Актуальность проблемы модификации электроприводов насосов на горных предприятиях определяется факторами, влияющими на быстрый износ оборудования и снижение качества производственного процесса, вследствие больших пусковых перегрузок, возникающих в электроприводе и соответственно насосе.
В настоящее время в качестве электроприводов для насосов малой мощности применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, имеющие сглаживающие устройства. Эти сглаживающие устройства, включающие в себя простые П-регуляторы (пропорциональные регуляторы), не способны обеспечить насосы приемлемыми пусковыми характеристиками. Под пусковыми характеристиками подразумеваются пусковые значения тока и момента электропривода. При использовании установленных сглаживающих устройств происходит достаточно «грубый» пуск: так, например, значения пускового тока превышают допустимую норму на 50%, а пусковой момент достигает двукратного значения. Это отрицательно влияет на оборудование, резко сокращая срок его службы, и ведёт к излишне большому расходу электроэнергии.
Исследования, проведённые в лаборатории, показали, что при замене асинхронного двигателя со сглаживающими устройствами на более новую систему управления ТРН-АД или ТПЧ-АД (тиристорный регулятор напряжения и тиристорный преобразователь частоты), происходит значительное снижение пусковых характеристик и уменьшение времени запуска двигателя, что позволит существенно повысить срок службы оборудования и сократить расход электроэнергии на бесполезную работу.
Начальная стадия исследований проводилась путём моделирования переходных процессов на математических моделях трёх типов систем с помощью пакета программ Matlab. Были получены следующие результаты:
1. Асинхронный двигатель со сглаживающими устройствами:
;
2. Тиристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель:
;
3. Тиристорный преобразователь частоты – асинхронный двигатель:
.
Полученные данные показывают большое преимущество современных систем регулирования над использованием сглаживающих устройств.
Для дальнейших исследований необходимо внедрение вышеуказанных систем регулирования на существующих горных предприятиях. При установке на несколько насосов таких систем, мы выявим реальную пользу как для долговечности оборудования, так и с точки зрения экономии электроэнергии. Какой-либо риск при реализации проекта исключён, т.к. при отрицательных результатах в реальных условиях, всегда можно будет вернуться к использованию старых систем.