på en vis betydelig afstand fra kultrækakslen.
Der kan være en anden aksel tilbageholdt til ventilationsformål og også til hovedvikling, hvor akslen kun anvendes til ventilation, og det er normalt beregnet til, at informationen automatisk overføres til et kontor ved kulfraktakslen. Faktisk omfatter disse oplysninger generelt indikation af strømsvigt, bærertemperaturer, vandmålere og blæserhastighed eller ventilationstryk.
Men hvor ventilatoren er reb eller remdrevet, er det også vigtigt at indikere brud i drevet, og i så fald skal blæsermotoren stoppes automatisk for at undgå brandfare. I betragtning af den ekstreme betydning af ventilationsventilatorer i minerne er det vigtigt at sikre, at drivmotoren og betjeningsgearene er pålidelige og vedligeholdes effektivt nok til at gøre dem i stand til at fungere kontinuerligt.
Regelmæssig afprøvning, undersøgelse og reparation af dette udstyr udføres altid på weekendferie og enhver ferie. Lad os nu se et eksempel på centrifugal fan drev.
Eksempel:
En 60 hk, 1475 omdr./min., TEFC SC motor er at køre centrifugalvifte med 52 hk ved 284 omdrejninger per minut, radius af gyration = 1, 72 ft, rotorens vægt = 172 lbs, gyrationsradius = 0, 3 ft.
Start er ved hjælp af en automatisk Star / Delta starter med en tidsforsinkelse for overgang med en maksimal indstilling på 7 sek. Vil dette relæ tillade en tilfredsstillende start?
Opløsning:
Følgende tabel giver beregningen. Se også figur 20.7
Samlet accelerationstid = 5, 51.
Derfor ser vi fra ovenstående tabel, at relæet muliggør en passende tidsforsinkelse. Så det vil gøre jobbet.
Udstyr # 7. Kritisk anvendelse af transformatorer i miner:
I miner er spændingen i almindelighed svinget mellem 370V og 400V i stedet for standard 500V til 550V på grund af kulskærere, transportører, vindere, skovle, boremaskine og deres variable belastninger ved forskellige frekvenser. På grund af den store variation i spænding varierer belastningsstrømmen også meget.
Som følge heraf udsættes transformatorerne (og motorerne også) i minedrift altid for høje højstrømstrømme (meget over nominelstrømmen) med hyppige intervaller. Fig. 20.8 viser kurver af spænding Vs. tid og nuværende Vs. Tid til en transformer, der giver forsyning til, siger to 60KW cutter motorer brugt til at skære 400 tons kul i 4 timer, og også give forsyning at sige en 45KW pumpe motor.
Fra denne kurve ser vi, at en 200KVA, 3, 3KV / 550V transformer, der anvendes under jorden til at køre to 60KW cutters og en 45KW pumpe, er meget ofte (seks gange om et minut) udsat for en nuværende top så høj som 900A, og spændingen falder til så lavt som 390 V. Den gennemsnitlige strøm kommer imidlertid til ca. 425A, hvor transformeren kun kan levere 365A ved 550V.
På grund af denne applikation bliver transformatoren og motoren overbelastet. Desuden øges tidscyklen til at skære også på grund af effekten af lav spænding. Men når arbejdsspændingen ikke falder til under 500V og gennemsnittet er 535V, viser strømmen af strømmen også betydeligt, og den gennemsnitlige strøm kommer til ca. en værdi på 312A.
Derfor kører transformatoren og motorerne godt inden for den nominelle kapacitet, og her er tidscyklussen for at skære kulet reduceret. Faktisk i tidligere tilfælde på grund af lav spænding, hvis det tager 5 timer at skære 400 tons kul i det andet tilfælde, hvor spændingen er mellem 500V og 535V, er det tid til at skære den samme mængde kul af de samme fræsere vil være omkring 4 timer.
Derfor kan vi fra ovenstående praktiske eksempel se, hvilken vigtig rolle den konstante forsyningsspænding spiller i udførelsen af et colliery. Derfor skal ingeniører i miner udforme distributionssystemet på en sådan måde, at spændingsfaldet kan opretholdes til det mindste og under alle omstændigheder ikke ud over det angivne tillæg.
Selvfølgelig er der steder, hvor det bliver umuligt at stoppe den svingende spænding.
I sådanne tilfælde er det altid tilrådeligt at anskaffe transformere, som tåler effekten på grund af store udsving. Inden køb af en transformer skal detaljerne vedrørende forsynings- og belastningsforholdene leveres til fabrikanten, så en korrekt type transformer kan installeres.
Faktisk bør vi aldrig skjule fakta fra fabrikanterne; ellers kan tabet engang blive for tungt til at genvinde ved at spare i pris ved at købe transformere med forkert specifikation og dårlig kvalitet. Derfor skal elektriske ingeniører i miner anvende og forsyningssystemet ud over standard indisk eller britisk specifikation, når man bestiller en flameproof transformer eller en transformator til minedriftstype.
