elektro.info

news System wypożyczania samochodów EV Vozilla kończy działalność

System wypożyczania samochodów EV Vozilla kończy działalność

Firma Enigma Systemy Ochrony Informacji Sp. z o.o podpisała z Miastem Wrocław aneks do umowy, który skraca okres działalności wypożyczalni do 30 kwietnia 2020 r. Firma podaje, że wypożyczalnia aut elektrycznych...

Firma Enigma Systemy Ochrony Informacji Sp. z o.o podpisała z Miastem Wrocław aneks do umowy, który skraca okres działalności wypożyczalni do 30 kwietnia 2020 r. Firma podaje, że wypożyczalnia aut elektrycznych Vozilla w obecnej formie straciła sens swojej kontynuacji.

news Produkcja energii elektrycznej w listopadzie 2019 r.

Produkcja energii elektrycznej w listopadzie 2019 r.

Agencja Rynku Energii podsumowała produkcję energii elektrycznej w listopadzie 2019 r. Wynika z niej, że produkcja w Polsce była niższa o 2 proc. niż w październiku i wyniosła 13,5 TWh. W porównaniu z...

Agencja Rynku Energii podsumowała produkcję energii elektrycznej w listopadzie 2019 r. Wynika z niej, że produkcja w Polsce była niższa o 2 proc. niż w październiku i wyniosła 13,5 TWh. W porównaniu z analogicznym miesiącem 2018 r., w listopadzie 2019 r. wyprodukowano w Polsce o 1 083,6 GWh mniej energii elektrycznej, a jej zużycie spadło o 374 GWh. Produkcja energii elektrycznej z OZE w listopadzie ub. roku wzrosła o 21 proc. w porównaniu z 2018 r. Saldo wymiany zagranicznej energią elektryczną...

UPS ze zintegrowanym zasilaczem i interfejsem USB

UPS ze zintegrowanym zasilaczem i interfejsem USB

Bezpieczne zasilanie krytycznych odbiorników prądu stałego, zwiększenie dostępności systemu, ograniczone miejsce w szafie i trudne warunki otoczenia stawiają projektantów systemów przed wieloma wyzwaniami.

Bezpieczne zasilanie krytycznych odbiorników prądu stałego, zwiększenie dostępności systemu, ograniczone miejsce w szafie i trudne warunki otoczenia stawiają projektantów systemów przed wieloma wyzwaniami.

Uniwersalny układ napędu elektrycznego podwyższający poziom bezpieczeństwa technicznego maszyn górniczych

Uniwersalna maszyna typu dh L600 [3]

W artykule przedstawiono stan wiedzy w zakresie stosowanych układów zasilania spągoładowarek górniczych. Zaprezentowano wyniki badań zapotrzebowania na energię przedmiotowej maszyny, na podstawie których sprecyzowano założenia techniczno-technologiczne innowacyjnego rozwiązania. Zaprezentowano również przebieg dalszych prac zmierzających do opracowania ww. układu zasilającego oraz wskazano perspektywy rozwoju napędów górniczych maszyn małej mechanizacji w perspektywie najbliższych lat.

W artykule:

• Spągoładowarki z napędem elektrycznym – przegląd rozwiązań
• Pomiar zużycia energii spągoładowarki górniczej
• Obiekt, zakres i przebieg badań
• Koncepcja układu zasilająco-sterującego spągoładowarki

Spągoładowarki są powszechnie stosowanymi maszynami w polskim górnictwie węglowym do pobierki spągu (rys. 1.) oraz prac załadowczych podczas drążenia wyrobisk korytarzowych techniką strzelniczą, gdzie wymagane jest usunięcie pozostawionych po odstrzeleniu fragmentów skały płonnej i węgla z ociosów oraz stropu [1, 2, 5, 6]. Służą również do podciągania materiałów typu: rury, pręty, szyny itp. w różnych miejscach przebudów infrastruktury kopalnianej [4]. Są maszynami samobieżnymi na podwoziu gąsiennicowym, o napędzie elektrohydraulicznym. Wadą stosowanych rozwiązań jest ograniczona mobilność oraz narażenie kabla zasilającego na uszkodzenia mechaniczne.

Innowacyjne rozwiązanie spągoładowarki ograniczające ww. problem jest realizowane w ramach projektu pt. ”Innowacyjna maszyna mobilna z uniwersalnym układem napędu elektrycznego, podwyższającym poziom bezpieczeństwa technicznego” HYDKOM 75 w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014–2020. Projekt realizowany w ramach konsorcjum (jednostka naukowo-badawcza – Instytut Techniki Górniczej KOMAG jako lider i partner przemysłowy – HYDROTECH S.A.). Celem projektu jest zaprojektowanie, wykonanie oraz przebadanie ww. maszyny górniczej. Maszyna dostosowana będzie do prac związanych z utrzymaniem właściwego stanu spągu w wyrobiskach górniczych potencjalnie zagrożonych wybuchem metanu lub/i pyłu węglowego.

Czytaj też: Wykorzystanie niskonapięciowych przemienników częstotliwości (ich podzespołów) do modułowych podstacji trakcyjnych 3kV dc współpracujących ze źródłami energii OZE i zasobnikami energii >>

Spągoładowarki z napędem elektrycznym – przegląd rozwiązań

Na rynku polskim obecnych jest kilku producentów spągoładowarek. Przeprowadzona analiza stanu wiedzy nie wykazała, aby którykolwiek z nich oferował maszynę zasilaną z baterii akumulatorów. Maszyny te rozwijane są pod kątem wielofunkcyjności (zastosowanie wymiennego osprzętu w postaci lawety wiercącej, organu urabiającego), spełnienia certyfikatów (SIL2) oraz możliwości zdalnego sterowania.

Wyposażenie elektryczne dostępnych na rynku spągoładowarek spełnia wymagania dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, wynikające z Rozporządzenia Ministra Rozwoju z dnia 6 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej (DzU 2016 r., poz. 817). Stosowane obecnie spągoładowarki zasilane są z elektroenergetycznej sieci kopalnianej za pośrednictwem rozwijanego przewodu oponowego, o ograniczonym zasięgu pracy wynikającym z jego długości. W trakcie przemieszczania się maszyny, rozwijany przewód narażony jest dodatkowo na mechaniczne uszkodzenia. Zainstalowane moce w tych maszynach wynoszą od 30 kW do 90 kW, przy napięciu zasilania od 500 V do 1140 V.

W związku z ww. wadami oraz kierując się rozwojem techniki w zakresie baterii akumulatorów, zasadnym jest podjęcie prac zmierzających w kierunku wprowadzenia zasilania bateryjnego w spągoładowarkach górniczych. Wyeliminowanie wskazanych ograniczeń niesie za sobą szereg zalet, a główną z nich jest poprawa bezpieczeństwa pracy załóg górniczych oraz zwiększenie dyspozycyjności oraz mobilności maszyny.

Pomiar zużycia energii spągoładowarki górniczej

Zapotrzebowanie na energię jest jednym z zasadniczych problemów, z jakimi mierzą się konstruktorzy oraz użytkownicy maszyn górniczych. Ograniczenie zużycia energii przy podwyższeniu bezpieczeństwa eksploatacji jest głównym z zadań stawianych konstruktorom już na etapie opracowania założeń nowych oraz modernizacji istniejących maszyn. W tym celu przeprowadzono identyfikację w zakresie zużycia energii elektrycznej spągoładowarki. Przeprowadzono badania w warunkach quasi-rzeczywistych na stanowisku w firmie HYDROTECH S.A.

Obiekt badań

Obiektem badań była spągoładowarka typu BH 3000 (rys. 2.) produkowana przez firmę HYDROTECH S.A. i eksploatowana w podziemiach kopalń węgla kamiennego (np. KWK Bogdanka).

Rys. 2. Spągoładowarka typu BH 3000 [7]
Rys. 2. Spągoładowarka typu BH 3000 [7]

Zakres badań

Zakres badań obejmował wykonanie pomiaru i rejestracji zużycia energii elektrycznej spągoładowarki podczas jej eksploatacji w celu określenia możliwości zastosowania jako źródła zasilania baterii ogniw. W tym celu zainstalowano aparaturę pomiarowo-rejestrującą na dopływie zasilania wyłącznika głównego spągoładowarki w postaci uniwersalnego analizatora sieci elektrycznych połączonego w układzie Arona. Wyniki z pomiarów rejestrowane były w pamięci urządzenia. Rejestrowano zużycie energii podczas pracy maszyny ze znamionowym oraz maksymalnym ciśnieniem układu hydraulicznego.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

[układ napędu elektrycznego, układ napędowy, układ zasilania, układ zasilania sprężarek, napędy i sterowanie, spągoładowarki, napęd elektrohydrauliczny, silnik elektryczny, napęd elektryczny, zużycie energii elektrycznej]

W artykule:

• Spągoładowarki z napędem elektrycznym – przegląd rozwiązań
• Pomiar zużycia energii spągoładowarki górniczej
• Obiekt, zakres i przebieg badań
• Koncepcja układu zasilająco-sterującego spągoładowarki

Spągoładowarki są powszechnie stosowanymi maszynami w polskim górnictwie węglowym do pobierki spągu (rys. 1.) oraz prac załadowczych podczas drążenia wyrobisk korytarzowych techniką strzelniczą, gdzie wymagane jest usunięcie pozostawionych po odstrzeleniu fragmentów skały płonnej i węgla z ociosów oraz stropu [1, 2, 5, 6]. Służą również do podciągania materiałów typu: rury, pręty, szyny itp. w różnych miejscach przebudów infrastruktury kopalnianej [4]. Są maszynami samobieżnymi na podwoziu gąsiennicowym, o napędzie elektrohydraulicznym. Wadą stosowanych rozwiązań jest ograniczona mobilność oraz narażenie kabla zasilającego na uszkodzenia mechaniczne.

Innowacyjne rozwiązanie spągoładowarki ograniczające ww. problem jest realizowane w ramach projektu pt. ”Innowacyjna maszyna mobilna z uniwersalnym układem napędu elektrycznego, podwyższającym poziom bezpieczeństwa technicznego” HYDKOM 75 w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014–2020. Projekt realizowany w ramach konsorcjum (jednostka naukowo-badawcza – Instytut Techniki Górniczej KOMAG jako lider i partner przemysłowy – HYDROTECH S.A.). Celem projektu jest zaprojektowanie, wykonanie oraz przebadanie ww. maszyny górniczej. Maszyna dostosowana będzie do prac związanych z utrzymaniem właściwego stanu spągu w wyrobiskach górniczych potencjalnie zagrożonych wybuchem metanu lub/i pyłu węglowego.

Czytaj też: Wykorzystanie niskonapięciowych przemienników częstotliwości (ich podzespołów) do modułowych podstacji trakcyjnych 3kV dc współpracujących ze źródłami energii OZE i zasobnikami energii >>

Spągoładowarki z napędem elektrycznym – przegląd rozwiązań

Na rynku polskim obecnych jest kilku producentów spągoładowarek. Przeprowadzona analiza stanu wiedzy nie wykazała, aby którykolwiek z nich oferował maszynę zasilaną z baterii akumulatorów. Maszyny te rozwijane są pod kątem wielofunkcyjności (zastosowanie wymiennego osprzętu w postaci lawety wiercącej, organu urabiającego), spełnienia certyfikatów (SIL2) oraz możliwości zdalnego sterowania.

Wyposażenie elektryczne dostępnych na rynku spągoładowarek spełnia wymagania dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, wynikające z Rozporządzenia Ministra Rozwoju z dnia 6 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej (DzU 2016 r., poz. 817). Stosowane obecnie spągoładowarki zasilane są z elektroenergetycznej sieci kopalnianej za pośrednictwem rozwijanego przewodu oponowego, o ograniczonym zasięgu pracy wynikającym z jego długości. W trakcie przemieszczania się maszyny, rozwijany przewód narażony jest dodatkowo na mechaniczne uszkodzenia. Zainstalowane moce w tych maszynach wynoszą od 30 kW do 90 kW, przy napięciu zasilania od 500 V do 1140 V.

W związku z ww. wadami oraz kierując się rozwojem techniki w zakresie baterii akumulatorów, zasadnym jest podjęcie prac zmierzających w kierunku wprowadzenia zasilania bateryjnego w spągoładowarkach górniczych. Wyeliminowanie wskazanych ograniczeń niesie za sobą szereg zalet, a główną z nich jest poprawa bezpieczeństwa pracy załóg górniczych oraz zwiększenie dyspozycyjności oraz mobilności maszyny.

Pomiar zużycia energii spągoładowarki górniczej

Zapotrzebowanie na energię jest jednym z zasadniczych problemów, z jakimi mierzą się konstruktorzy oraz użytkownicy maszyn górniczych. Ograniczenie zużycia energii przy podwyższeniu bezpieczeństwa eksploatacji jest głównym z zadań stawianych konstruktorom już na etapie opracowania założeń nowych oraz modernizacji istniejących maszyn. W tym celu przeprowadzono identyfikację w zakresie zużycia energii elektrycznej spągoładowarki. Przeprowadzono badania w warunkach quasi-rzeczywistych na stanowisku w firmie HYDROTECH S.A.

Obiekt badań

Obiektem badań była spągoładowarka typu BH 3000 (rys. 2.) produkowana przez firmę HYDROTECH S.A. i eksploatowana w podziemiach kopalń węgla kamiennego (np. KWK Bogdanka).

Rys. 2. Spągoładowarka typu BH 3000 [7]
Rys. 2. Spągoładowarka typu BH 3000 [7]

Zakres badań

Zakres badań obejmował wykonanie pomiaru i rejestracji zużycia energii elektrycznej spągoładowarki podczas jej eksploatacji w celu określenia możliwości zastosowania jako źródła zasilania baterii ogniw. W tym celu zainstalowano aparaturę pomiarowo-rejestrującą na dopływie zasilania wyłącznika głównego spągoładowarki w postaci uniwersalnego analizatora sieci elektrycznych połączonego w układzie Arona. Wyniki z pomiarów rejestrowane były w pamięci urządzenia. Rejestrowano zużycie energii podczas pracy maszyny ze znamionowym oraz maksymalnym ciśnieniem układu hydraulicznego.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

[układ napędu elektrycznego, układ napędowy, układ zasilania, układ zasilania sprężarek, napędy i sterowanie, spągoładowarki, napęd elektrohydrauliczny, silnik elektryczny, napęd elektryczny, zużycie energii elektrycznej]

Przebieg i wyniki badań

Pomiarów dokonano na trójfazowym odpływie kopalnianego wyłącznika stycznikowego typu OW-0208M, zasilającego bezpośrednio spągoładowarkę. Rejestrowano przebieg napięcia (U), prądu (I) oraz mocy (P) z podziałem na moc czynną, bierną indukcyjną i pojemnościową. Częstotliwość rejestracji danych wynosiła 1 Hz. Analizator sieci na podstawie zarejestrowanych danych wyliczył zużycie energii elektrycznej. Operator spągoładowarki wykonywał symulowaną pracę, polegającą na przejazdach do przodu oraz w tył (droga ok. 3 m), z jednoczesnym manewrowaniem wysięgnikiem. W naczyniu wysięgnika umieszczono materiał o masie 600 kg.

Pomiary wykonano przy znamionowym ciśnieniu w układzie hydraulicznym oraz dla ciśnienia podwyższonego do wartości symulującej pracę przy obciążeniu maksymalnym. W tabeli 2. zestawiono wyniki parametrów elektrycznych zarejestrowane podczas badań.Na podstawie przeprowadzonych pomiarów określone zostało zużycie energii przez badaną maszynę – spągoładowarka BH 3000. Podczas pierwszej próby, trwającej przez 84 minuty, maszyna zużyła energię o wartości E » 42 kWh. Podczas drugiej próby trwającej przez 8 minut, maszyna zużyła energię o wartości E » 5 kWh.

Tab. 2. Wyniki pomiarów parametrów elektrycznych podczas badań spągoładowarki
typu BH 3000 [7]
Tab. 2. Wyniki pomiarów parametrów elektrycznych podczas badań spągoładowarki typu BH 3000 [7]

Ponieważ w trakcie badań maszyna pracowała z maksymalnym dopuszczalnym obciążeniem, wykonując przy tym wszystkie możliwe operacje ruchowe (jazda, podnoszenie i opuszczanie wysięgnika, obracanie naczynia i wysięgnika, wysuwanie klapy naczynia), założono, że były to najcięższe warunki zapotrzebowania energetycznego. Bazując na doświadczeniu z projektowania maszyn wyposażonych we własne źródło zasilania oraz w oparciu o informacje pozyskane od producenta odnośnie cyklu pracy realizowanego przez spągoładowarki pracujące w kopalniach, założono, że dla maszyny zasilanej z baterii ogniw, wartość energii powinna wynosić E » 75 kWh, co umożliwi pracę maszyny w trakcie trwania jednej zmiany roboczej.

Czytaj też: Wybrane aspekty energetyki wiatrowej w Polsce (część 1.) >>

Koncepcja układu zasilająco-sterującego spągoładowarki

Po konsultacjach z użytkownikami i producentami górniczych spągoładowarek, przy uwzględnieniu wyników badań zapotrzebowania na energię spągoładowarki typu BH 3000, opracowano założenia koncepcyjne dla innowacyjnego układu zasilająco-sterującego przedmiotowej maszyny górniczej.

Źródło zasilania

Założono zasilanie maszyny energią elektryczną za pośrednictwem tzw. elektrycznej hybrydy. Jest to układ bazujący na zasilaniu przewodowym z sieci kopalnianej oraz dodatkowo niezależnym zasilaniu z baterii ogniw. Zakłada się, że maszyna będzie zasilana z baterii ogniw. Po jej rozładowaniu możliwe będzie zasilenie maszyny z sieci kopalnianej, przy jednoczesnym jej ładowaniu. Po naładowaniu baterii, maszyna będzie ponownie zasilana z baterii ogniw. W związku z powyższym, należało uwzględnić parametry zasilania sieci kopalnianej. Obecnie spągoładowarki zasilane są z kopalnianych wyłączników stycznikowych trójfazowym prądem przemiennym o napięciu 500 V.

Chcąc zachować funkcjonalność maszyny, bateria ogniw powinna mieć napięcie o wartości nominalnej 720 V DC. Zdecydowano się na zastosowanie ogniw typu LiFePO4, które w oparciu o przeprowadzoną analizę zapewniają odpowiednio wysoką gęstość energii, przy zachowaniu odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa. Obowiązujące przepisy dotyczące stosowania ogniw w podziemiach kopalń zagrożonych wybuchem nakazują stosowanie wyłącznie połączeń szeregowych, stąd zachodzi możliwość zwiększania napięcia przy zachowaniu pojemności pojedynczego ogniwa. W tym celu wybrano ogniwa o pojemności 100 Ah w liczbie 224 sztuk, połączonych szeregowo. Łącznie bateria ogniw będzie miała energię 75 kWh. Bateria będzie się składać z czternastu modułów po 16 ogniw. Na rysunku 3. pokazano pojedynczy zestaw ogniw (modułu) w kasecie ochronnej. 

Rys. 3. Pojedynczy zestaw ogniww kasecie ochronnej [7]
Rys. 3. Pojedynczy zestaw ogniw w kasecie ochronnej [7]

W celu nadzorowania pracy baterii opracowano nowoczesny system BMS, wyposażony w aktywny układ balansowania ogniw. System ten zostanie poddany testom porównawczym z dostępnymi na rynku rozwiązaniami z pasywnym układem balansowania ogniw. Wyniki testów umożliwią wybranie docelowego układu nadzoru pracy baterii ogniw. Przewiduje się możliwość ładowania baterii bezpośrednio z sieci prądem odpowiadającym znamionowemu silnika elektrycznego. Czas ładowania będzie odpowiadał czasowi rozładowania, przy założonym znamionowym obciążeniu. Praca spągoładowarki z obciążeniem mniejszym od znamionowego wydłuży czas pracy maszyny.

Przekształtnik energoelektroniczny

Głównym elementem wyposażenia elektrycznego nowego układu zasilająco-sterującego będzie przekształtnik, w pełni sterowalny, spełniający funkcje falownika i zasilacza baterii. Napięcia pomocnicze AC i DC wymagane do obsługi maszyny i zasilania zabezpieczeń, uzyskane będą z napięcia 500 V. Z uwagi na występujące wyższe harmoniczne, w czasie przekształcania napięcia zasilania z baterii przez falownik, wymagane będzie zastosowanie odpowiednich filtrów. Przekształtnik będzie zasilał silnik elektryczny typu dSLg250M4-EP (trójfazowy, asynchroniczny silnik elektryczny, dostosowany do pracy w przestrzeniach zagrożonych wybuchem).

Jest on powszechnie stosowany w górnictwie, również w dotychczasowych układach napędowych spągoładowarek górniczych. Opracowano cztery koncepcje przekształtników energoelektronicznych. Ustalono z producentem, że najlepszym rozwiązaniem będzie topologia 2 (rys. 4.), która jest najmniej kosztownym rozwiązaniem przy zachowaniu założonych funkcjonalności spągoładowarki.Falownik oraz ładowarka będą pracowały na wspólnej linii zasilania silnika napędowego pompy hydraulicznej. Po rozładowaniu baterii, poprzez odpowiednią sekwencję przełączeń, po podłączeniu przewodu zasilającego, system umożliwi ładowanie baterii oraz bezpośrednie zasilenie silnika napędowego z elektrycznej sieci kopalnianej, co zwiększy funkcjonalność maszyny w porównaniu do dotychczasowych rozwiązań.

Rys. 4. Topologia nr 2 systemu [7]
Rys. 4. Topologia nr 2 systemu [7]

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

[układ napędu elektrycznego, układ napędowy, układ zasilania, układ zasilania sprężarek, napędy i sterowanie, spągoładowarki, napęd elektrohydrauliczny, silnik elektryczny, napęd elektryczny, zużycie energii elektrycznej]

W artykule:

• Spągoładowarki z napędem elektrycznym – przegląd rozwiązań
• Pomiar zużycia energii spągoładowarki górniczej
• Obiekt, zakres i przebieg badań
• Koncepcja układu zasilająco-sterującego spągoładowarki

Spągoładowarki są powszechnie stosowanymi maszynami w polskim górnictwie węglowym do pobierki spągu (rys. 1.) oraz prac załadowczych podczas drążenia wyrobisk korytarzowych techniką strzelniczą, gdzie wymagane jest usunięcie pozostawionych po odstrzeleniu fragmentów skały płonnej i węgla z ociosów oraz stropu [1, 2, 5, 6]. Służą również do podciągania materiałów typu: rury, pręty, szyny itp. w różnych miejscach przebudów infrastruktury kopalnianej [4]. Są maszynami samobieżnymi na podwoziu gąsiennicowym, o napędzie elektrohydraulicznym. Wadą stosowanych rozwiązań jest ograniczona mobilność oraz narażenie kabla zasilającego na uszkodzenia mechaniczne.

Innowacyjne rozwiązanie spągoładowarki ograniczające ww. problem jest realizowane w ramach projektu pt. ”Innowacyjna maszyna mobilna z uniwersalnym układem napędu elektrycznego, podwyższającym poziom bezpieczeństwa technicznego” HYDKOM 75 w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014–2020. Projekt realizowany w ramach konsorcjum (jednostka naukowo-badawcza – Instytut Techniki Górniczej KOMAG jako lider i partner przemysłowy – HYDROTECH S.A.). Celem projektu jest zaprojektowanie, wykonanie oraz przebadanie ww. maszyny górniczej. Maszyna dostosowana będzie do prac związanych z utrzymaniem właściwego stanu spągu w wyrobiskach górniczych potencjalnie zagrożonych wybuchem metanu lub/i pyłu węglowego.

Czytaj też: Wykorzystanie niskonapięciowych przemienników częstotliwości (ich podzespołów) do modułowych podstacji trakcyjnych 3kV dc współpracujących ze źródłami energii OZE i zasobnikami energii >>

Spągoładowarki z napędem elektrycznym – przegląd rozwiązań

Na rynku polskim obecnych jest kilku producentów spągoładowarek. Przeprowadzona analiza stanu wiedzy nie wykazała, aby którykolwiek z nich oferował maszynę zasilaną z baterii akumulatorów. Maszyny te rozwijane są pod kątem wielofunkcyjności (zastosowanie wymiennego osprzętu w postaci lawety wiercącej, organu urabiającego), spełnienia certyfikatów (SIL2) oraz możliwości zdalnego sterowania.

Wyposażenie elektryczne dostępnych na rynku spągoładowarek spełnia wymagania dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, wynikające z Rozporządzenia Ministra Rozwoju z dnia 6 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej (DzU 2016 r., poz. 817). Stosowane obecnie spągoładowarki zasilane są z elektroenergetycznej sieci kopalnianej za pośrednictwem rozwijanego przewodu oponowego, o ograniczonym zasięgu pracy wynikającym z jego długości. W trakcie przemieszczania się maszyny, rozwijany przewód narażony jest dodatkowo na mechaniczne uszkodzenia. Zainstalowane moce w tych maszynach wynoszą od 30 kW do 90 kW, przy napięciu zasilania od 500 V do 1140 V.

W związku z ww. wadami oraz kierując się rozwojem techniki w zakresie baterii akumulatorów, zasadnym jest podjęcie prac zmierzających w kierunku wprowadzenia zasilania bateryjnego w spągoładowarkach górniczych. Wyeliminowanie wskazanych ograniczeń niesie za sobą szereg zalet, a główną z nich jest poprawa bezpieczeństwa pracy załóg górniczych oraz zwiększenie dyspozycyjności oraz mobilności maszyny.

Pomiar zużycia energii spągoładowarki górniczej

Zapotrzebowanie na energię jest jednym z zasadniczych problemów, z jakimi mierzą się konstruktorzy oraz użytkownicy maszyn górniczych. Ograniczenie zużycia energii przy podwyższeniu bezpieczeństwa eksploatacji jest głównym z zadań stawianych konstruktorom już na etapie opracowania założeń nowych oraz modernizacji istniejących maszyn. W tym celu przeprowadzono identyfikację w zakresie zużycia energii elektrycznej spągoładowarki. Przeprowadzono badania w warunkach quasi-rzeczywistych na stanowisku w firmie HYDROTECH S.A.

Obiekt badań

Obiektem badań była spągoładowarka typu BH 3000 (rys. 2.) produkowana przez firmę HYDROTECH S.A. i eksploatowana w podziemiach kopalń węgla kamiennego (np. KWK Bogdanka).

Rys. 2. Spągoładowarka typu BH 3000 [7]
Rys. 2. Spągoładowarka typu BH 3000 [7]

Zakres badań

Zakres badań obejmował wykonanie pomiaru i rejestracji zużycia energii elektrycznej spągoładowarki podczas jej eksploatacji w celu określenia możliwości zastosowania jako źródła zasilania baterii ogniw. W tym celu zainstalowano aparaturę pomiarowo-rejestrującą na dopływie zasilania wyłącznika głównego spągoładowarki w postaci uniwersalnego analizatora sieci elektrycznych połączonego w układzie Arona. Wyniki z pomiarów rejestrowane były w pamięci urządzenia. Rejestrowano zużycie energii podczas pracy maszyny ze znamionowym oraz maksymalnym ciśnieniem układu hydraulicznego.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

[układ napędu elektrycznego, układ napędowy, układ zasilania, układ zasilania sprężarek, napędy i sterowanie, spągoładowarki, napęd elektrohydrauliczny, silnik elektryczny, napęd elektryczny, zużycie energii elektrycznej]

Przebieg i wyniki badań

Pomiarów dokonano na trójfazowym odpływie kopalnianego wyłącznika stycznikowego typu OW-0208M, zasilającego bezpośrednio spągoładowarkę. Rejestrowano przebieg napięcia (U), prądu (I) oraz mocy (P) z podziałem na moc czynną, bierną indukcyjną i pojemnościową. Częstotliwość rejestracji danych wynosiła 1 Hz. Analizator sieci na podstawie zarejestrowanych danych wyliczył zużycie energii elektrycznej. Operator spągoładowarki wykonywał symulowaną pracę, polegającą na przejazdach do przodu oraz w tył (droga ok. 3 m), z jednoczesnym manewrowaniem wysięgnikiem. W naczyniu wysięgnika umieszczono materiał o masie 600 kg.

Pomiary wykonano przy znamionowym ciśnieniu w układzie hydraulicznym oraz dla ciśnienia podwyższonego do wartości symulującej pracę przy obciążeniu maksymalnym. W tabeli 2. zestawiono wyniki parametrów elektrycznych zarejestrowane podczas badań.Na podstawie przeprowadzonych pomiarów określone zostało zużycie energii przez badaną maszynę – spągoładowarka BH 3000. Podczas pierwszej próby, trwającej przez 84 minuty, maszyna zużyła energię o wartości E » 42 kWh. Podczas drugiej próby trwającej przez 8 minut, maszyna zużyła energię o wartości E » 5 kWh.

Tab. 2. Wyniki pomiarów parametrów elektrycznych podczas badań spągoładowarki
typu BH 3000 [7]
Tab. 2. Wyniki pomiarów parametrów elektrycznych podczas badań spągoładowarki typu BH 3000 [7]

Ponieważ w trakcie badań maszyna pracowała z maksymalnym dopuszczalnym obciążeniem, wykonując przy tym wszystkie możliwe operacje ruchowe (jazda, podnoszenie i opuszczanie wysięgnika, obracanie naczynia i wysięgnika, wysuwanie klapy naczynia), założono, że były to najcięższe warunki zapotrzebowania energetycznego. Bazując na doświadczeniu z projektowania maszyn wyposażonych we własne źródło zasilania oraz w oparciu o informacje pozyskane od producenta odnośnie cyklu pracy realizowanego przez spągoładowarki pracujące w kopalniach, założono, że dla maszyny zasilanej z baterii ogniw, wartość energii powinna wynosić E » 75 kWh, co umożliwi pracę maszyny w trakcie trwania jednej zmiany roboczej.

Czytaj też: Wybrane aspekty energetyki wiatrowej w Polsce (część 1.) >>

Koncepcja układu zasilająco-sterującego spągoładowarki

Po konsultacjach z użytkownikami i producentami górniczych spągoładowarek, przy uwzględnieniu wyników badań zapotrzebowania na energię spągoładowarki typu BH 3000, opracowano założenia koncepcyjne dla innowacyjnego układu zasilająco-sterującego przedmiotowej maszyny górniczej.

Źródło zasilania

Założono zasilanie maszyny energią elektryczną za pośrednictwem tzw. elektrycznej hybrydy. Jest to układ bazujący na zasilaniu przewodowym z sieci kopalnianej oraz dodatkowo niezależnym zasilaniu z baterii ogniw. Zakłada się, że maszyna będzie zasilana z baterii ogniw. Po jej rozładowaniu możliwe będzie zasilenie maszyny z sieci kopalnianej, przy jednoczesnym jej ładowaniu. Po naładowaniu baterii, maszyna będzie ponownie zasilana z baterii ogniw. W związku z powyższym, należało uwzględnić parametry zasilania sieci kopalnianej. Obecnie spągoładowarki zasilane są z kopalnianych wyłączników stycznikowych trójfazowym prądem przemiennym o napięciu 500 V.

Chcąc zachować funkcjonalność maszyny, bateria ogniw powinna mieć napięcie o wartości nominalnej 720 V DC. Zdecydowano się na zastosowanie ogniw typu LiFePO4, które w oparciu o przeprowadzoną analizę zapewniają odpowiednio wysoką gęstość energii, przy zachowaniu odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa. Obowiązujące przepisy dotyczące stosowania ogniw w podziemiach kopalń zagrożonych wybuchem nakazują stosowanie wyłącznie połączeń szeregowych, stąd zachodzi możliwość zwiększania napięcia przy zachowaniu pojemności pojedynczego ogniwa. W tym celu wybrano ogniwa o pojemności 100 Ah w liczbie 224 sztuk, połączonych szeregowo. Łącznie bateria ogniw będzie miała energię 75 kWh. Bateria będzie się składać z czternastu modułów po 16 ogniw. Na rysunku 3. pokazano pojedynczy zestaw ogniw (modułu) w kasecie ochronnej. 

Rys. 3. Pojedynczy zestaw ogniww kasecie ochronnej [7]
Rys. 3. Pojedynczy zestaw ogniw w kasecie ochronnej [7]

W celu nadzorowania pracy baterii opracowano nowoczesny system BMS, wyposażony w aktywny układ balansowania ogniw. System ten zostanie poddany testom porównawczym z dostępnymi na rynku rozwiązaniami z pasywnym układem balansowania ogniw. Wyniki testów umożliwią wybranie docelowego układu nadzoru pracy baterii ogniw. Przewiduje się możliwość ładowania baterii bezpośrednio z sieci prądem odpowiadającym znamionowemu silnika elektrycznego. Czas ładowania będzie odpowiadał czasowi rozładowania, przy założonym znamionowym obciążeniu. Praca spągoładowarki z obciążeniem mniejszym od znamionowego wydłuży czas pracy maszyny.

Przekształtnik energoelektroniczny

Głównym elementem wyposażenia elektrycznego nowego układu zasilająco-sterującego będzie przekształtnik, w pełni sterowalny, spełniający funkcje falownika i zasilacza baterii. Napięcia pomocnicze AC i DC wymagane do obsługi maszyny i zasilania zabezpieczeń, uzyskane będą z napięcia 500 V. Z uwagi na występujące wyższe harmoniczne, w czasie przekształcania napięcia zasilania z baterii przez falownik, wymagane będzie zastosowanie odpowiednich filtrów. Przekształtnik będzie zasilał silnik elektryczny typu dSLg250M4-EP (trójfazowy, asynchroniczny silnik elektryczny, dostosowany do pracy w przestrzeniach zagrożonych wybuchem).

Jest on powszechnie stosowany w górnictwie, również w dotychczasowych układach napędowych spągoładowarek górniczych. Opracowano cztery koncepcje przekształtników energoelektronicznych. Ustalono z producentem, że najlepszym rozwiązaniem będzie topologia 2 (rys. 4.), która jest najmniej kosztownym rozwiązaniem przy zachowaniu założonych funkcjonalności spągoładowarki.Falownik oraz ładowarka będą pracowały na wspólnej linii zasilania silnika napędowego pompy hydraulicznej. Po rozładowaniu baterii, poprzez odpowiednią sekwencję przełączeń, po podłączeniu przewodu zasilającego, system umożliwi ładowanie baterii oraz bezpośrednie zasilenie silnika napędowego z elektrycznej sieci kopalnianej, co zwiększy funkcjonalność maszyny w porównaniu do dotychczasowych rozwiązań.

Rys. 4. Topologia nr 2 systemu [7]
Rys. 4. Topologia nr 2 systemu [7]

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

[układ napędu elektrycznego, układ napędowy, układ zasilania, układ zasilania sprężarek, napędy i sterowanie, spągoładowarki, napęd elektrohydrauliczny, silnik elektryczny, napęd elektryczny, zużycie energii elektrycznej]

System sterowania

Dodatkową funkcją nowego układu będzie bezprzewodowy system sterowania i komunikacji. Dotychczasowe funkcje sterowania realizowane są za pośrednictwem manipulatora znajdującego się w pulpicie operatora. Nowy system sterowania bezprzewodowego, będzie bazować na opracowanym w KOMAG-u systemie „Bluester”. System ten przystosowany jest do pracy w wyrobiskach górniczych, w których występuje zagrożenie niebezpieczeństwa wybuchu metanu stopnia „a”, „b” i „c” oraz zagrożenia wybuchem pyłu węglowego klasy A i B. System składa się z odbiornika i pilota (rys. 5.).Odbiornik jest mikroprocesorowym urządzeniem służącym do odbierania sygnałów sterujących wysyłanych z bezprzewodowego pilota. Moduł odbiornika generuje sygnały sterujące maszyną. Zaletą pilota jest możliwość komunikacji ze sterownikiem MIS-1 (rys. 6.), który ogranicza konieczność stosowania odbiornika.

Rys. 5. Odbiornik i pilot systemu bezprzewodowego sterowania „Bluester” [7] Rys. 6. Sterownik MIS-1 [7]
Rys. 5. Odbiornik i pilot systemu bezprzewodowego sterowania „Bluester” [7] Rys. 6. Sterownik MIS-1 [7]

Zatem sygnały wysyłane będą za pośrednictwem pilota do sterownika MIS-1. Sterowanie radiowe spągoładowarki ograniczy się do jazdy, gdyż tylko ta funkcjonalność jest potrzebna operatorom maszyny. W spągoładowarce zastosowane zostaną elektrozawory, wysterowane po naciśnięciu odpowiedniego przycisku na pilocie. Wybór sterowania radiowego na pulpicie sterowniczym będzie skutkował zmniejszeniem prędkości silnika elektrycznego (prędkość jazdy spągoładowarki będzie mniejsza niż podczas jazdy w trybie lokalnym).

Czytaj też: Koncepcja budowy małej elekrowni wiatrowej >>

Podsumowanie

W artykule omówiono prace wstępne przeprowadzone w ramach realizacji projektu HYDKOM 75 pt. „Innowacyjna maszyna mobilna z uniwersalnym układem napędu elektrycznego, podwyższającym poziom bezpieczeństwa technicznego”, który rea­lizowany jest w ramach umowy nr POIR.04.01.02-00-0102/16 z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju. Projekt jest współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, Program Operacyjny Innowacyjny Rozwój, Działanie 4.1.2 Regionalne agendy naukowo-badawcze. Omówiono w skrócie rynek spągoładowarek, ze szczególnym zwróceniem uwagi na maszyny z napędem elektrycznym. Przedstawiono wyniki badań zapotrzebowania na energię elektryczna wybranej spągoładowarki, na podstawie których określono ilość energii (75 kWh), jaką powinna posiadać bateria ogniw przewidziana do zasilania nowego układu zasilająco-sterującego spągoładowarki górniczej.

Opisano koncepcję innowacyjnego układu zasilająco-sterującego nowej maszyny, skupiając się na głównych elementach wyposażenia elektrycznego: źródło zasilania – przekształtnik – system sterowania. Rozszerzenie funkcjonalności maszyny o sterowanie bezprzewodowe, umożliwi zwiększenie bezpieczeństwa operatora poprzez jego oddalenie od maszyny przy wykonywaniu manewrów jazdy, zaś zastosowanie baterii ogniw o wysokiej gęstości energii z integrowanej w jednej obudowie z układem ładowania pozwoli na praktycznie ciągłą pracę maszyny. Wprowadzenie elementów elektromobilności w podziemiach kopalń jest zgodne z przyjętym kierunkiem rozwoju napędów zeroemisyjnych. Przed konsorcjum KOMAG – HYDROTECH istnieje jeszcze szereg trudnych i czasochłonnych prac zmierzających do wdrożenia nowego rozwiązania spągoładowarki w górnictwie. Przewidywany okres wdrożenia innowacyjnego rozwiązania to lata 2019–2020.

Literatura:

M. Kalita, Spągoładowarka górnicza jako wielofunkcyjna maszyna robocza z podwoziem gąsienicowym o szerokości 1000 mm, Nowoczesne metody eksploatacji węgla i skał zwięzłych, Materiały KonferencyjneTUR 2011, s. 270–278, 2011.

A. Klich, Maszyny i urządzenia dla inżynierii budownictwa podziemnego, Praca zbiorowa, Katowice 1999.

M. Maas, A. Torka, Maszyny specjalne do górnictwa podziemnego: projekty i nowe rozwiązania firmy Deilmann-Haniel, Szkoła eksploatacji podziemnej, Materiały konferencyjne nr 2219, s. 1–9, 2014.

M. Maas, Wquipment for underground mining: Projects and new developments at Deilmann-Haniel Mining Systems GmbH, Mining Report Gluckauf, nr 4, s. 223–227, 2014.

H. Przybyła, A. Chmiela, Technika i organizacja w robotach przygotowawczych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.

E. Remiorz, Wyznaczenie masy krytycznej urobku e czerpaku ładowarki do pobierki spągu, Archivs of Mining, nr 3, s. 531–543, 2017.

Sprawozdanie z projektu realizowanego w ITG KOMAG nr POIR.04.01.02-00-0102/16. Rok 2017 – materiały niepublikowane.

Artykuł został wygłoszony w formie referatu na konferencji SEMAG 2018 – Mysłowice, 28–30.05.2018.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

[układ napędu elektrycznego, układ napędowy, układ zasilania, układ zasilania sprężarek, napędy i sterowanie, spągoładowarki, napęd elektrohydrauliczny, silnik elektryczny, napęd elektryczny, zużycie energii elektrycznej]

Galeria zdjęć

Tytuł
przejdź do galerii

Powiązane

Wybrane aspekty energetyki wiatrowej w Polsce (część 1.)

Wybrane aspekty energetyki wiatrowej w Polsce (część 1.)

Rozwój energetyki wiatrowej w Polsce to zjawisko dość nowe o dużej dynamice zmian. W ostatnich latach szczególnie dynamicznie rosła liczba turbin wiatrowych oraz ich moc. Z uwagi na koszty tej technologii...

Rozwój energetyki wiatrowej w Polsce to zjawisko dość nowe o dużej dynamice zmian. W ostatnich latach szczególnie dynamicznie rosła liczba turbin wiatrowych oraz ich moc. Z uwagi na koszty tej technologii produkcji energii elektrycznej dużą rolę w jej rozwoju odgrywa polityka danego państwa oraz obowiązujące przepisy. Zmiana przepisów zahamowała w ostatnim roku trend rosnący. Z drugiej strony konieczność ograniczenia w Polsce emisji CO2 sprawia, że od inwestycji w OZE nie ma w praktyce odwrotu.

Koncepcja budowy małej elektrowni wiatrowej

Koncepcja budowy małej elektrowni wiatrowej

W artykule o tym jak wykonać małą elektrownię wiatrową o mocy rzędu 150 W przeznaczoną dla pojedynczego gospodarstwa domowego.

W artykule o tym jak wykonać małą elektrownię wiatrową o mocy rzędu 150 W przeznaczoną dla pojedynczego gospodarstwa domowego.

Wykorzystanie niskonapięciowych przemienników częstotliwości (ich podzespołów) do modułowych podstacji trakcyjnych 3kV dc współpracujących ze źródłami energii OZE i zasobnikami energii

Wykorzystanie niskonapięciowych przemienników częstotliwości (ich podzespołów) do modułowych podstacji trakcyjnych 3kV dc współpracujących ze źródłami energii OZE i zasobnikami energii

W artykule zaproponowano modułowy 12-pulsowy prostownik trakcyjny 3 kV dc zbudowany z niskonapięciowych modułów prostowników 6-pulsowych ze wstępnym ładowaniem baterii kondensatów jako alternatywa dla...

W artykule zaproponowano modułowy 12-pulsowy prostownik trakcyjny 3 kV dc zbudowany z niskonapięciowych modułów prostowników 6-pulsowych ze wstępnym ładowaniem baterii kondensatów jako alternatywa dla tradycyjnego rozwiązania.

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 2

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 2

Targi poświęcone automatyce i robotyce, które odbyły się w dniach 24-28 kwietnia w Hannover Messe, były okazją do prezentacji oferty setek firm i produktów, systemów oraz usług, bez których wdrożenie istnienie...

Targi poświęcone automatyce i robotyce, które odbyły się w dniach 24-28 kwietnia w Hannover Messe, były okazją do prezentacji oferty setek firm i produktów, systemów oraz usług, bez których wdrożenie istnienie i rozwój idei "Industry 4.0" nie byłby możliwy. W halach centrum targowego w Hanowerze przedstawiono zatem najnowsze osiągnięcia w dziedzinie narzędzi przeznaczonych dla elektroinstalatorów, kabli i przewodów oraz wszelkiego osprzętu instalacyjnego, ochrony przeciwporażeniowej, ochrony przeciwpożarowej,...

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 1

Oblicza nowoczesnej automatyki - targi Hannover Messe 2017 - część 1

W dniach 24-28 kwietnia, Hanower znalazł się w centrum zainteresowania szeroko rozumianej branży automatyki. Olbrzymie hale Hannover Messe, istnego miasta w mieście, wypełniały technologiczne nowości oraz...

W dniach 24-28 kwietnia, Hanower znalazł się w centrum zainteresowania szeroko rozumianej branży automatyki. Olbrzymie hale Hannover Messe, istnego miasta w mieście, wypełniały technologiczne nowości oraz gwar rozmów ekspertów i specjalistów z każdego możliwego sektora automatyki, przedstawicieli świata biznesu i nauki oraz mediów branżowych, wykonawców, konstruktorów, projektantów i pasjonatów.

Modelowanie maszyn indukcyjnych w programie ATP

Modelowanie maszyn indukcyjnych w programie ATP

W artykule opisano dwie wersje modelu maszyny indukcyjnej występujące w programie ATP/EMTP. Wersja pierwsza jest przystosowana do ręcznego wprowadzania wartości początkowych zmiennych opisujących pracę...

W artykule opisano dwie wersje modelu maszyny indukcyjnej występujące w programie ATP/EMTP. Wersja pierwsza jest przystosowana do ręcznego wprowadzania wartości początkowych zmiennych opisujących pracę silnika lub generatora (Initialization Manual). W wersji drugiej program automatycznie wylicza parametry początkowe (Initialization Automatic). W przypadku analizowania współpracy 3 maszyn zasilanych ze wspólnej rozdzielni, wersja druga umożliwia uzyskanie wyników zgodnych z logiką. Wymaga to jednak...

Harmoniczne prądów w sieci zasilania z 12-pulsowymi prostownikami diodowymi

Harmoniczne prądów w sieci zasilania z 12-pulsowymi prostownikami diodowymi

Autor artykułu omówił wpływ 12-pulsowego prostownika diodowego na prądy transformatora trójuzwojeniowego Yyd. Został on zbudowany z dwóch prostowników 6-pulsowych. Dokonał też analizy harmonicznych prądów...

Autor artykułu omówił wpływ 12-pulsowego prostownika diodowego na prądy transformatora trójuzwojeniowego Yyd. Został on zbudowany z dwóch prostowników 6-pulsowych. Dokonał też analizy harmonicznych prądów uzwojenia transformatora przy symetrycznym obciążeniu prostowników 6-pulsowych oraz przeprowadził analizę wrażliwości prądów transformatora na niesymetrię wartości indukcyjności dławików DC i pojemności baterii kondensatorów zasilanych prostownikami 6-pulsowymi. "

Napięcie zaburzeń wspólnych trójfazowych falowników i metody jego ograniczania w napędach z przemiennikami częstotliwości

Napięcie zaburzeń wspólnych trójfazowych falowników i metody jego ograniczania w napędach z przemiennikami częstotliwości

Artykuł odnoszący się do działu napędy i sterowanie dotyczy postrzegania napięć zaburzeń wspólnych falowników trójfazowych. Autor analizuje powstawanie pasożytniczych prądów upływu, obwody elektryczne...

Artykuł odnoszący się do działu napędy i sterowanie dotyczy postrzegania napięć zaburzeń wspólnych falowników trójfazowych. Autor analizuje powstawanie pasożytniczych prądów upływu, obwody elektryczne przepływu wysokoczęstotliwościowych prądów upływu doziemnego, filtry bierne LC napięcia zaburzeń wspólnych falownika oraz filtry pojemnościowe prądu upływu doziemnego falownika.

Przegląd konstrukcji maszyn elektrycznych

Przegląd konstrukcji maszyn elektrycznych

Maszyny elektryczne są powszechnie stosowane jako przetworniki energii elektrycznej na mechaniczną (silniki) lub mechanicznej na elektryczną (generatory/prądnice). W szeroko pojętym gospodarstwie domowym...

Maszyny elektryczne są powszechnie stosowane jako przetworniki energii elektrycznej na mechaniczną (silniki) lub mechanicznej na elektryczną (generatory/prądnice). W szeroko pojętym gospodarstwie domowym więcej znajdziemy zainstalowanych silników niż prądnic. Prądnice (generatory) największych mocy spotkamy tylko w elektrowni (np. turbo- czy hydrogeneratory), mniejsze moce pojawiają się w gospodarstwach domowych jako turbiny wiatrowe czy hydrogeneratory.

Obliczanie parametrów prądnicy tarczowej bez rdzenia w stojanie

Obliczanie parametrów prądnicy tarczowej bez rdzenia w stojanie

W artykule przedstawiono proste zależności pozwalające wyliczyć przybliżone wartości parametrów projektowanej prądnicy tarczowej bez rdzenia w stojanie. Zależności zilustrowano przykładem obliczeniowym,...

W artykule przedstawiono proste zależności pozwalające wyliczyć przybliżone wartości parametrów projektowanej prądnicy tarczowej bez rdzenia w stojanie. Zależności zilustrowano przykładem obliczeniowym, wykonanym dla prądnicy o mocy ponad 3 kW i prędkości 200 obr./min. Wyniki obliczeń zweryfikowano pomiarami na wykonanym fizycznym modelu prądnicy. Artykuł m. in. nawiązuje do następujących zakresów tematycznych: napędy i sterowanie, prądnica tarczowa bez rdzenia, projektowanie prądnicy tarczowej,...

Obliczanie parametrów małej elektrowni wiatrowej

Obliczanie parametrów małej elektrowni wiatrowej

OZE mają wiele zalet. Ale mają też wady i nie można ich pomijać. Ilość wyprodukowanej i zużywanej energii elektrycznej w systemie w każdej chwili musi się bilansować – możliwości jej magazynowania są niewielkie....

OZE mają wiele zalet. Ale mają też wady i nie można ich pomijać. Ilość wyprodukowanej i zużywanej energii elektrycznej w systemie w każdej chwili musi się bilansować – możliwości jej magazynowania są niewielkie. Cykliczność pracy wielu OZE i nieprzewidywalność co ilości energii, jaką będą produkowały, zmusza pozostałe elektrownie do ciągłej zmiany produkcji. Może to stworzyć zagrożenie bezpieczeństwa pracy systemu elektroenergetycznego, do którego te źródła są przyłączone.

Przemysłowe przemienniki częstotliwości w wielosilnikowych napędach dużych mocy

Przemysłowe przemienniki częstotliwości w wielosilnikowych napędach dużych mocy

Zarówno rozwój półprzewodników mocy stosowanych w modułach falownikowych, jak i wektorowych metod sterowania silnikami synchronicznymi i asynchronicznymi spowodował rewolucyjne zmiany w budowaniu elektrycznych...

Zarówno rozwój półprzewodników mocy stosowanych w modułach falownikowych, jak i wektorowych metod sterowania silnikami synchronicznymi i asynchronicznymi spowodował rewolucyjne zmiany w budowaniu elektrycznych napędów przemysłowych. W ostatnich 20 latach nastąpił dynamiczny rozwój napędowych energoelektronicznych przemienników częstotliwości.

Napędy elektryczne dzwonów

Napędy elektryczne dzwonów

Dzwony towarzyszą człowiekowi ciągle, od narodzin do śmierci. Odmierzają czas pracy i modlitwy, służą do wyrażania smutku i triumfu. Największe dzwony znajdują się w świątyniach Dalekiego Wschodu. Dzwony...

Dzwony towarzyszą człowiekowi ciągle, od narodzin do śmierci. Odmierzają czas pracy i modlitwy, służą do wyrażania smutku i triumfu. Największe dzwony znajdują się w świątyniach Dalekiego Wschodu. Dzwony azjatyckie różnią się od europejskich nie tylko smukłym kształtem, ale i tym, że nie posiadają wewnątrz serca. W dzwon azjatycki uderza się drewnianą belką zawieszoną na linach. Największy dzwon na świecie, Great Bell of Dhammazedi, o masie około 297 ton, wysokości 6,2 m i średnicy 4,1 m został wykonany...

Układy łagodnego rozruchu – „soft start”

Układy łagodnego rozruchu – „soft start”

Silnik elektryczny asynchroniczny charakteryzuje się dużą wartością prądu występującego przy jego rozruchu. Prąd ten powoduje dodatkowy spadek napięcia, który musi być uwzględniony na etapie projektowania...

Silnik elektryczny asynchroniczny charakteryzuje się dużą wartością prądu występującego przy jego rozruchu. Prąd ten powoduje dodatkowy spadek napięcia, który musi być uwzględniony na etapie projektowania całej instalacji. Udarowi prądu silnika towarzyszy również udar momentu, wywołujący niekorzystne stany mechaniczne narażające sterowane urządzenie na uszkodzenie. Zastosowanie układu rozruchowego na podstawie softstartu pozwala ograniczyć udar prądu i momentu. Odbywa się to poprzez stopniowe zwiększanie...

Wymagania dotyczące wentylacji pomieszczeń z akumulatorami stosowanymi w układach zasilania gwarantowanego

Wymagania dotyczące wentylacji pomieszczeń z akumulatorami stosowanymi w układach zasilania gwarantowanego

Zgromadzenie dużej liczby baterii akumulatorów stanowiących zasobnik energii zasilacza UPS może stwarzać zagrożenie wybuchowe za sprawą wydzielającego się z nich wodoru. Podczas ładowania oraz rozładowywania...

Zgromadzenie dużej liczby baterii akumulatorów stanowiących zasobnik energii zasilacza UPS może stwarzać zagrożenie wybuchowe za sprawą wydzielającego się z nich wodoru. Podczas ładowania oraz rozładowywania każdy akumulator, bez względu na swoją budowę, wydziela mniejsze lub większe ilości wodoru, który tworzy z powietrzem mieszaninę. Po przekroczeniu określonego stężenia mieszanina wodoru z powietrzem uzyskuje właściwości wybuchowe.

Wymagania stawiane dźwigom przeznaczonym dla straży pożarnej

Wymagania stawiane dźwigom przeznaczonym dla straży pożarnej

Zgodnie z wymaganiami Dyrektywy Budowlanej Rady Europejskiej 89/106/EWG, każdy obiekt budowlany musi spełnić określone wymagania stateczności oraz bezpieczeństwa pożarowego. Pod pojęciem bezpieczeństwa...

Zgodnie z wymaganiami Dyrektywy Budowlanej Rady Europejskiej 89/106/EWG, każdy obiekt budowlany musi spełnić określone wymagania stateczności oraz bezpieczeństwa pożarowego. Pod pojęciem bezpieczeństwa pożarowego należy również rozumieć bezpieczeństwo ekip ratowniczych. Jednym z urządzeń technicznych zapewniających bezpieczeństwo ekip ratowniczych jest dźwig przeznaczony dla straży pożarnej. Dźwig ten jest zaliczony do urządzeń technicznych, które muszą funkcjonować w czasie pożaru, przez co jego...

Parametry modeli bezrdzeniowych prądnic tarczowych

Parametry modeli bezrdzeniowych prądnic tarczowych

Turbiny małych elektrowni wiatrowych – zwłaszcza w przypadku osi pionowej – pracują z niewielkimi prędkościami obrotowymi, więc ich połączenie z generatorem o tradycyjnej konstrukcji wymaga stosowania...

Turbiny małych elektrowni wiatrowych – zwłaszcza w przypadku osi pionowej – pracują z niewielkimi prędkościami obrotowymi, więc ich połączenie z generatorem o tradycyjnej konstrukcji wymaga stosowania przekładni mechanicznej o dużym przełożeniu. Wiele zalet posiadają prądnice wolnobieżne. Ich zastosowanie pozwala wyeliminować lub zmniejszyć przełożenie przekładni mechanicznej. Obniża to poziom hałasu, zmniejsza koszt układu oraz powiększa jego sprawność.

Identyfikacja parametrów równania napięciowego dla uzwojenia SRM

Identyfikacja parametrów równania napięciowego dla uzwojenia SRM

W kolejnej części cyklu poświęconego silnikom reluktancyjnym SRM przedstawiono sposób wyznaczenia parametrów równania napięciowego dla pasma fazowego silnika reluktancyjnego przełączalnego.

W kolejnej części cyklu poświęconego silnikom reluktancyjnym SRM przedstawiono sposób wyznaczenia parametrów równania napięciowego dla pasma fazowego silnika reluktancyjnego przełączalnego.

Procesory DSP i ich zastosowanie w układach napędowych

Procesory DSP i ich zastosowanie w układach napędowych

Procesory sygnałowe (DSP ang. Digital Signal Processor) najczęściej kojarzone są z systemami telekomunikacyjnymi. Nic dziwnego. Wystarczy rozmontować własny telefon komórkowy i można tam znaleźć jeden,...

Procesory sygnałowe (DSP ang. Digital Signal Processor) najczęściej kojarzone są z systemami telekomunikacyjnymi. Nic dziwnego. Wystarczy rozmontować własny telefon komórkowy i można tam znaleźć jeden, a czasem nawet dwa procesory DSP. Okazuje się jednak, że procesory tego typu znalazły szerokie zastosowanie w układach elektroniki przemysłowej.

Wybrane cechy silnika reluktancyjnego przełączalnego

Wybrane cechy silnika reluktancyjnego przełączalnego

Silniki reluktancyjne przełączalne (SRM) należą do grupy silników o komutacji elektronicznej, w działaniu których wykorzystuje się zjawisko zmiennej reluktancji widzianej przez pasmo uzwojenia i zależnej...

Silniki reluktancyjne przełączalne (SRM) należą do grupy silników o komutacji elektronicznej, w działaniu których wykorzystuje się zjawisko zmiennej reluktancji widzianej przez pasmo uzwojenia i zależnej od położenia wirnika. Ze względu na brak uzwojeń w wirniku oraz ze względu na stosunkowo prosty układ pasm uzwojenia twornika (w stojanie), SRM należą do silników o najniższych kosztach wytwarzania. Charakteryzują się przy tym dużą trwałością, podobną do trwałości maszyn indukcyjnych.

Przegląd przekształtników do zasilania silników reluktancyjnych

Przegląd przekształtników do zasilania silników reluktancyjnych

Przekształtnik służy do fizycznego załączania i wyłączania prądów w pasmach fazowych silnika na podstawie sygnałów uzyskanych ze sterownika napędu. Jest to zatem istotny podzespół zbudowany z elementów...

Przekształtnik służy do fizycznego załączania i wyłączania prądów w pasmach fazowych silnika na podstawie sygnałów uzyskanych ze sterownika napędu. Jest to zatem istotny podzespół zbudowany z elementów energoelektronicznych, których odpowiednia konfiguracja umożliwia uzyskanie napędu o zadowalających parametrach, a niektóre z nich umożliwiają nawet częściowy zwrot pobranej energii.

Architektura sieci TCP/IP i jej aplikacje w systemach automatyki i sterowania (część 1.). Architektura sieci i protokoły

Architektura sieci TCP/IP i jej aplikacje w systemach automatyki i sterowania (część 1.). Architektura sieci i protokoły

W artykule przedstawiona została architektura protokołów stosowanych w sieciach TCP/IP, omówiono funkcje realizowane przez poszczególne protokoły (zarówno podstawowe: IP, TCP, UDP, jak i pomocnicze: ICMP,...

W artykule przedstawiona została architektura protokołów stosowanych w sieciach TCP/IP, omówiono funkcje realizowane przez poszczególne protokoły (zarówno podstawowe: IP, TCP, UDP, jak i pomocnicze: ICMP, ARP). W drugiej części zostaną scharakteryzowane zadania wykonywane przez wybrane urządzenia transmisyjne stosowane w sieciach TCP/IP oraz możliwości wykorzystania sieci TCP/IP w systemach automatyki i sterowania wraz z wybranymi przykładami takich aplikacji.

Przemienniki częstotliwości jako źródła zaburzeń napięcia w nieuziemionych sieciach zasilania IT

Przemienniki częstotliwości jako źródła zaburzeń napięcia w nieuziemionych sieciach zasilania IT

W artykule analizowany jest wpływ napędów z niskonapięciowymi przemiennikami częstotliwości dużych mocy zasilanych z sieci nieuziemionych, typu IT, na napięcie zasilania. Prądy upływu, które płyną przez...

W artykule analizowany jest wpływ napędów z niskonapięciowymi przemiennikami częstotliwości dużych mocy zasilanych z sieci nieuziemionych, typu IT, na napięcie zasilania. Prądy upływu, które płyną przez doziemne pojemności pasożytnicze, powodują zaburzenia fazowych napięć zasilających. Negatywne skutki prądów upływu wzrastają w przemiennikach dużych mocy z długimi kablami silnikowymi. Autor wykazał, że stosując pojemnościowy filtr EMC (ang. ElectroMagnetic Capability) na zasilaniu przemiennika częstotliwości...

Ochrona przed skutkami zwarć doziemnych w napędach z elektronicznymi przemiennikami częstotliwości

Ochrona przed skutkami zwarć doziemnych w napędach z elektronicznymi przemiennikami częstotliwości

Zagadnienia ochrony przeciwporażeniowej w przemysłowych instalacjach napędowych z napięciowymi przemiennikami częstotliwości ciągle budzą dyskusje zarówno wśród pracowników dozoru, jak i eksploatatorów....

Zagadnienia ochrony przeciwporażeniowej w przemysłowych instalacjach napędowych z napięciowymi przemiennikami częstotliwości ciągle budzą dyskusje zarówno wśród pracowników dozoru, jak i eksploatatorów. Przemiennik częstotliwości jest podstawowym urządzeniem elektroniki przemysłowej w napędach silników indukcyjnych ze sterowaną czy regulowaną prędkością wału. Wiedza o zjawiskach wpływających na pracę aparatów elektrycznych stosowanych w celu zapewnienia bezpiecznej eksploatacji napędów z elektronicznymi...

Komentarze

Copyright © 2004-2019 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
Portal Budowlany - Elektro.info.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies. Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.elektro.info.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.elektro.info.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.