Автоматизация подъема при скипах с донной разгрузкой в период замедления может быть осуществлена применением режима динамичкого торможения асинхронного подъемного двигателя. На рис. 1 расчетная диаграмма скорости в период замедления t₃ изображена пунктирной линией λр. В период разгрузки t₄' предположена постоянная скорость v₃ (линия рφ), которая в течение периода t₄ пает до нуля по линии ϕф. Согласно диаграмме усилий асинхронной машины, изображенной на рис. 2, разгон подъемного двигателя в период пуска происходит по ломаной линии BCDEFGHIKLT, варьирующей около заданного (расчеого) значения усилия F₁ как около среднего значения между крайними пределами F₁' и F₁" . По окончании периода пуска наступает период полного хода, в течие которого движущее усилие следует за всеми изменениями статического усилия. В предположении статически неуравновешенной системы подъема статическое усилие, а следовательно, и движущее усилие, раиваемое двигателем, работающим на естественной характеристике R2, пусть изменяется от значения F's₂ в начале периода полного хода (тоа N')до величины F"s2 в конце этого периода (точка N). По окончании периода полного хода наступает период замедления t₃, в течение которого предположен тормозной режим, осуществляемый в виде динамичкого торможения. Асинхронная машина с двигательного режима на характеристике R₂ при скорости vн переводится на динамический режим путем переключения статора с переменного тока на постоянный.
Система динамического торможения в последнее время получила значительное распространение на каменноугольных шахтах применительно к наклонным подъемам в случаях, когда требуется производить спуск груза или людей с уменьшенной скоростью. По сравнению с режимом противотока динамическое торможение является более экономичным. В соответственных случаях динамическое торможение может также найти применение и при вертикальных подъемах.
В практике может появиться необходимость производить спуск людей по стволу шахты с уменьшенной скоростью по сравнению с полной скоростью подъема груза. Это делает необходимым примение тормозных операций, которые на практике часто осуществляются при помощи механического тормоза. Однако продолжительная работа механического тормоза сопровождается нежелательными явлениями: чрезмерным нагревом и износом тормозных колодок, что вызывает необходимость применения охладительных устройств и частой замены изношенных колодок новыми. Указанных недостатков лишены электрические системы торможия, из которых в рассматриваемом случае может быть применено как торможение противотоком (противовключением), так и динамическое. Для возможности осуществления режима противотока подъемная установка должна быть оборудована нагрузочным реостатом, который по сравнению с обыкновенным пусковым реостатом должен быть рачитан на более продолжительную работу. Кроме того, этот реостат должен иметь дополнительные секции с соответственно увеличенным сопротивлением для возможности получения небольших тормозных моментов. Главным недостатком торможения противотоком является его неэкономичность, обусловленная значительным потреблением энергии из сети. Как известно, мощность, потребляемая при режиме противотока из сети, зависит от величины тормозного момента и синхроой скорости и не зависит от действительной скорости спуска. Энергия, потребляемая при этом из сети, находится в обратной зависимости от скорости спуска.
Для правильного функционирования подъемной установки прежде всего должно быть обеспечено исправное действие смазки главных подшипников, осуществляемой при помощи двух маслонасосов, из которых один рабочий, а другой запасной. Управление маслонасосами производится при помощи переключателя маслонасосов. После замыкания цепи катушки 1РП замкнется ее контакт 1РП и тем самым перекроет разомкнутый при рабочих положениях командо-контроллера контакт КК-0, обеспечивая замыкание цепи катушки 1РП до тех пор, пока эта цепь не будет разорвана конечным выключателем ЗВК, размыкаемым при окончании подъема соответственной клетью. При замкнутой цепи катушки реле 1РП окажется замкнутым контакт этого реле 1РП, находящийся в цепи катушек реверсивных контакторов В и И. В результате этого в данном месте получится замыкание цепи катушек указанных реверсивных контакторов.
Идея применения гидроэлектропривода к рудничному подъему воикла у автора настоящей статьи в 1944 г. В целях ее осуществления, по предложению автора и под его научным руководством, в 1945 г. была организована в Ленинградском горном институте исследователкая работа при участии доц. А. Е. Максимова в качестве ответствеого исполнителя. После получения теоретических и экспериментальных результатов исследования совместными усилиями научных работников кафедры горной электротехники ЛГИ и группы инженеров в 1947 г. была осуществлена первая в горной практике и гидроэлектрическая подъемная мина. Принцип действия гидроэлектропривода состоит в следующем. Меу постоянно вращающимся электродвигателем и машиной-орудием, в данном случае — подъемной машиной, вставлено гидрозвено — церобежная гидромуфта, благодаря чему в зависимости от степени золнения гидромуфты рабочей жидкостью представляется возможным получать различные значения скорости подъема — от нуля до максимума
Автор детально рассматривает 1) центробежные вентиляторы: системы вентиляторного привода, управление вентилятора электроприводных установок; 2) осевые вентиляторы, системы вентиляторного привода и управление электроприводом вентиляторных установок.
В части, касающейся исполнительного механизма, рассмотрены машины с постоянным радиусом навивки, как получившие в СССР преимущественное распространение. Наряду с кинематикой и динамикой подъема с обыкновенными клетями, значительное внимание уделено подъему с опрокидными сосудами и скипами с донной разгрузкой. Необходимо при этом отметить, что при рассмотрении различных режимов подъема, в отдельных случаях, вместо соответственных ссылок, произведено повторение некоторых формул, служащих для определения усилий и мощностей в аналогичных условиях, с соблюдением, однако, идентичности нумерации указанных формул. Подобная система изложения дает возможность более удобного производства расчетов для соответственных режимов подъема, не прибегая к отысканию необходимых выражений в различных местах книги. Особый раздел книги посвящен рассмотрению кинематики и динамики спуска при трехпериодных тахограммах, осуществляемых при работе обыкновенными клетями. В отношении привода и управления подъемной машиной произведено исследование физики процессов, происходящих при различных режимах подъема как простых, так и наиболее сложных, на основе согласования кинематики и динамики подъема с механическими характеристиками подъемных двигателей обеих систем, т. е. асинхронных и в приводе Леонарда. Расчетная сторона, иллюстрированная численными примерами, относится к определению: элементов кинематики и динамики подъема, расхода энергии на производство подъема, к. п. д. подъемных установок, пусковых роторных сопротивлений асинхронных подъемных двигателей и уставок реле ускорения при автоматизации периода пуска, мощности подъемных двигателей, а также мощности отдельных машин, составляющих преобразовательный агрегат в системе Леонарда. В заключение следует отметить, что вопросы, рассмотренные в предлагаемом труде, являющемся результатом многолетних исследований автора в области электрического рудничного подъема, изложены преимущественно в собственной оригинальной трактовке. Ф. Шклярский Июнь 1943 г.
2 ноября 1944 г. исполнилось 70 лет со дня рождения одного из крупнейших специалистов в области горной механики академика Александра Петровича Германа.
Исходными данными для расчёта пусковых сопротивлений являются следующие величины: 1. мощность и тип приводного двигателя; для последнего из каталогов необходимо иметь: a) отношение опрокидывающего (максимального) момента к номинальному моменту; б) номинальное напряжение ротора; в) номинальный ток ротора; г) коэффициент полезного действия двигателя; д) синхронную и номинальную частоту вращения двигателя; 2. Расчётные значения пускового вращающего момента; 3. Значения статических моментов сопротивления, соответствующие пусковому периоду; 4. Число ступеней роторного реостата; 5. Пусковой период t1 и весь период рабочего цикла T, включая паузу θ, в соответствии с заданной диаграммой скоростей (рис. 1). Основой для расчёта пусковых сопротивлений следует считать механические характеристики двигателей, которые должны быть предварительно построены (рис. 2). При этом необходимо отметить одно весьма важное условие: не всякий двигатель определённой мощности сможет соответствовать требуемым пусковым условиям при заданном a priori числе ступеней пусковой реостатной схемы, поскольку не при всякой величине опрокидывающего момента двигателя может быть выдержан необходимый диапазон колебаний пускового вращающего момента. Для окончательного определения отдельных ступеней реостата необходимо предварительно определить требуемую продолжительность работы каждой ступени, то есть длительность нахождения под током одной ступени, а также величину этого тока.
Пуск синхронного двигателя может осуществляться как при полном напряжении, так и при пониженном напряжении. На рис. 1 показана принципиальная схема включения синхронного двигателя, пуск которого производится при полном напряжении; принципиальные схемы включения синхронных двигателей, пуск которых осуществляется при пониженном напряжении, представлены на рис. 2 и 3 соответственно для случаев пуска с помощью реактора и автотрансформатора. В настоящей статье рассматриваются операции автоматического управления на компрессорных установках с синхронными двигателями, пуск которых производится при полном напряжении; также рассматривается автоматическая защита этих установок от технологических неисправностей. Метод пуска синхронных двигателей при полном напряжении, являющийся наиболее простым как по своим операциям, так и по пусковому оборудованию, вероятно, получит широкое распространение в ближайшем будущем на шахтах СССР, где станции и подстанции при определённых условиях их мощности позволят подключать непосредственно мощные компрессорные установки с синхронными двигателями.
Вполне точное определение отдельных параметров трехпериодной тахограммы рудничного подъема, как известно, имеет место при тахограмме, представляющей собою трапецию с прямолинейными боками. Ниже предлагаются точные методы определения элементов тахограммы для двух систем подъема, при наличии прямолинейных сторон для периода пуска t1, и соответственных криволинейных сторон для периода замедления t2. Точное определение отдельных элементов трехпериодной тахограммы возможно: 1) в случае прямолинейных ее сторон, соответствующих периодам пуска и замедления; 2) в случае наличия одной прямолинейной стороны, соответствующей периоду пуска, и другой, изменяемой по закону синуса или гиперболического синуса криволинейной стороны, соответствующей периоду замедления при обязательном условии, что искомым при этом является период пуска t1. В статье предлагаются точные методы определения элементов тахограммы для двух упомянутых выше систем подъема, при наличии прямолинейных сторон для периода пуска t1 и соответственных криволинейных сторон для периода замедления t2. На практике подобные тахограммы могут иметь место в качестве расчетных для случая асинхронного подъемного двигателя, при наличии контакторного управления с применением соответственно отрегулированных реле времени.
Использование мотор-генераторной установки с маховиком (Ward-Leonard-Ilgner) в качестве главного двигателя синхронного двигателя продиктовано наличием гидравлической муфты, соединяющей вал главного двигателя с валом, на котором находится переменное напряжение. Установлены динамо и маховик. Указанная муфта заменяет автоматический регулятор скольжения маховика, работающий при постоянном числе оборотов синхронного главного двигателя. В этой статье дается описание установки гидравлической муфты, а также идея ее использования в системе Уорда-Леонарда-Ильгнера с синхронным главным двигателем.