Технические требования на создание низковольтного комплектного устройство управления для экскаватора ЭКГ-12А с приводом ТрП-Д (стр. 2 )

Система защит основана на применении абсолютных датчиков угла поворота AMS 4 K-1212 (SSI интерфейс).

4.5.22. Система управления должна обеспечить ограничение динамических нагрузок на копающие механизмы при работе экскаватора, повысить надежность и ресурс работы металлоконструкций и механизмов экскаватора.

4.5.23. Для двигателя механизма открывания днища ковша должны обеспечиваться следующие режимы:

- постоянное натяжение троса механизма с моментом, равным 0,1ММАХ паспортного;

- автоматическое приложение максимального усилия после подачи и поддержания сигнала управления оператором (кнопка на командоаппарате подъема-поворота).

4.5.24. Для двигателя кабельного барабана должно быть предусмотрено вращение двигателя и его реверсирование по команде от кнопок управления, расположенных на пульте оператора.

4.5.25. Система управления электроприводами главных механизмов должна обеспечивать сохранение работоспособности при кратковременном (до 5 с) снижении напряжения на 30% от номинального.

4.5.26. При внезапном отключении питающего напряжения система управления должна обеспечивать противоаварийное управление, включающее безопасное завершение рабочей операции, торможение и останов механизмов.

4.6. Система защиты

4.6.1.Устройство должно иметь следующие основные виды защит:

- защита, обеспечивающая противоаварийное управление главными приводами при внезапном прекращении подачи электропитания (нулевая защита);

- максимальная токовая защита;

- защита, обеспечивающая сохранение функций системы со снижением характеристик при выявлении в процессе текущей самодиагностики системы неисправных силовых блоков основных и вспомогательных приводов для безаварийного завершения рабочих операций.

4.6.2. В устройстве должны быть предусмотрены следующие виды защит:

- защита от внешних коротких замыканий и недопустимых перегрузок, воздействующая на снятие сигналов управления;

- защита от внутренних коротких замыканий, отключающая поврежденный преобразователь;

- защита от перегрузки (перегрева) силовых полупроводниковых элементов;

- защита от неверного чередования фаз цепей питания устройства;

- защита от неполнофазного режима работы устройства;

- защита при исчезновении и недопустимом снижении напряжения питающей сети, напряжения собственных нужд или источников питания системы управления.;

- защита от превышения напряжения на якорных обмотках электродвигателей;

- защита при отключении или недопустимом снижении токов возбуждения электродвигателей;

- защита от неисправности системы охлаждения силовых преобразователей;

- динамическое торможение с последующим наложением механических тормозов при отключении электропитания экскаватора, чрезмерного снижения напряжения или обрыве одной из фаз. Динамическое торможение должно осуществляться с достаточным тормозным моментом для безаварийной остановки механизмов;

- технологические блокировки, приведенные в п.4.5.19, должны блокировать работу главных приводов и включать при необходимости динамическое торможение с последующим наложением тормозов

4.6.3. Должна быть предусмотрена защита от «самохода», заключающегося в несоответствии результирующего сигнала сигналу задания режима работы привода.

4.6.4. Система управления должна обеспечивать предварительный заряд конденсаторов звена постоянного тока до включения силового трансформатора.

4.6.10. Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током в сетях с напряжением 42 В и выше переменного тока, 110 В и выше постоянного тока должны применяться устройства контроля изоляции (реле утечки), осуществляющие непрерывный контроль активного сопротивления изоляции и утечек, находящихся под рабочим напряжением цепей. Такая защита должна обеспечивать возможность отключения защищаемой цепи коммутационным аппаратом при снижении сопротивления относительно земли, в том числе при однофазном (однополюсном) прикосновении человека:

- с выдержкой времени 30 с – при выполнении рабочего цикла экскаватора;

- без выдержки времени - при неработающих главных приводах.

4.6.11. Сопротивление срабатывания защиты при симметричной трехфазной утечке на землю не менее 30 кОм на фазу.

4.6.12. Сопротивление срабатывания защиты от токов утечки при симметричной двухполюсной утечке в сетях постоянного тока должно быть не менее 15 кОм на полюс.

4.6.13. В сетях с отключением без выдержки времени собственное время срабатывания защиты от токов утечки должно быть не более 0,1 с. Общее время срабатывания аппарата защиты от токов утечки и коммутационного аппарата, отключающего сеть, не должно превышать 0,2 с.

4.6.14. Защитой от токов утечки в обязательном порядке должны оборудоваться:

- система трехфазного переменного напряжения, питающая активные выпрямители;

- системы постоянного тока, питающие якорные цепи и обмотки возбуждения двигателей главных приводов;

- цепи управления;

- системы трехфазного переменного тока напряжением 380 В и 220 В.

4.6.15. В устройстве должны быть предусмотрены автоматические защиты рабочего оборудования.

Техническое задание на систему автоматических защит рабочего оборудования будет предоставлено Дивизионом «Горное оборудование» в рабочем порядке.

Разработчик устройства должен использовать полученные от алгоритмы управления автоматических защит рабочего оборудования в системах управления электроприводами экскаваторов только с письменного разрешения Дивизиона «Горное оборудование» и не передавать данную информацию третьим лицам.

4.7. Система сигнализации и диагностики

4.7.1. Система сигнализации и диагностики должна обеспечивать индикацию с выводом в кабине на светодиодную информационную панель следующих сигналов:

- сигнал о готовности или неготовности преобразователей к работе;

- обобщенных сигналов (электрооборудование готово к работе; сигнал «Авария» при нерегламентированных отклонениях привода с отражением причины отключения);

- аварийных сигналов по каждому приводу при срабатывании защит по разделу 4.6.

4.7.2. Должен быть предусмотрен прерывистый звуковой сигнал электронного типа, включающийся при поступлении любого из аварийных сигналов. Должна быть предусмотрена возможность отключения звукового сигнала, но при этом должен загораться красный световой сигнал «Звуковая сигнализация отключена».

4.7.3. Встроенная в устройство система диагностики должна формировать сообщения, передаваемые на светодиодную информационную панель (двухстрочный знакосинтезирующий индикатор) в кабине оператора, и содержащие указания о состоянии главных приводов, виде неисправности, неисправном блоке, модуле с названием привода, в котором возникла неисправность

4.7.4. Должны быть предусмотрены сигналы включения якорных цепей приводов подъема и хода (герметичные сухие замыкающие контакты) для подачи сигналов управления в систему автоматической смазки «Lincoln» о наработке главных механизмов экскаватора.

4.8. Шкафы вспомогательных приводов

4.8.1. Шкафы вспомогательных приводов должны быть одностороннего обслуживания, с естественным охлаждением.

4.8.2. Шкафы вспомогательных приводов должны соответствует требованиям раздела 4.4 и прилагаемым чертежам (схемам электрическим принципиальным) 44.55656 Э3.1 и 44.55657 Э3.

4.8.3. Сигналы состояния (включен/выключен) электрических аппаратов (автоматических выключателей, магнитных пускателей, контакторов постоянного и переменного тока, реле тепловой перегрузки) должны формироваться и упаковываться в CAN интерфейс для передачи в информационную систему.

4.8.4. Двигатели вентиляторов обдува ходовых двигателей должны включаться в работу при включении ходового механизма и работы ходовых двигателей более 1 мин (для исключения загрузки двигателей вентиляторов пусковыми токами при коротких включениях ходового механизма в процессе маневрирования.

4.8.5. Остальные требования, неоговоренные в данном разделе, должны соответствовать разделу 4.4 настоящих технических требований.

4.9. Кресло - пульт с командоаппаратами

Выбор кресла и командоаппаратов для комплектации кресла - пульта осуществляет Исполнитель и согласовывает с Заказчиком.

4.9.1. В кабине оператора в кресло-пульт с пневмоподвеской должны быть встроены два командоаппарата.

4.9.2. Оба командоаппарата являются независимыми.

4.9.3. От правого командоаппарата должны управляться механизмы подъема и поворота.

При постановке рукоятки командоаппарата в положение «от себя» производиться спуск ковша, в положение «к себе» – подъем ковша.

При постановке рукоятки в положение «влево» или «вправо» происходит соответствующее вращение экскаватора.

4.9.4. От левого командоаппарата должен управляться механизм напора.

При постановке рукоятки командоаппарата в положение «от себя» происходит выдвижение рукояти с ковшом, в положение «к себе» – втягивание рукоять с ковшом.

4.9.5. При включении экскаватора в режим «Ход» приводы подъема, напора, поворота должны отключаться и блокироваться. При этом от правого командоаппарата управляется привод правой гусеницы, от левого командоаппарата управляется привод левой гусеницы. При постановке рукоятки командоаппаратов в положение «от себя» происходит движение экскаватора вперед. Обеспечивается и возможность вращения гусениц в разные стороны (режим разворота).

4.9.6. На командоаппаратах должны использоваться рукоятки типа G4T-DT (смотри каталог Spohn+Burkhardt). Рукоятки командоаппаратов должны иметь микровыключатели для управления открыванием днища ковша и управления видеокамерой (правый командоаппарат), и подачи звукового сигнала и управления режимом взвешивания ковша (левый командоаппарат).

4.9.7. В командоаппаратах должны быть встроены микровыключатели (по 2 шт. в каждом командоаппарате) для выполнения «нулевой» блокировки.

4.9.8. Рукоятки командоаппаратов должны иметь самовозврат в центральное (нулевое) положение.

4.9.9. Рукоятки командоаппаратов должны отклоняться от нейтрального (нулевого) положения на угол не более 300.

4.9.10.Значение усилий, прилагаемых к рукояткам командоаппаратов, не должны превышать 15 Н.

4.9.11. Сигналы на выходе командоаппаратов при отклонении рукояток должны иметь линейно возрастающий характер.

4.9.12. При переводе рукояток через «ноль» выходной сигнал командоаппарата должен менять полярность.

4.9.13. Командоаппараты должны иметь зону нечувствительности не более ±20.

4.10. Трансформатор силовой

4.10.1. Трансформатор силовой должен быть сухим, двухобмоточным, степень защиты не ниже IP23.

4.10.2. Трансформатор должен иметь обмотку высокого напряжения 6 кВ, 50 Гц, и обмотку низкого напряжения для питания статических преобразователей постоянного тока.

4.10.3. Обмотка низкого напряжения должна иметь пробивной предохранитель на соответствующее напряжение для защиты от возможного повреждения и пробоя обмотки высокого напряжения

4.10.4. В трансформаторе должна быть предусмотрена возможность регулировки низкого напряжения ±2,5% и ±5% от номинального с помощью соответствующих отводов.

4.10.5. Каркас трансформатора должен выдерживать механические нагрузки в соответствии с разделом 4 настоящих технических требований и иметь прочное основание для крепления к корпусу экскаватора.

4.10.6. Трансформатор силовой должен быть оснащен блоком контроля температур нагрева обмоток трансформатора.

4.11. Информационная система

Информационную систему экскаватора ЭКГ-12А разрабатывает и изготавливает Заказчик. Информационная система по двум каналам САN-интерфейса получает сигналы о работе системы управления главных и вспомогательных приводов.

Перечень сигналов из системы управления главных и вспомогательных приводов будет предоставлен Исполнителю в рабочем порядке.

5. Надежность

5.1. Средняя наработка на отказ устройства должна быть не менее 8000 часов при доверительной вероятности g=0,8.

5.2. Срок службы должен быть не менее 12 лет.

5.3. Среднее время восстановления работоспособного состояния при устранении отказа должно быть не более 30 мин.

5.4. Коэффициент готовности комплекта не менее 0,92 в течение первых двух лет эксплуатации.

6. Безопасность

6.1. При разработке и изготовлении устройства должны соблюдаться требования ПУЭ, ПЭЭП и ПТБ, а также других норм и правил, принятых на открытых горных работах.

6.2. Пожарная безопасность должна обеспечиваться в соответствии с требованиями действующих стандартов.

7. Гарантийные обязательства

7.1. Разработчик и изготовитель должен гарантировать соответствие устройства настоящим техническим требованиям.

7.2. Гарантийный срок должен быть установлен 2 года со дня ввода в эксплуатацию, но не более трех лет с момента отгрузки с предприятия - изготовител

я.

n, об/мин

I, A

 

Приложение 2

n, об/мин

 

Поворот (на один двигатель)

Ход (на один двигатель)

nmax=900

nн=450

 

Iст=1900

Iн=855

Iотс=1650

Статические характеристики механизмов поворота и хода

Приложение 3

Расчетная нагрузочная (за цикл) диаграмма

четырехдвигательного электропривода подъема

экскаватора ЭКГ-12А

(объем ковша 14 м3, удельный вес породы в ковше 2 т/ м3)

№ п/п	Элемент цикла	Момент, кгм	Время, с	Скорость, об/мин	Примечание
1	2	3	4	5	6
1.	Разгон до скорости копания	3312	0,57	450
2.	Копание с установившейся скоростью	2581,6	6,81	450
3.	Торможение после окончания копания	3312	0,19	450
4.	Подъем ковша до высоты разгрузки	1984,2	1,62	450
5.	Удержание груженого ковша при повороте на разгрузку	1334,2	6,84	0
6.	Разгрузка ковша	1058	2	0
7.	Разгон порожнего ковша до номинальной скорости при опускании	3312	0,28	450
8.	Разгон порожнего ковша при опускании от номинальной скорости до скорости при ослабленном поле	1121,5	0,29	695
9.	Опускание порожнего ковша с установившейся скоростью при ослабленном поле	1162,8	4,71	695
10.	Торможение порожнего ковша от скорости при ослабленном поле до номинальной скорости	2143	0,15	695
11.	Торможение порожнего ковша от номинальной скорости до полной остановки	3312	0,2	450
12.	Удержание порожнего ковша	781,9	2,54	0

Приложение 4

Расчетная нагрузочная (за цикл) диаграмма

однодвигательного электропривода напора

экскаватора ЭКГ-12А

(объем ковша 14 м3, удельный вес породы в ковше 2 т/ м3)

№ п/п	Элемент цикла	Момент, кгм	Время, с	Скорость, об/мин	Примечание
1	2	3	4	5	6
1.	Разгон при внедрении в грунт	747,2	0,88	450
2.	Копание с установившейся скоростью	632,6	6,5	450
3.	Торможение с груженым ковшом после окончания копания	747,2	0,15	450
4.	Разгон при возврате с груженым ковшом	747,2	2,56	450
5.	Установившееся движение при возврате с груженым ковшом	747,2	0,3	450
6.	Торможение с груженым ковшом при возврате	747,2	0,15	450
7.	Удержание груженого ковша при повороте на разгрузку	570,5	5,64	0
8.	Разгрузка	452,4	2	0
9.	Разгон при возврате с порожним ковшом	747,2	0,88	450
10.	Установившееся движение при возврате с порожним ковшом	387	3,27	450
11.	Торможение при возврате с порожним ковшом	747,2	0,18	450
12.	Удержание порожнего ковша при повороте в забой	334,3	3,84	0

Приложение 5

Расчетная нагрузочная (за цикл) диаграмма

четырехдвигательного электропривода поворота

экскаватора ЭКГ-12А

(объем ковша 14 м3, удельный вес породы в ковше 2 т/ м3)

при повороте на угол 900

№ п/п	Элемент цикла	Момент, кгм	Время, с	Скорость, об/мин	Примечание
1	2	3	4	5	6
1.	Копание	0	7,38	0	Поворот не работает
2.	Разгон при повороте с груженым ковшом	270	3,19	750
3.	Поворот с груженым ковшом с установившейся скоростью	30,1	2,96	750
4.	торможение с груженым ковшом	270	2,5	750
5.	Разгрузка	0	2	0	Поворот не работает
6.	Разгон при повороте с порожним ковшом	270	2,65	750
7.	Поворот с порожним ковшом с установившейся скоростью	28,6	3,55	750
8.	Торможение при повороте с порожним ковшом	270	2,08	750

Нагрузочная диаграмма двигателя открывания днища ковша экскаватора ЭКГ-12А

t, с

10

4 кг м

20

30

40

М, кг м

Приложение 6

38 кг м
26
0	10