Карьерная техника

Научно-производственное Закрытое Акционерное Общество «Электромаш» (г. Тирасполь, Молдова) является одним  из крупных производителей электрооборудования  для предприятий топливно-энергетического комплекса, добывающих, перерабатывающих отраслей промышленности и энергетики.  
Электрооборудованием производства НП ЗАО «Электромаш» оснащены трансконтинентальные нефтегазопроводы, основные предприятия нефтяной и газовой промышленности, все шахты угледобывающих бассейнов стран СНГ, тепловые и атомные электростанции.  
Специализация предприятия на выпуске взрывозащищенных электродвигателей и многолетний опыт их производства позволили детально отработать конструкцию и технологию изготовления узлов, выполняющих функции взрывозащиты, и обеспечить безопасную эксплуатацию электродвигателей в течение всего технического срока службы.  
В последние годы во всем мире интенсивно развивается более прогрессивное направление работ по созданию регулируемых электроприводов на основе вентильных (с постоянными магнитами) и индукторных электродвигателей. Это та техника, которую сегодня принято называть продуктом высоких технологий.  
Внедрение регулируемых электроприводов подтверждает его высокую энергосберегающую и ресурсосберегающую эффективность.  
 
ДВИГАТЕЛЬ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫЙ ( ДВИ )  
Предназначен для работы в составе вентильно-индукторного привода с системой управления частотой вращения для проведения испытаний (или в качестве привода) систем гидроагрегатов, отдельных насосов и узлов мощностью от 5 до 500 кВт путем изменения частоты вращения двигателя в пределах от 300 до 3000об/мин.  
Область применения: для привода различных механизмов, требующих плавного регулирования частоты вращения с высокими моментными характеристиками,  
-автоматизированные регулируемые электроприводы в станкостроении;  
-тяговые электродвигатели транспортных средств (электротранспорт, краны, экскаваторы);  
-высокооборотные электроприводы насосов и компрессоров для нефтяной и газовой промышленности.  
Режим работы: продолжительный S1  
Вид климатического исполнения: У3  
Конструктивное исполнение по способу монтажа: IM1002  
Степень защиты: IP54  
Способ охлаждения: ICA 0141  
Направление вращения: реверсивное  
Мощность: 500 кВт  
Напряжение: 380В  
Частота вращения: 3000об/мин  
Масса: 2400кг  
Двигатель может быть изготовлен во взрывоопасном исполнении.  
Изоляция обмоток соответствует классу нагревостойкости «F» термореактивная, влагостойкая. Двигатель имеет встроенные датчики термоконтроля для измерения температуры обмотки якоря, возбуждения и подшипников.  
Система электропривода обеспечивает:  
- продолжительный режим работы с заданной частотой с номинальным моментом;  
- плавное регулирование частоты вращения в заданном диапазоне при моменте сопротивления на валу двигателя, не превышающем номинальный момент.  
В состав электропривода входит блок автоматического управления «Универсал-500 (ВИ)» компонуемый из трех модулей «Универсал-160 (В)» и оснащенный специальным программным обеспечением и датчиками для управления двигателем.  
 
ДВИГАТЕЛЬ-ГЕНЕРАТОР ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫЙ ( ДГВИ )  
Предназначен для работы в составе энергосберегающего оборудования (электромеханических накопителей энергии ЭМНЭ) на подстанциях метрополитена, других электротранспортных средств и стационарных энергоустановок, обеспечивает стабильность напряжения при разгоне и рекуперацию электроэнергии при торможении электропоезда и выравнивания напряжения в тяговой сети за счет преобразования накопленной кинетической энергии маховика в электрическую. Снимаются пиковые перенагрузки по напряжению и току на электрооборудовании подстанции и, тем самым создаются условия для увеличения срока службы электрооборудования и межремонтных сроков.  
Режим работы: перемежающийся S8 с чередованием длительного и генераторного режимов с периодом цикла 1,5-3мин (от 20 до 40 пусков в час)  
Вид климатического исполнения: УХЛ3  
Конструктивное исполнение по способу монтажа: IM 3011  
Степень защиты: IP54  
Способ охлаждения: IC 0141  
Направление вращения: реверсивное  
Диапазон оптимальных частот вращения: от 2000 до 3300 об/мин  
При этом поддерживаемое напряжение должно быть 825В, допускаемое отклонение ± 10%  
Мощность ( двигатель/генератор): 500/200 кВт  
Напряжение: 380В  
Частота вращения: 2500об/мин  
Ток фазный (двигатель/генератор): 180/60  
Масса: 2400 кг  
Двигатель-генератор имеет встроенные датчики термоконтроля для измерения температуры обмоток якоря, возбуждения и подшипников.  
Области применения электромеханических накопителей энергии:  
- городские троллейбусы, трамваи, пригородные поезда (рекуперация энергии торможения при спуске и выравнивание напряжения в тяговой сети);  
- электроподстанции городов и заводов (для покрытия пиков потребления энергии и выравнивание напряжения в сети);  
- грузоподъемное оборудование (рекуперация энергии спускаемого груза с последующей ее отдачей при подъеме);  
- большегрузные самосвалы «БЕЛАЗ» (рекуперация энергии торможения и энергии на спуске с последующей передачей ее при трогании и движении на подъем, что исключает перегрузки в цепях дизель-генератора, а также повышение его ресурса, снижение выхлопа вредных веществ в атмосферу, сокращение расхода топлива).  
Вентильные приводы по отношению к существующим типам электрических машин имеют основные преимущества:  
- отсутствие скользящих электрических контактов, существенно повышает ресурс и надежность по сравнению с электродвигателями постоянного тока или асинхронными с явно выраженной обмоткой на роторе;  
- высокие показатели КПД и СОSφ (КПД > 90%, COSφ > 0,95; у синхронных электродвигателей – КПД ≤ 86%, СОSφ ≤ 0,86%);  
- незначительное изменение КПД и СОS при изменении нагрузки двигателя по мощности и при колебаниях напряжения питающей сети;  
- возможности регулирования частоты вращения по различным законам;  
- возможность точного измерения нагрузки на привод и оптимизирования режимов работы;  
- низкий перегрев электродвигателя, что особенно важно при работе в нестационарных режимах с возможными перегрузками;  
- более высокий срок службы в связи с ростом ресурса изоляционных материалов, работающих при более низкой температуре;  
- увеличение ресурса электродвигателя и всего агрегата, так как появляется возможность оптимизировать по скорости и нагрузке его режимы работы;  
- обеспечение взрывобезопасности (при необходимости);  
- возможность эффективно работать с различными переменными нагрузками (напр. экскаваторы).  
НП ЗАО «Электромаш» имеет опыт разработки и изготовления вентильно-индукторных машин.  
Номенклатура индукторных машин непрерывно совершенствуется. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РАЗДЕЛ 6

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ  ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Устройства  для облегчения пуска, воздействуя  на отдельные системы двигателя, температурное состояние его  деталей и эксплуатационных материалов, снижают моменты сопротивления вращению коленчатого вала, улучшают условия образования и воспламенения топливо-воздушных смесей. Эффективность различных способов и устройств для облегчения пуска зависит от типа двигателя, его конструктивных особенностей и условии эксплуатации.

6.1. Свечи накаливания  и подогрева воздуха

Пуск дизелей  с разделенными камерами сгорания улучшается при установке в предкамеры или  вихревые камеры свечей накаливания  открытого или закрытого типа, раскаленные нагревательные элементы которых являются источниками воспламенения топлива

6.1.1. Свечи накаливании

Свеча накаливания с открытым нагревательным элементом (рис. 6.1, а) устанавливается  в камере сгорания двигателя таким  образом, чтобы раскаленная спираль 3 находилась на некотором расстоянии, от границы струи распыливаемого топлива. Если струя топлива задевает спираль, процесс воспламенения улучшается, но сокращается срок службы свечи. Спираль накаливания 3 (рис. 6.1, б) штифтовой свечи находится в закрытом кожухе 5, заполненном изоляционном материалом с высокой теплопроводностью. Кожух свечи изготавливают из железо-никель-хромового сплава “инконель”. Штифтовую свечу в камеру сгорания устанавливают так, чтобы конус струи распиливаемого топлива касался раскаленного конца ее кожуха.

Чаще  используют однополюсные штифтовые свечи, потребляющие токи силой 5 и 10 А при напряжениях соответственно 24 и 12 В. Двухполюсные свечи для двухпроводные схем потребляют токи силой до 50 А при напряжении 1,7 В. Время прогрева штифтовой свечи составляет 1 - 2 мин. Вследствие большой тепловой инерции таких свечей нет необходимости устанавливать в их цепь питания дополнительный резистор. Преимущество штифтовых свечей по сравнению со свечами открытого типа является большая механическая прочность и больший срок службы вследствие отсутствия окисления спирали кислородом воздуха. Штифтовые свечи могут быть установлены в дизелях с однополостными камерами сгорания.

Эффективность применения свечей накаливания при  пуске дизелей зависит от рабочей  температуры открытой спирали или кожуха штифтовой свечи, которая определяется силой проходящего по спирали тока. Пуск дизелей при использовании свечей накаливания обеспечивается до температур -10...-15°С при частоте вращения коленчатого вала 60 - 80 мин^-1.  

6.1.2. Свечи подогрева  воздуха во впускном трубопроводе

На дизелях с неразделенные  камерами сгорания применяют электрические  свечи и электрофакельные подогреватели  для нагрева воздуха, поступающего в цилиндры двигателя при такте  впуска. Целью подогрева воздуха  является повышение температуры в конце такта сжатиями, тем самым, улучшение условий образования, воспламенения и сгорания топливо-воздушной смеси.

Свеча СН-150 подогрева воздуха во впускном трубопроводе (рис.6.2, a) мощностью 400 Вт рассчитана на потребление тока силой 45 - 47 А. Спираль 1 свечи нагревается до температуры 900 – 950 С через 40 - 60 с после подключения к аккумуляторной батарее. В цепи питания свечей СН-150 предусмотрен контрольный элемент СЭ-52 и дополнительный резистор МД-51. Свечи подогрева устанавливают в начале впускного трубопровода или в местах разводки по каналам цилиндров.

Лучший  теплоотвод от спирали 1 (рис. 6.2, б) впускному  воздуху обеспечивается при использовании  фланцевых свечей. Фланцевые свечи  устанавливают в разъемах впускного  трубопровода, что приводит к большому разнообразию их конструкций, но усложняет конструкцию трубопровода.

Вследствие  подогрева воздуха во впускном трубопроводе свечой СН-150 на 20 - 35°С увеличивается  температура в цилиндре в конце  сжатия, в результате чего на 5 - 10°С снижается минимальная температура пуска двигателя. Из-за потери теплоты при большой длине трубопровода снижается эффективность работы свечей подогрева в условиях низких температур. Поэтому их используют на дизелях с малыми рабочими объёмами, пуск которых должен обеспечиваться до температур -12…-17 С.

6.2. Электрофакельные  подогреватели воздуха

На дизелях  устанавливают электрофакельные подогреватели  воздуха во впускном трубопроводе, что в сочетании с маловязким моторным маслом позволяет снизить  минимальную температуру пуска холодного дизеля на 10-15°С. В электрофакельных подогревателях через электрическую спираль проходит ток небольшой силы, так как она служит только для подогрева, испарения и зажигания топлива. Воздух во впускном трубопроводе подогревается за счет теплоты сгорания топливо-воздушной смеси.

Таблица 1. Техническая характеристика факельных  свечей

Электрофакельное  устройство дизелей, автомобилей ЗИЛ  моделей 133ГЯ, 133ВЯ cоcтоит из двухфакельных штифтовых свечей (рис.6.3, а), электромагнитного топливного клапана (рис.6.3,б), добавочного резистора с термореле (рис.6.3, в), кнопочного выключателя, реле электрофакельного устройства, реле отключения обмотки возбуждения генератора, контрольной лампы и топливопроводов.   

Дозирование топлива, его испарение, смешивание с воздухом, воспламенение и сгорание происходят в факельной штифтовой свече. Топливо подаваемое к свече, очищается фильтром 5 (см. рис. 6.3, а), дозируется жиклером 6, проходит по кольцевой полости между кольцевой вставкой и нагревателем 11. Объемная испарительная сетка 2 в нижней части факельной свечи имеет большую поверхность и облегчает испарение топлива. Сетка окружена защитным экраном 1 с отверстиями для прохода воздуха. Экран предотвращает затухание пламени при увеличении скорости воздушного потока во впускном трубопроводе после пуска двигателя.

Электромагнитный  топливный клапан открывает подачу топлива к факельным штифтовым свечам при подключении катушки 16 (см. рис. 6.3, б) к аккумуляторной батарее. При отключении, электромагнитный клапан закрывается под действием пружины. Топливо к электромагнитному клапану подводится из системы питания дизеля.

Таблица 2. Техническая характеристика электромагнитных клапанов

Термореле имеет контакты и биметаллическую  пластину 22 (см. рис. 6.3, в), расположенные  внутри спирали 21 добавочного резистора. По мере прогрева за счет теплоты, выделяемой добавочным резистором, биметаллическая пластина деформируется и замыкает контакты реле. Добавочный резистор уменьшает силу тока во время предварительного нагрева штифта факельной свечи и замыкается накоротко в момент включения стартера.

Схема электрофакельного устройства (рис.6.4) обеспечивает предварительный нагрев факельных штифтовых свечей ЕК1 и ЕК2 до температуры 1000-1100°С перед включением стартера. Спирали свечей подключены к аккумуляторной батарее через добавочный резистор R термореле КК, кнопочным выключателем S2 электрофакельного устройства. Во время предпускового прогрева свечей выключатель S1 приборов находится в положении 2. В конце прогрева факельных свечей замыкаются контакты термореле КК. Напряжение подается на электромагнитный топливный клапан YA и контрольную лампу HL, сигнализирующую о готовности электрофакельного устройства к пуску двигателя. При включении стартера выключателем 81 приборов (положение 3) подкачивающий насос подает топливо через открытый электромагнитный клапан к факельным свечам.

После пуска двигателя выключатель S1 приборов и стартера переводят в положение 2, стартер отключается, но электрофакельное устройство продолжает работать в период предпускового прогрева, если оставить включенной кнопку выключателя S2. Для  защиты факельных штифтовых свечей от перегрева при работе двигателя в режиме холостого хода после пуска, когда в связи с работой генератора повышается напряжение на выводах свечей, в схеме предусмотрено реле К2 отключения обмотки возбуждения генератора.

6.4. Устройства для подачи пусковой жидкости

Широкое распространение  при пуске получил способ использования  легковоспламеняющихся жидкостей, которые содержат компоненты с низкой температурой самовоспламенения и  отличаются большим разнообразием  составов. Пусковая жидкость “Арктика” состоит из диэтилового эфира (45-60%) с температурой самовоспламенения 180-205°С, газового бензина (35-55%), изопропилнитрата (1-1,5%), различных промежуточных продуктов окисления (до 10%) и противоизносных, противозадирных и антиокислительных присадок (около 2,5%). В состав пусковой жидкости “Холод Д-40” входят диэтиловый эфир (58-62%), изопропилнитрат (13-17%) и масло для судовых газовых турбин (8-12%).

Пусковая  жидкость подается непосредственно  в цилиндры двигателя вместе с  основным топливом или с помощью специальных приспособлений во впускной трубопровод. Второй способ удобнее и экономичнее. Работа устройств для подачи пусковой жидкости во впускной трубопровод основана на пневматическом или механическом распыливании жидкости и ее дальнейшем испарении. Использование пусковой жидкости и маловязкого загущенного масла, позволяет обеспечивать пуск двигателя до темпёратуры -30°С при вращении коленчатого вала с частотой 40-55 мин-¹.