Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thông máy nâng ở giếng chỉnh mỏ than Mông Dương
Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 1 Trờng đại học mỏ - địa chất Bộ môn kỹ thuật điện - điện tử đề tài tốt nghiệp Họ và tên: Đặng Thế Dũng Hệ đào tạo: Chính qui Nghành: điện - điện tử Khoá: 48 Ngày nhận đề tài: Ngày hoàn thành: 20/5/2008 Tên đề tài Tìm hiểu hệ thống máy nâng ở giếng chính mỏ than Mông dơng Ngời hớng dẫn: TS. Nguyễn Công Hoà Chủ nhiệm Bộ môn: TS. Đào Đắc Tuyên. Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 2 ChơngI Giới thiệu chung về mỏ than mông dơng 1.1. Điều kiện kinh tế xã hội 1.1.1. Vị trí địa lý Mỏ Mông Dơng thuộc địa phận thị xã Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh, cách trung tâm thị xã khoảng 10km về hớng Bắc. Phía Bắc, Đông Bắc giáp với sông Mông Dơng và biển.Phía Nam giáp với mỏ than Bắc Quảng Lợi và Bắc Cọc Sáu. Phía Tây giáp với mỏ Khe Chàm. 1.1.2 Ranh giới mỏ. Công ty than Mông Dơng đợc Tổng Công ty Than Việt Nam (TVN) giao quản lý, bảo vệ thăm dò và khai thác 2 khu: Mỏ Mông Dơng hiện tại và khu Đông Bắc Mông Dơng từ Công ty than Quang Hanh chuyển sang năm 2004. 1.1.3. Địa hình - sông suối - Khí hậu. Mỏ than Mông Dơng nằm trong vùng núi thấp đến trung bình, cao nhất là đỉnh +165m (Khu trung tâm); thấp nhất là lòng sông Mông Dơng chịu ảnh hởng trực tiếp của chế độ thuỷ triều. Mực nớc thuỷ triều dao động từ 3.50 4.20m. Đây là yếu tố rất thuận tiện cho giao thông đờng thuỷ và xây dựng các cảng than nội địa. Trong khu mỏ có hai suối lớn bắt nguồn từ Cọc Sáu, Quảng Lợi chảy qua và tập trung nớc vào sông Mông Dơng. Hai suối này thờng có nớc quanh năm, lu lợng nớc thay đổi từ: 10 đến 20 l/s (mùa khô) đến trên 150 l/s (mùa ma). Cha có số liệu thống kê lu lợng khi đang có ma lớn và lũ. Sông Mông Dơng: Bắt nguồn từ Khe Chàm chảy ra biển, lòng sông rộng 40 ữ 50m. Mức nớc sông lên cao nhất +6.7m (năm 1979, 1986 đã gây ngập lụt mỏ), thấp nhất là +0.4m (vào mùa khô). Khí hậu khu vực chia làm hai mùa rõ rệt. Mùa khô: từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau, nhiệt độ trung bình 10 ữ17 0 C. Mùa ma: từ tháng 5 đến tháng 9 nhiệt độ trung bình 27 ữ 30 0 C, lợng ma trung bình 144mm/ngày, lớn nhất 260.7mm/ngày. Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 3 1.1.4. Kinh tế - giao thông. Kinh tế trong khu vực chủ yếu là các xí nghiệp khai thác than, hiện nay công ty than Mông Dơng đã đợc đầu t xây dựng, có dây truyền công nghệ khá hoàn chỉnh. SCN mỏ nằm sát với quốc lộ 18A và tuyến đờng sắt Cửa Ông - Mông Dơng. 1.2. Giới thiệu về trục tải giếng đứng 2-3.5 x 1,7 1.2.1. Công dụng của trục tải giếng đứng 2-3.5 x 1,7 Trục tải giếng đứng 2-3.5 x 1,7 dùng để vận chuyển than, vật liệu, đất đá từ mặt bằng mỏ xuống hầm lò và từ hầm lò lên mặt bằng. 1.2.2. Hệ thống điện của máy nâng bao gồm + hệ thống điện áp cao + hệ thống điện hạ áp + hệ thống bảo vệ + hệ thống điều khiển 1- Hệ thống điện áp cao: Cung cấp điện cao áp 6KV. ợc cung cấp từ trạm 6KV trung tâm tới phân xởng qua đờng cáp ngầm vào tủ đầu vào số 1 hoặc số, khi tủ số một đợc đóng điện 6KVchờ sẵn ở thanh cái, tủ số 3 là máy ngắt dầu KPI2, khi đó tủ máy ngắt dầu 3 có điện 6KV đợc chờ sẵn ở tủ đảo chiều. Khi vận hành máy nâng nhả tay phanh, đa tay số về vị trí tiến hoặc lùi điện áp 6KV qua tiếp điểm mạch lực của tủ đảo chiều. 2- Hệ thống điện hạ áp : Gồm tủ điện dẫn động phụ, tủ dẫn động chính, tủ phanh động lực, bảng điện công tắc tơ đi số, động cơ khí nén, động cơ bơm dầu. 1.2.2. Đặc tính kỹ thuật của trục tải giếng đứng 2-3.5 x 1,7 1- Công suất động cơ: 400KW. + Mã hiệu: AKH-16-44-2T. + Số chế tạo: 650490. + Điện áp định mức stato: 6KV. + Dòng điện định mức stato: 66A. + Điện áp định mức roto: 760V. Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 4 + Dòng điện định mức roto: 315A. + Năm chế tạo: 1965. 2- Vận tốc quay: 240v/phút. 3- Vận tốc: 4,2 mét/giây. 4- Chiều dài làm việc của cáp: 183m. 5- Chiều cao nâng: 157m. 6- Chiều cao tháp giếng: 27,4m. 7- Trọng tải nâng: 10 tấn. 8- Tang cáp: + Đờng kính tang: 3400mm. + Chiều dài tang: 1700mm. + Số lợng tang: 02 (tang kép). + Loại tang: xẻ rãnh, quấn 1ớp. + Số kẹp cáp trên tang: 03 bộ. + Số vòng cáp ma sát: 05 vòng. + Đờng kính cáp tải: 42-- 43 mm. 9- Mã hiệu cáp nâng tải: 4,2--B-H-(1.700) OCT- 7668-80. 10- Hộp giảm tốc: + Kiểu: 02-16-10,5. + Tỉ số truyền: 10,5. + Trọng lợng: 23.575 Kg. +Mômen quay lớn nhất trên cấp chậm: 58.400 KG.M. + Kích thớc chính ( DxRxC): (4250x2380x3256) mm. 11- Khớp nối răng từ động cơ sang hộp giảm tốc: + Kí hiệu: M3H-11. + Số răng: 84. + Mô đuyn 8. + Mômen xoắn cực đại: 7.100 Kgm. 12- Khớp nối răng từ hộp giảm tốc sang trục tang cáp. + Kí hiệu: M3H-17. Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 5 + Số răng: 64. + Mô đuyn 12. + Mômen xoắn cực đại: 56.000 Kgm. 13- Tủ điện dẫn động phụ: + Mã hiệu: 5922-4477T3. + Số chế tạo: 31. + Điện áp định mức: 380 V. + Dòng điện định mức: 250 A. + Năm chế tạo: 2004. + Trọng lợng: 250 Kg. 14- Tủ điện dẫn động chính: + Mã hiệu: T3. + Số chế tạo: 32 +Điện áp định mức: 220 V. + Dòng điện định mức: 10 A. + Năm chế tạo: 2004. + Trọng lợng: 250 Kg. 15- Tủ điện phanh động lực: + Mã hiệu: 6201-4044T3. + Số chế tạo: 27. + Điện áp định mức: 380 V. + Dòng điện định mức: 80 A. +Năm chế tạo: 2004. + Trọng lợng: 220 Kg. 16-Bảng điện công tắc tơ gia tốc: + Mã hiệu: 6701-4672T3. + Số chế tạo: 29. + Điện áp định mức: 380 V. + Dòng điện định mức: 250 A. + Năm chế tạo: 2004. + Trọng lợng: 225 Kg. Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 6 17- Tủ điện A3K: + Mã hiệu: A-1YX4. + Số chế tạo: 135 + Điện áp định mức: 380 V. + Năm chế tạo: 2004 + Trọng lợng: 670 Kg. 18- Tủ đảo chiều: + Mã hiệu: 6701-4672T3. + Số chế tạo: 101. + Điện áp định mức: 6.000 V. + Dòng điện định mức: 1 KA. + Năm chế tạo: 2004. + Trọng lợng: 580 Kg. 19- Điện trở mạch roto: + Mã hiệu: C-4Y3. + Điện áp định mức: 660 V. + Dòng điện định mức: 38 A. + Điện trở trong: 2,95 . + Trọng lợng: 20 Kg/ 1 cụm (5 điện trở). 20- Hệ thống khí nén: * Máy nén khí: m= 1.180 Kg. + Mã hiệu: 3-B-5MTO. + Số chế tạo: 73. + Công suất định mức: 5, 0 m 3 /phút. + Dung tích bình chứa khí: 70 lít + Động cơ điện mã hiệu: BP-200-M4-PY 2,5. + Số chế tạo: 36653. + Công suất định mức: 37 KW + Điện áp định mức: 380/660 V. + Tốc độ định mức: 1460 vòng/phút. + Dòng điện định mức: 72/41 A. Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 7 + Năm chế tạo: 2003. + Trọng lợng: 444Kg. *Bình chứa khí: + Mã hiệu: B-1,6. + Số chế tạo: 650503. + áp lực lớn nhất: 6,5 KG/cm 2 + Dung tích: 1,6 m 3 . + Nhiệt độ: 80 0 C. 21- Hệ thống bôi trơn: + Mã hiệu: 11-24 AT. + Số chế tạo: + Công suất định mức: 50 lít/phút. + Tốc độ quay: 1450 vòng/phút. + Động cơ điện mã hiệu: A 42- 4T. + Công suất định mức: 2,8 KW + Điện áp định mức: 380V. + Tốc độ định mức: 1420 vòng/phút. + Dòng điện định mức: 6,5 A. + Năm chế tạo: 1965. 22- Hệ thống điều khiển: + Số cấp điện trở mạch roto: 8 cấp. + Mã hiệu điện trở khởi động: C-4Y3; R=2.95; I=38 A. + Rơle tăng tốc: PB- 817T & PB- 884T. + Tủ đảo chiều mã hiệu: 6701-4672T3. 23- Hệ thống tín hiệu + Chuông điện từ kiểu: Y-1-T-CTY-79-17. + Điện áp định mức: 127 V. 24- Puly tháp giếng: + Kiểu: K-4. + Đờng kính: 3950mm. + Chiều sâu rãnh: 90mm. Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 8 + Năm chế tạo: 1964. 25- Thùng nâng: + Kiểu: Thùng kíp mở đắng. + Dung tích: 6,0 m 3 . + Năm chế tạo: 8/2003. 26- Cơ cấu treo: Ròng rọc lệch tâm. 27- Hệ thống bảo vệ: + Rơle quá tốc loại cơ khí: PMH-7011. +Cơ cấu hạn chế tốc độ: POC-5914. + Khoá ngắt mòn má phanh: BK-311A. + Khoá ngăt chùng cáp kiểu: BOK. + Khoá ngắt quá hành trình kiểu: BK-51. + Khoá bảo vệ hành trình piston phanh an toàn kiểu: KY-501. + Rơle bảo vệ áp lực dầu: C57-51. + Rơle bảo vệ áp lực khí nén: AK-11. + Rơle bảo vệ nhiệt: TP-200. Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 9 chơngii hệ thống truyền động điện của trục tải giếng chính mỏ than mông dơng 2.1. Giới thiệu các phơng pháp điều khiển tốc độ ĐCKĐB. 2.1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ĐCKĐB. a. Cấu tạo. Máy điên không đồng bộ gồm hai bộ phận chính là Stato và Roto. Ngoài ra, nó còn có vỏ máy, trục máy. Cấu tạo phần tĩnh (Stato). Stato gồm có các bộ phận chính là: Vỏ máy lõi thép và dây quấn. + Vỏ máy: Thờng làm bằng gang. Đối với máy công suất lớn (1000 KW), thờng dùng thép tấm hàn lại thành vỏ. Vỏ máy có tác dụng cố định và không dùng để dẫn từ. + Lõi sắt: Đợc làm bằng lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm đến 0,5 mm ghép lại. Lõi sắt là phần tử dẫn từ. Vì từ trờng đi qua lõi sắt là từ trờng xoay chiều, nhằm giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, mỗi lá thép kỹ thuât điện đều có phủ sơn cách điện. Mặt trong của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn. + Dây quấn: Dây quấn đợc đặt vào trong các rãnh của lõi sắt và cách điện tốt với lõi sắt. Dây quấn Stato gồm có 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120 0 điện. Cấu tạo phần quay (Roto). + Trục: Làm bằng thép dùng để đỡ lõi sắt Roto. + Lõi sắt: Gồm có các lá thép kỹ thuật điện giống nh ở Stato. Lõi sắt đợc ép trực tiếp lên trục. Bên ngoài có xẻ rãnh để quấn dây. + Dây quấn Roto: Gồm hai loại : loại Roto dây quấn và kiểu Roto lồng sóc. Loại Roto dây quấn: Dây quấn Roto giống dây quấn ở Stato và có số cực bằng số cực Stato. Các động cơ công suất trung trở lên thơng dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp để giảm đợc đầu nối dây và kết cấu dây quấn Roto chặt chẽ Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn SV: Đặng Thế Dũng Lớp: Điện - Điện tử - K48 10 hơn. Các động cơ công suất nhỏ thờng dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha của Roto thờng đấu hình sao. Ba pha kia nối vào vòng trợt bằng đồng đặt cố định ở đầu trục động cơ. Thông qua chổi than và vòng trợt, đa điện trở phụ vào mạch Roto nhằm cải thiện tính năng mở máy và đều chỉnh tốc độ. Loại Roto kiểu lồng sóc: Loại dây quấn này khác với dây quấn Stato. Mỗi rảnh của lõi sắt đợc đặt một thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhôm và đợc nối tắt ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch bằng đồng hoặc bằng nhôm, làm thành một cái lồng, ngời ta gọi là lồng sóc. Dây quấn Roto kiểu lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt. Khe hở: Khe hở trong động cơ không đồng bộ rất nhỏ (0,2 mm ữ 1 mm). Do Roto là một khối tròn nên Roto rất đều. b. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ. Khi nối dây quấn Stato vào lới điện xoay chiều ba pha, sẽ tạo nên từ trờng quay. P đôi cực quay với tốc độ n 1 quay. Từ trờng này quét các thanh dẫn Roto, làm cảm ứng trên dây quấn Roto một sức điện động E 2 sẽ sinh ra dòng điện I 2 chạy trong dây quấn. Lực tác động tơng hỗ gia từ tròng quay và các thanh dẫn Roto mang dòng điện tạo nên mômen quay làm rôto quay vơi tốc độ n Chiều dòng điện đợc xác định theo quy tắc bàn tay phải. Chiều của lực tác động tơng hỗ đợc xác định theo quy tắc bàn tay trái. Kết quả là chiều quay của Roto động cơ trùng với chiều quay của từ trờng quay n 1 . Tốc độ n Roto luôn phải nhỏ hơn tốc độ từ trờng quay n 1 vì nếu cùng bằng nhau thì không có sự chuyển động tơng đối gia thanh dẫn và từ trờng quay và do đó không có dòng điện Roto đợc. Độ chênh lệch gia tốc độ từ trừơng quay và tốc độ Roto gọi là tốc độ trợt n 2 . Vậy: nnn = 12 Hệ số trợt của tốc độ là: [...]... Thay đổi điện trở mạch Roto: Đối với động cơ rôto dây quấn để hạn chế dòng khởi động và tăng mômen khởi động ngời ta đa thêm điện trở phụ vào mạch rôto trong quá trình khởi động, sau đó loại dần từng cấp điện trở phụ khởi động Sơ đồ nguyên lý và họ đờng đặc tính cơ cho ở hình 2-14 S=0 0 O' R2 B A 6 7 4 5 3G Rf3 2G 2 3 Rf2 1G Rf1 S=1 Mc 1 M1 M2 M Hình 2-14 Nếu thiết kế đúng quá trình khởi động diễn ra... khi đấu sao và tam giác f ảnh hởng của điện trở trong mach rôto Đối với ĐCKĐB rôto dây quấn, ngời ta thờng đấu thêm điện trở phụ vào mạch rôto để hạn chế dòng khởi động và để điều chỉnh tốc độ quay của nó Sơ đồ nguyên lý nh hình 2-13a Khi đa điện trở phụ vào mạch rôto ta sẽ đợc đờng đặc tính nhân tạo còn gọi là đặc tính biến trở Hệ số trợt tới hạn của đặc tính biến trở: S thnt = SV: Đặng Thế Dũng '... Khi bắt đầu khởi động, các tiếp điểm 1G, 2G, 3G đang mở, động cơ khởi động với toàn bộ điện trở phụ trong mạch rôto: R1=Rf1+Rf2+R2 Động cơ bắt đầu SV: Đặng Thế Dũng 27 Lớp: Điện - Điện tử - K48 Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn khởi động ở điểm 1 Tốc độ động cơ tăng đến điểm 2 ngời ta cắt điện trở đầu tiên ra Điện trở còn lại là R1=Rf2+Rf3+R2 Quá trình tơng tự, đến điểm 4 cấp điện trở tiếp theo... thời tiếp điểm thờng đóng 709-737 đóng lại và 709-707 mở ra cấp điện 6KV vào stato của động cơ và đa nguồn một chiều vào 2 pha của động cơ tạo ra mômen quay ngợc, hãm ngợc chiều động cơ SV: Đặng Thế Dũng 34 Lớp: Điện - Điện tử - K48 Đồ án tốt nghiệp http://www.ebook.edu.vn Chơng iii: ứng dụng plc vào hệ thống điều khiển máy nâng ở giếng chính mỏ than mông dơng 3.1 Tổng quát về PLC 3.1.1 Giới thiệu nguyên... số 1 Cấu tạo Để có thể điều khiển máy nâng hoạt đông hết công suất, ngời ta dựa vào Tủ đảo chiều 6KV Tủ động cơ nâng 6KV Tủ điện dẫn động chính gồm các rơle Tủ gia tốc gồn có 8 công tắc tơ đi số ứng với 8 cấp điện trở Động cơ nâng của trạm máy là loại động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto dây quấn có công suất P=400KW, có giàn điện trở 8 cấp để loại dần các cấp điện trở mắc vào mạch rôto Tủ đảo chiều... tăng điện trở, điện cảm của mạch stato do đó sẽ làm cho hệ số trợt tới hạn giảm, mômen giảm Họ đờng đặc tính cơ cho ở hình 2-5 S S Mc Udm>U1>U2 0 Sth tn Sth I2 S'th U3 U2 U1 U2 U1 Udm Udm Udm>U1>U2 0 0 I2 a) I2 b) Hinh2-4 Hình 2-5 b ảnh hởng của điện trở mạch stato Khi nối thêm điện trở R1f vào mạch stato sẽ là cho hệ số trợt tới hạn giảm, mômen tới hạn giảm, sơ đồ đấu và họ đặc tính cho ở hình 2-6... và vận hành - Thiết bị nhỏ ngọn, sơ đồ hệ thống đơn giản, dễ bảo quản, sửa chữa - Dung lợng bộ nhớ lớn để có thể chứa đợc chơng trình phức tạp - Hoàn toàn tin cậy trong môi trờng công nghiệp - Giao tiếp đợc với các thiết bị thông minh khác nh: máy tính, mạng máy tính, các khối mở rộng, mạng PLC - Tính kinh tế cao PLC đợc tích hợp các chức năng tính toán nh trên PC Sự phát triển công nghệ vi xử lý đảm... tạo và nguyên lý làm việc của mạch bảo vệ T 1 Cấu tạo Để vận hành an toàn và có thể ngăn ngừa đợc các sự cố máy nâng. Trạm máy nâng đã đợc trang bị các thiết bị an toàn và các mạch bảo vệ sau: Các mạch bảo vệ quá nâng, quá hạ, quá dòng, quá áp, quá tốc, trùng cáp, màn má phanh, bảo vệ liên động, hệ thống khí nén ngời ta đa vào mạch T các tiếp điểm của rơle và các khoá ngắt bảo vệ nh: T: Cuộn dây của phanh... http://www.ebook.edu.vn Từ đó thấy hệ số trợt tới hạn phụ thuộc vào điện trở phụ của mạch rôto, điện trở phụ càng lớn hệ số trợt giới hạn càng lớn Còn mômem tới hạn xác định bởi biểu thức [2 10] Từ biểu thức đó cho thấy mômen tới hạn không phụ thuộc vào điện trở mạch rôto, nó luôn là hằng số khi tiến hành thay đổi Rf Ta xét hai đờng đặc tính cơ là đặc tính tự nhiên và đặc tính biến trở bất kỳ nào đó Phơng trình... châm phanh an toàn MT) ( lúc này PTP đã đóng ở mạch T) về 102 (-) Khi cuộn công tắc tơ có H điện, mở tiếp điểm thờng đóng H dòng điện đi qua R duy trì và tiếp điểm thờng mở H duy trì, có điện vào động cơ, biến dòng 1TT, 2TT làm việc Rơle P Có điện, đóng tiếp điểm thờng mở P( 257-274) để duy trì rơle PB2, và lúc này tiếp điểm thờng đóng H đã mở, đồng thời mở tiếp tiếp điểm thờng đóng H (713-711) và tiếp
