В карьерном экскаваторе генераторов постоянного тока несколько до пяти шт), они установлены на общей раме с «сетевым» двигателем и представляют в комплекте преобразовательный агрегат.
Все основные силовые функции экскаватора: перемещение экскаватора, работа ковша, повороты кабины и пр. выполняются с помощью электродвигателей. Электрическая энергия на них поступает от генераторов преобразовательного агрегата, с приводом от «сетевого» электродвигателя, при напряжении питающей сети 6000 или 3000 В. Под термином «сетевой» в экскаваторе называют электрический двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором. Таким образом «сетевой» двигатель является «сердцем» карьерного экскаватора.
Специалистами Баранчинского электромеханического завода был разработан экскаваторный электродвигатель переменного тока на основании выпускаемой серии общепромышленных высоковольтных электродвигателей. Разработка выполнена по техническому заданию проектантов карьерного экскаватора, с учетом особенностей работы электродвигателя в составе оборудования. Было организовано серийное производство «сетевых» электродвигателей для карьерных экскаваторов. Первые двигатели имели наименование АЭ 113-4У. В дальнейшем, были разработаны и освоено производство электродвигателей серии АЭ4-400. на мощности 250 и 315 кВт.
Электродвигатели АЭ4 предназначены для работы в составе привода преобразовательных агрегатов экскаваторов ЭКГ-4,6Б; ЭКГ-5; ЭКГ-5А; ЭКГ-5В; ЭКГ-5А-УС; от сети переменного тока напряжением до 6000В.
Познакомимся подробнее с электродвигателями серии АЭ4 на примере
АЭ4-400L-4У2:
В обозначении типов электродвигателей буквы и цифры расшифровываются следующим образом:
А — электродвигатель асинхронный защищенного исполнения с короткозамкнутым ротором;
Э — экскаваторный;
4 — четвертая серия, на базе которой выполнены электродвигатели;
400 — высота оси вращения электродвигателей в мм;
L или X—установочный размер по длине корпуса;
4 или 6 — число полюсов;
У2 или Т2 — климатическое исполнение и категория размещения.
Электродвигатель «сетевой» для карьерного экскаватора должен надежно работать в тяжелейших условиях механического воздействия:
- длительные вибрационные и ударные нагрузки, возникающие от ударов ковша о породу, и передаваемые корпусу экскаватора и элементам конструкции;
- длительная работа двигателя в условиях одновременного крена и дифферента т.к. экскаватор при работе может стоять под углом к горизонту до 120 ;
- конструкция кабины не является герметичной, туда может попадать пыль и газы из горных пород, которые могут содержать коррозионно-активные агенты: сернистый газ, хлориды. Изоляция электродвигателя при степени защиты IP23 должна выдерживать воздействие не токопроводящей пыли и воздействие загазованности;
- при поворотах кабины, платформа экскаватора движется с ускорением - разгон и торможение. Данные ускорения вызывают механические нагрузки на элементы конструкции двигателя. Двигатель должен иметь прочный корпус и выдерживать допускаемые линейные ускорения.
Указанные особенности работы экскаватора учтены при проектировании и отражены в инструкции по эксплуатации ИЕЮВ.528113.014 ТО
Электродвигатели предназначены для работы в следующих условиях:
— высота над уровнем моря не более 1000 м;
— температура окружающего воздуха от минус 450 до плюс 40 °С,
— относительная влажность до 80% при температуре 200С для электродвигателей исполнения (У2);
— относительная влажность до 90% при температуре 27 °С для электродвигателей тропического исполнения (Т2);
— отклонение напряжения сети от номинального в пределах от минус 5% до плюс 10%;
— окружающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержащей токопроводящей пыли;
— содержание коррозионно-активных агентов — сернистого газа от 20 до 250 мг/м2*сут, хлоридов менее 0,3 мг/м2*сут, содержание инертной пыли до 10 мг/м3;
Двигатели допускают следующие механические нагрузки:
— линейные (центробежные) нагрузки в процессе разгона и торможения поворотной платформы экскаватора до 1 м/с2, а также максимально допустимую частоту повторения нагрузок 10—12 раз в минуту;
— внешние вибрационные нагрузки в трех взаимно перпендикулярных направлениях с диапазоном частот от 1 до 35Гц и максимальным ускорением 0,5g при воздействии одиночных ударов с ускорением до 3g длительностью 4—60 мс;
— крен и дифферент до 12°.
Из перечня факторов воздействия на электродвигатели следует, что экскаваторные («сетевые») электродвигатели должны устойчиво и надежно работать в тяжелейших условиях, при запыленности и под воздействием значительных механических нагрузок (удары, вибрации, крен, дифферент и пр.)
Для повышения надежности работы электродвигателя, устойчивости обмоток статора к воздействию агрессивных коррозионно-активных агентов из окружающей среды, применена термореактивная изоляция «Монолит-2». Термореактивная изоляция, по сравнению с обычной компаундированной, обладает более высокой электрической прочностью, влаго- и маслостойкостью, имеет малый угол диэлектрических потерь даже в нагретом состоянии и лучшую теплопроводность.
В каких отраслях промышленного производства работают экскаваторные двигатели? Об этом можно судить по применению экскаватора на примере ЭКГ-5А.
«ЭКГ-5А - электрическая карьерная, полноповоротная, механическая лопата на гусеничном ходу, предназначенная, для выемки и погрузки в транспортные средства полезных ископаемых и вскрышных пород, в том числе тяжелых скальных, предварительно разрыхленных взрывом.
Применяется:
- на открытых горных работах в рудной и угольной промышленности;
- в карьерах промышленности строительных материалов;
- при строительстве промышленных, гидротехнических и других сооружений» [1].
В этих отраслях промышленности и находятся потребители «сетевого» двигателя агрегата.
Электродвигатели АЭ4-400 выполнены на подшипниках качения. Смазка подшипников консистентная - Литол. Коробка выводов штампованная, имеет муфту кабельную, допускает присоединение как медных, так и алюминиевых кабелей. Степень защиты двигателей от воздействия окружающей среды IP21, степень защиты коробки выводов IР55. Способ охлаждения IC01.
«Сетевые» электродвигатели производства Баранчинского электромеханического завод для карьерных экскаваторов, уверенно выдерживают тяжелые условия эксплуатации и зарекомендовали себя в качестве надежных и качественных изделий.
