Капитальные ремонты экскаваторов с модернизацией приводов

Одно из основных направлений деятельности компании НПО «Модэкс-привод» плотно связано с предприятиями, эксплуатирующими в производственном процессе горно-металлургическую технику. Это направление нацелено на разработку и внедрение современных энергосберегающих систем управления электроприводами экскаваторов. В частности, НПО «Модэкс-привод» производит и поставляет модернизированный электропривод постоянного и переменного тока для карьерных экскаваторов и металлургического транспортно-технологического оборудования, выпускаемых на предприятиях горно-металлургического машиностроения Украины и России (НКМЗ, ДОНГОРМАШ, АЗОВМАШ, УРАЛМАШЗАВОД и др.).

Горнодобывающая техника (экскаваторы) довольно дорогостоящая спецтехника, для продления срока использования которой требуется периодическое обновление механических деталей и электрооборудования (истирание трущихся поверхностей зубчатых передач, износ электрических коммутационных аппаратов и старение изоляционных свойств изоляционных оболочек кабельно-проводниковой продукции). Предприятия горнодобывающей промышленности стараются использовать горные машины как можно дольше. Поэтому с определённой периодичностью такой технике принято производить капитальный ремонт.

Мы предлагаем основные виды услуг в сфере ремонтно-технического обслуживания:

• комплексный капитальный ремонт горнодобывающей техники;
• ремонт отдельных деталей горнодобывающего оборудования;
• услуги по разборке-сборке горнодобывающей техники с целью их транспортировки на новое место.

Предлагаемое техническое перевооружение экскаваторов заключается в полной замене систем управления и силовой части электропривода, при этом замена электрических машин не требуется.

Модернизация электроприводов осуществляется для повышения эффективности эксплуатации экскаватора, как горной машины, которое достигается в результате повышения быстродействия электропривода, точности поддержания заданных режимов его работы в статике и динамике, снижения динамических нагрузок на механизмы в переходных режимах и режимах стопорения, и, в конечном итоге, увеличения производительности, межремонтных интервалов и срока службы экскаватора.

При модернизации электроприводов НПО «Модэкс-привод» руководствуется комплексным подходом, который состоит в тесном сотрудничестве с заводами-изготовителями экскаваторов с целью формулирования требований к электроприводу, использованию передовых технических решений, максимальному повышению энергоэффективности, исключению режима прямого пуска синхронного электродвигателя, улучшению эргономических показателей системы управления.

Процесс модернизации электроприводов включает:

• замену магнитных усилителей на электронную систему управления;
• применение в системе возбуждения генераторов и двигателей главных приводов статических преобразователей с соответствующей данному приводу системой регулирования;
• перевод запуска синхронного двигателя (далее СД) с прямого пуска на плавный бесступенчатый разгон до подсинхронной скорости СД;
• использование устройства автоматического регулирования тока возбуждения СД в зависимости от активного тока нагрузки;
• применение для управления релейно-контакторной схемой вспомогательных приводов распределенной микропроцессорной системы сбора данных и управления;
• замену кулачковых контактных и сельсинных командоконтроллеров на резистивные либо индуктивные;
• замену старого пульта управления машиниста современным эргономичным кресло-пультом с выносной информационной панелью оператора системы СКПЭМ и ВН (система контроля производительности, учёта электроэнергии и машинного времени экскаватора и видеонаблюдения);
• замену кабельно-проводниковой продукции межшкафных, межпанельных соединений и соединений с электрическими машинами и трансформаторами.

Конструктивно система управления выполнена в виде шкафов, пультов и блоков, представляющих низковольтное комплектное устройство шкафное экскаваторное (НКУ ШЭ) управления электроприводами для экскаваторов механических лопат Э-2503, ЭКГ-4.6, ЭКГ-5, ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12,5; экскаваторов драглайнов ЭШ-6/45, ЭШ-6,5/45, ЭШ-10/70, ЭШ-11/70, ЭШ-15/90, ЭШ-20/90 и их модификаций, а также роторных комплексов.

Комплектное устройство управления электроприводами экскаваторов выполняет функции управления главными и вспомогательными приводами экскаватора, управления синхронным двигателем преобразовательного агрегата, блокировки и защиты приводов, а также рабочего оборудования экскаватора от аварийных режимов, контроля, световой индикации, визуализации и документирования состояния системы управления и электрооборудования. Будучи современной системой управления, НКУ ШЭ предоставляет машинисту и эксплуатационному персоналу на жидкокристаллическом дисплее большой объем информации о технологических показателях работы экскаватора и состояния электроприводов. Информация о технологических показателях хранится в оперативной энергонезависимой памяти («чёрный ящик»).

Одна из важных функций системы управления приводами экскаваторов, производимой НПО «Модэкс-привод», состоит в плавном пуске и регулировании тока возбуждения синхронного двигателя. В отличие от штатного прямого способа пуска, когда двигатель включают на напряжение сети в асинхронном режиме и после выхода на подсинхронную скорость вводят в синхронизм, в НКУ ШЭ производства НПО «Модэкс-привод» используется плавный разгон синхронного двигателя до подсинхронной скорости генератором вращения при отключённых от сети обмотках статора синхронного двигателя. Такое техническое решение позволяет полностью исключить просадки напряжения питающей сети и повысить срок службы синхронного двигателя за счёт исключения пусковых токов, большая величина (5÷7 кратных от номинального) и продолжительное действие которых вызывает нагрев обмоток статора, приводящий к преждевременному выходу последних и, как следствие, сокращению срока службы электрической машины.

Комплектное устройство управления электроприводами экскаваторов включает блоки, расположенные в шкафу (шкафах) главных приводов, шкаф (шкафы) вспомогательных приводов, блоки управления, блоки регулирования, блоки систем защиты изоляции в цепях переменного и постоянного тока, а также командоконтроллеры и кресло-пульт машиниста, комплект сухих низковольтных трансформаторов, комплект высоковольтной и низковольтной кабельно-проводниковой продукции и материалов для монтажа. НКУ ШЭ имеют сертификаты соответствия и заключения на проекты модернизации приводов от заводов-изготовителей экскаваторов.

Основные результаты модернизации систем управления экскаваторов сводятся к следующему:

• уменьшается инерционность и повышается качество регулирования электроприводов;
• снижаются динамические нагрузки в переходных режимах, при реверсе и в режиме стопорения;
• устраняется зависимость наладочных параметров главных приводов от температуры (исключаются необходимость в сезонных наладках);
• обеспечивается высокий коэффициент форсировки напряжения возбуждения генераторов;
• устраняется отрицательное воздействие прямых пусков синхронного двигателя на карьерные сети и увеличивается ресурс всех электрических машин главного преобразовательного агрегата;
• автоматически регулируется ток возбуждения синхронного двигателя в функции тока статора, что позволяет стабилизировать cosϕ и снизить расход электроэнергии на холостом ходу;
• обеспечивается реализация блокировок и защит, что значительно уменьшает количество электромагнитных реле и повышает надёжность и безопасность работы системы управления;
• резистивные и индуктивные командоконтроллеры позволяют плавно задавать скорость движения главных приводов, снять нагрузку с ног машиниста экскаватора и облегчить работу рук. Современные элементы управления гораздо компактнее и более долговечны, чем заменяемые при модернизации;
• информирование машинисту экскаватора на жидкокристаллический дисплей о текущем состоянии системы питания и управления экскаватора, а также ведение протоколов событий и аварий, видеонаблюдения за оборудованием в кузове экскаватора и пути шагания;
• уменьшается количество и длина кабельных межблочных соединений в системе за счёт применения распределенной системы сбора данных и управления.

Экономический эффект модернизации системы управления главными приводами экскаваторов с применением НКУ ШЭ обеспечивается:

• энергосбережением;
• повышением производительности за счет уменьшения износа механического оборудования и соответствующего увеличения межремонтных сроков.

Отдельно следует отметить о достижении оптимальных механических характеристик каждого главного электропривода, форма которых обеспечивает наилучшие технологические режимы работы приводов. Многолетний опыт эксплуатации модернизированных экскаваторов позволяет уверенно утверждать, что система управления главными электроприводами карьерных экскаваторов, поставляемая НПО «Модэкс-привод», обладает отличительными особенностями и преимуществами, которые приводят к значительному улучшению эксплуатационных характеристик экскаваторов и технико-экономических показателей горного предприятия в целом.