Глава VI
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗНОЙ ОТКАТКИ
§ 1. назначение и классификация
Электровозная откатка, предназначена для транспортирования полезного ископаемого, породы или горной массы, оборудования и различных видов вспомогательных материалов, перевозки людей и производства маневровых операций.
Применяемые в горной промышленности электровозы можно классифицировать по:
назначению — магистральные и маневровые; роду тока — постоянного, переменного промышленной или повышенной частоты;
величине напряжения — постоянный ток (120, 250, 550, 750, 1500, 3000 В), переменный ток (6, 10 кВ);
сцепному весу — легкие (до 70 кН), средние (70—150 кН), тяжелые (свыше 150 кН);
способу питания — аккумуляторные, контактные и высокочастотные, комбинированные (контактно-аккумуляторные и др.); исполнению — общего назначения, рудничные (PH, РП, РВ); области применения: контактные электровозы (на открытых горных разработках), в рудничном исполнении (в выработках шахт, не опасных по газу или пыли; главных выработках шахт I и II категорий по газу или опасных по пыли с. двумя токоприемниками для уменьшения искрообразования). Аккумуляторные электровозы можно применять, где и контактные, а в исполнении РП — в откаточных выработках шахт I и II категорий по газу или опасных по пыли, в откаточных выработках со свежей струей воздуха шахт III категории и сверхкатегорных по газу. В остальных выработках шахт должны применяться электровозы в исполнении РВ и при условии их работы в выработках с исходящей струей воздуха и подготовительных выработках, проветриваемых ВМП, шахт III категории, сверхкатегорных по газу и опасных по внезапным выбросам на них должны быть установлены переносные автоматические приборы контроля метана.
§ 2. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ РАБОТ
К электрооборудованию электровозов относят тяговые двигатели, аппаратуру управления и защиты, осветительные и сигнальные устройства, измерительные приборы, токосъемники (при контактных электровозах), батареи питания (при аккумуляторных).
На рудничных электровозах устанавливают два тяговых двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением серий ЭДР, ЭТ, ДПТР, мощность которых колеблется у аккумуляторных электровозов от 6 кВт (ЭДР-7П на электровозах 4, 5 АРП-2М и 5 АРВ-2) до 15 кВт (ЭДР-15 на электровозах 13 АРП-1), а у контактных электровозов от 11 кВт (ЭДР-11 на электровозах 4КРП) до 45 кВт (ЭТ-46 на электровозах К14).
Двигатель серии ЭДР (рис. 44) состоит из прочного стального корпуса 1, внутри которого расположены четыре главных 8 и три дополнительных 11 полюса. Сердечники полюсов выполнены из тонких стальных листов и болтами прикреплены к корпусу. На сердечники насажены катушки из полосовой меди, покрытой пропитанной лаком изоляцией. Сердечник якоря 3 насажен на втулку, закрепленную на валу.
Рис. 44. Электродвигатель серии ЭДР
Обмотка якоря волновая (последовательная), поэтому при любом числе полюсов всегда имеются лишь две параллельные ветви и только два щеткодержателя <5, что значительно облегчает периодический осмотр щеточного аппарата. Коллектор 2 изготовлен из пластин твердотянутой меди, изолированных друг от друга и от коллекторной втулки. Доступ к щеткам и коллектору производится через крышку 6, а к выводам двигателя — через крышку 7. Вал двигателя вращается в подшипниковых щитах 4, в которых для предотвращения попадания смазки внутрь двигателя установлены уплотнения 9. С передней части двигатель закрыт крышкой 10.
К аппаратуре управлении относят контроллеры, контакторы, пусковые резисторы (реостаты).
Контроллеры предназначены для пуска, регулирования частоты вращения, останова и реверсирования, а также для электрического торможения электровоза. При ручном управлении применяют силовые контроллеры кулачкового типа. На большинстве современных электровозов установлены контроллеры КВС-201 или КС-303. Контроллер (рис. 45) имеет два барабана: главный 5 и реверсивный 6 с рукоятками управления 1 и 2, размещенными на верхней крышке 3, закрывающей кожух 4. При помощи главного барабана выполняются операции пуска, регулирования частоты вращения, изменение схемы включения двигателей, останов и электрическое торможение, а при помощи реверсивного барабана — изменение направления вращения двигателей. При вращении рукоятки главного барабана происходит замыкание или размыкание кулачковых контакторов 7, закрытых дугогасительными камерами 8. Всего установлено 11 контакторов. На валу реверсивного барабана укреплены медные сегменты, которые при вращении рукоятки 2 перемыкаются пружинными пальцами 9. Реверсивный барабан имеет семь позиций: три положения хода «Вперед», три положения хода «Назад» и нулевую позицию. Рукоятку 2 можно поставить в положение «Вперед» или «Назад» только при поставленной в нулевое положение рукоятке 1,
Рис. 45. Контроллер КВС-201
Для изменения частоты вращения двигателей в основном применяют ленточные фехралевые резисторы, которые помещают в закрытую камеру и устанавливают на раме электровоза. Количество элементов и их общее сопротивление зависят от мощности двигателей электровоза. Для удобства размещения на некоторых электровозахрезисторы распределяют в два ящика.
Рис. 46. Размещение системы управления в кабине машиниста шахтного электровоза:
1 — контроллер: 2 — ручной привод тормозной системы: 3 и 4 — рукоятки управления и педаль пневматической системы; 5 — рукоятка привода автоматического выключателя; 6, 7 и 8 — выключатели соответственно цепи освещения, сирены и двигателя компрессора
Для защиты от т. к. з. или чрезмерных перегрузок в силовой цепи электровозов устанавливают автоматические выключатели, а для защиты цепей управления, и вспомогательных цепей — плавкие предохранители. Автоматический выключатель имеет ручной привод, катушку вспомогательного тока с дугогасительной камерой и отключающий механизм, состоящий из взаимосвязанной системы рычагов, пружин и защелок. В зависимости от мощности двигателей уставку срабатывания автомата регулируют на определенную величину тока.
К аппаратуре освещения относят фары, сигнальные фонари, плафон для освещения кабины машиниста, выключатели или переключатели цепи освещения. Для подачи сигналов используют ударные звонки или электрические сирены. Для питания цепей освещения и сигнализации стабилизированным напряжением 24 В в кабине машиниста установлен стабилизатор напряжения. Примерное размещение системы управления в кабине машиниста показано на рис. 46. С целью уменьшения новообразования на контактных электровозах устанавливают по две дуги. Для меньшего износа контактного провода контактную часть дуги (токосъемник) выполняют из более мягкого материала.
На аккумуляторных электровозах применяют щелочные железо-никелевые аккумуляторы, которые состоят из блока положительных и отрицательных пластин, изолированных друг от друга эбонитовыми палочками и заключенных в металлический корпус с арматурой. Для создания необходимого напряжения аккумуляторы соединяют в батареи.
§ 3. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ
К электрооборудованию электровозов откосят тяговые двигатели, аппаратуру управления и защиты, вспомогательные машины и аппараты. При мощности до 150 кВт двигатели выполняют с самовентиляцией, при большей мощности — с принудительной вентиляцией.
К аппаратуре относят: выключатель на напряжение выше 1000 В преобразователи и трансформатор (при питании контактных электровозов), индивидуальные и групповые коммутационные аппараты (контроллеры, контакторы, реверсоры, разъединители), пусковые резисторы, тиристорные коммутаторы, индуктивные шунты, аппараты защиты от аварийных режимов (реле перегрузки, быстродействующие, автоматические выключатели, разрядники, плавкие предохранители).
Токосъемники электровозов выполняют различных конструкций — дуговые, штанговые, пантографные и специальные с центральным или боковым расположением относительно оси рельсового пути.
Контроллеры применяют барабанного или кулачкового типа. Контакторы имеют электромагнитный или электропневматический привод. Для управления цепями тяговых двигателей используют электропневматические контакторы, которые позволяют ускорить размыкание и усилить нажатие контактов, уменьшить массу и габариты контакторов.
На электровозах постоянного тока предусматривают контакторно-реостатное или бесконтактное — тиристорно-импульсное управление тяговыми двигателями.
Электролитические алюминиевые разрядники служат для защиты от возникающих в контактной сети перенапряжений,
Все цепи управления получают питание от аккумуляторной батареи или от генератора.
