Modernizacja napędów jazdy i śruby skrętu koparek SchRs 4600 w KWB »Bełchatów«. Założenia i projekt techniczny

Abstract

Brown Coal Mine Bełchatów decided to modernize caterpillar and steering drives of SchRs 4600 excavators that have been build by Krupp of Germany in the seventies of 20th century. In the paper a concept and technical solutions that fulfil the aim of modernization are presented. DC motors driving excavator caterpillars are replaced by AC motors. Each AC motor is supplied and controlled by an advanced adjustable frequency converter. Frequency converters DC terminals are connected to the common DC bus. Such a solution makes it possible to control velocity each of the excavator caterpillar and return energy from motors working as generators to motors driving caterpillars while the excavator is turning. Additionally power feedback units are used to return electrical energy to the mains when AC motors work as generators while the excavator goes down the slope. A program logic controller (PLC) is used for control and monitoring of the multi-motor excavator drive system.

Po kilkudziesięcioletnim okresie eksploatacji koparek serii SchRs 4600, wyprodukowanych w latach 70. przez niemiecką firmę Krupp, Kopalnia Węgla Brunatnego »Bełchatów« podjęła decyzję o konieczności modernizacji napędów jazdy i śruby skrętu tych maszyn. W artykule przedstawiono założenia funkcjonalne i projektowe modernizacji tych napędów oraz rozwiązania techniczne realizujące te założenia. Modernizacja układu jazdy koparki dotyczyła zastąpienia silników prądu stałego napędzających gąsienice koparki przez trójfazowe asynchroniczne silniki klatkowe. Każdy z silników posiada indywidualne zasilanie z przetwornicy częstotliwości. Dla wszystkich przetwornic częstotliwości zastosowano wspólną szynę DC. Tego typu rozwiązanie pozwala na płynną regulację prędkości obrotowej każdego silnika, a tym samym na optymalne dobranie prędkości liniowej każdej gąsienicy w trakcie jazdy koparki po łuku oraz przepływ energii z silników gąsienic wewnętrznych, pracujących w trybie generatorowym, do silników napędzających gąsienice zewnętrzne. Modernizacja napędu śruby skrętu koparki dotyczyła zastąpienia silnika indukcyjnego trójfazowego pierścieniowego i jego rezystorowego obwodu rozruchowego trójfazowym asynchronicznym silnikiem klatkowym zasilanym z przetwornicy częstotliwości. Kontrolę i sterowanie pracą układów jazdy oraz śruby skrętu koparki zrealizowano w oparciu o sterownik PLC eliminując dotychczasowe sterowanie przekaźnikowe. W artykule opisano system kontroli i sterowania zarówno od strony sprzętowej jak i algorytmów działania.