4. 1. Общие вопросы

Непрерывный, однонаправленный характер работы конвейеров определяет длительный режим работы их электроприводов, которые выполняются нереверсивными, за исключением редких случаев, когда требуется изменение направления движения, например для эскалаторов. Конвейеры транспортного назначения имеют одну неизменную скорость движения и не требуют регулируемого электропривода. Для некоторых конвейеров, обслуживающих технологические процессы (сборочные конвейеры, красильные и сушильные линии и т.п.), в которых при смене собираемого или обрабатываемого изделия требуется изменение скоростного режима, применяется регулируемый электропривод.

Несколько конвейеров могут объединяться общим производственным процессом в единую транспортную систему. В этом случае движения отдельных конвейеров должны быть строго согласованы между собой по скорости. К электроприводам таких конвейеров предъявляются требования синхронизации скоростей.

К электроприводам механизмов транспортных средств с непрерывным режимом работы предъявляются требования по обеспечению плавности пуска и торможения с надежным ограничением ускорения и рывка, а также максимального момента двигателя и его производной. Для канатных и ленточных конвейеров большой протяженности это требование обусловлено наличием больших масс поступательно движущихся элементов, приведенный момент инерции которых может в 10...20 раз превышать момент инерции двигателей, и значительной податливостью тянущих канатов и транспортерной ленты. Большие маховые массы установки увеличивают возможность пробуксовывания приводных барабанов и шкивов относительно лент и канатов при пуске. Резкое приложение момента при наличии упругих механических связей вызывает механические колебания при пуске, в результате чего в ленте или канате возникают дополнительные динамические усилия. Требование плавности пуска и замедления остается в силе и для установок с коротким тяговым элементом. В одних случаях ограничение ускорения и рывка до требуемых норм диктуется условиями транспортирования людей (эскалаторы, канатные дороги), в других — условием надежного сцепления транспортируемых изделий с лентой (ленточные конвейеры) или уменьшением раскачивания люлек и кабин (подвесные конвейеры).

Все перечисленные требования определяют выбор системы электропривода для данной группы механизмов. Наиболее распространенным типом электропривода механизмов непрерывной транспортировки является нерегулируемый привод переменного тока на основе асинхронных или синхронных двигателей. Для установок, где не возникает необходимость регулирования скорости движения и момента при пуске, применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Мощность привода с асинхронным короткозамкнутым ротором ограничивается обычно несколькими сотнями киловатт. Использование двигателей большей мощности приводит к заметному снижению коэффициента мощности питающей сети, а также к существенному падению напряжения в сети при пуске конвейера. Применение синхронного двигателя для более мощных установок позволяет существенно повысить энергетические показатели привода. Однако установки такой мощности (например, крупные ленточные и канатные конвейеры) обладают большой механической инерционностью и характеризуются тяжелым продолжительным пуском, достигающим 30...100 с. Такой пуск может вызвать недопустимые превышение температуры синхронного двигателя и снижение напряжения сети на относительно большом интервале времени разгона. Поэтому синхронные двигатели, несмотря на ряд их очевидных преимуществ, широкого распространения в качестве привода конвейерных установок не получили.

Проблема пуска мощных конвейеров ранее решалась применением асинхронных двигателей с фазным ротором, обеспечивающих ограничение пусковых токов и формирование требуемой пусковой характеристики привода. В установках мощностью 1000 кВт и более предпочтителен двух- или трехдвигательный привод.

Для однодвигательного привода конвейеров, скорость которых в процессе работы должна регулироваться, ранее использовались короткозамкнутые двигатели с механическими редукторами с переменным передаточным числом или многоскоростные двигатели. Вместо редуктора применялись также регулируемые электрические и гидравлические муфты.

Для плавного пуска использовались асинхронные двигатели с фазным ротором. Ограничение ускорения такого двигателя обеспечивается введением в цепь ротора необходимого количества пусковых ступеней резисторов, число которых может достигать 10...20. Для ограничения ускорения при использовании короткозамкнутых двигателей вводится добавочный резистор в цепь статора. Согласованное движение конвейеров поточной технологической системы достигается применением специальных схем включения двигателей. В частности, эта задача может быть решена с помощью электропривода, выполненного по системе электрического вала, или использованием параллельного подключения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и преобразователя частоты. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором простейших одиночных конвейеров управляются при помощи магнитных пускателей или автоматами с максимальной и тепловой защитой от перегрузки. Для управления асинхронными двигателями с фазным ротором мощных одиночных конвейеров используют пусковые станции с электрической аппаратурой для защиты и автоматического пуска двигателя.

Наиболее сложны схемы управления конвейерами поточно-транспортных систем. При совместно работающих конвейерах должна предусматриваться блокировка, обеспечивающая пуск и остановку двигателей без возникновения завала транспортируемого груза. Запускают двигатели конвейеров в последовательности, обратной направлению движения груза, а остановку линии начинают отключением двигателя конвейера, с которого груз поступает на следующие конвейеры. Полная остановка линии может произойти и при одновременном отключении двигателей. По команде на остановку прекращается поступление груза на головной конвейер и по истечении времени, необходимого для прохождения грузом всей трассы линии, все двигатели автоматически отключаются. При остановке какого-либо конвейера двигатели всех конвейеров, подающих груз на остановившийся конвейер, должна остановиться, а следующие за ним конвейеры, могут продолжат работать.

Для примера приведем поточно-транспортную систему (ПТС) процесса смесеобразования в металлургическом производстве (рис. 55). В Птс конвейеры могут образовывать несколько параллельных ветвей (конвейеры 2 и 3, 6 и 7, 9 и 10) или последовательных (5, 4 и 1) цепей. При этом движение тянущих органов должно быть строго согласованным, в противном случае может возникнуть нарушение технологического процесса. Чтобы избежать этого при пуске ПТС или ее остановке включение двигателей конвейера должно производится в определенной последовательности.

Рис. 55. Поточно-транспортная система (ПТС)

Так в схеме представленной на рис. 55, первым должен включаться двигатель М1, а затем М4, М8, М2, М3, М5, М9, М10, М6, М7. Остановка ПТС без образования завала и сохранения постоянного содержания компонентов технологического процесса обеспечивается, если двигатели будут отключаться в последовательности М3, М5, М2, М4, М9, М10, М8, М6, М7 и М1.