Вентиляторная установка главного проветривания в общем случае включает в себя: два вентиляторных агрегата с электроприводом и аппаратурой автоматического управления, систему вентиляционных каналов, соединяющих вентиляторы с атмосферой и шахтным стволом, вспомогательное оборудование для переключения и реверсирования воздушного потока, которое должно обеспечивать прямую и реверсивную работу каждого из двух вентиляторов.
Для современных рудничных вентиляторных установок главного проветривания характерны длительная работа с постоянной нагрузкой, малая периодичность изменения рабочего режима с использованием способов регулирования, в большинстве своем не требующих изменения частоты вращения, а также большие мощности на валу и существенные моменты инерции роторов вентиляторных агрегатов.
Вентиляторы должны быть регулируемыми, чтобы обеспечивать необходимый расход воздуха при изменяющемся сопротивлении вентиляционной сети.
Регулирование режима работы вентиляторных установок обусловлено, главным образом, сезонными и суточными изменениями температуры, влажностью и плотностью воздуха, его запыленностью и загазованностью, которая преимущественно зависит от характера производств вентилируемого помещения. Для горного производства наиболее характерно именно запыленность и загазованность выработок.
Внедрение частотного регулирования электроприводов (ЧРП) позволяет:
- повысить надежность работы оборудования и систем;
- улучшить качество производимой продукции и предоставляемых услуг;
- автоматизировать производство;
- экономить ресурсы и энергию.
Рис. 1. Схема замещения асинхронного двигателя при частотном регулировании
Используя Т-образную схему замещения (рис. 1) можно произвести анализ характеристик АД при частотном управлении.
На рис. 2 и 3 представлены электромеханические и механические характеристики частотно-регулируемого электропривода вентилятора с двигателем.
Рис. 2. Электромеханическая характеристика при основном законе частотного регулирования
Рис. 3. Механические характеристики при основном законе частотного регулирования
Частотно-регулируемый асинхронный электропривод имеет рабочую ветвь механических характеристик в зоне расположения рабочих точек (пересечение механических характеристик электропривода и вентилятора), обладающей практически линейным характером. Жесткость механических характеристик электропривода при изменении угловой скорости практически не меняется. Поэтому, для исследования энергетических свойств вентиляторного агрегата в статическом режиме, математическое описание частотно-регулируемого электропривода можно линеаризовать. Следовательно, асинхронный электродвигатель в системе частотного управления можно представить в упрощенном виде, как апериодическое звено второго порядка.
Что касается экономии потребления электричества, она здесь еще более значительна, так как в целях прямого пуска больших вентиляторов зачастую используются более мощные двигательные агрегаты. Усовершенствование технологических установок приводит к повышению рентабельности производства. Экономичность достигается и за счёт уменьшения потерь холостого хода.
Стоит отметить, что в отдельных случаях применение современного управления производством с помощью частотных преобразователей приводит к снижению не только энергоресурсов, но и потерь транспортируемых веществ. В промышленно-развитых странах уже практически невозможно найти асинхронный электродвигатель без преобразователя частоты.
Список литературы:
1. Гришко А.П. Стационарные машины, Том 2, Рудничные водоотливные, вентиляторные и пневматические установки: Учебник для вузов. – М.: Издательство «Горная книга», 2007.
2. Каледина Н.О. Вентиляция производственных объектов / учебное пособие. – 4-е изд., стер. – М.: Издательство МГГУ, 2008.
3. Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. Пособие для сред. проф. образования / 2-е изд., 2004.
4. Онищенко Г.Б. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений / 2008.
5. Семенов А.С., Кугушева Н.Н., Хубиева В.М. Моделирование режимов работы электроприводов горного оборудования / монография, 2013.
6. Фащиленко В.Н. Регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок горных предприятий / учебное пособие. – М.: Издательство «Горная книга», 2011.