The impact of traction motor excitation upon performance parameters of a coal mine locomotive and train

Artykuł prezentuje wpływ zmiany stopnia wzbudzenia napędowego silnika szeregowego prądu stałego na uzyskiwane przez lokomotywę kopalnianą i skład pociągu parametry trakcyjne. Zmiana stopnia wzbudzenia silnika szeregowego prądu stałego powoduje zmianę ukształtowania momentu napędowego silnika względem uzyskiwanej prędkości obrotowej i prądu silnika. Ma to decydujący wpływ na uzyskiwaną wartość przyśpieszenia oraz prędkość maksymalną lokomotywy i całego składu pociągu. Zmiany charakterystyki prędkości obrotowej i momentu silnika trakcyjnego na skutek zmian stopnia wzbudzenia pozwalają na dobór parametrów trakcyjnych lokomotywy i składu pociągu. Przedstawiona w artykule analiza wyników symulacji komputerowych pozwala na wyciągnięcie wniosków dotyczących optymalnego doboru stopnia wzbudzenia silnika szeregowego prądu stałego w zależności od oczekiwanych parametrów trakcyjnych stawianych lokomotywie i składowi pociągu w trudnych warunkach kopalnianych.The article presents the impact of the change of drive excitation of DC series motor upon traction parameters obtained by a coal mine locomotive and train. The change in level of DC series motor excitation causes a change in the way thrust torque is shaped against engine rotational speed and current of the engine. It is of crucial importance upon received acceleration value and maximum speed of the locomotive and the entire train. Changes in engine speed and the torque of traction motor characteristics resulting from the changes in the level of excitation allow the choice traction parameters of locomotive and train. The analysis of computer simulation results presented in the article allows drawing conclusions regarding optimal choice of the level of DC series motor excitation depending on expected traction parameters of the locomotive and train in difficult coal mine environment

Non-active power compensation in the mining electrical power engineering systems based on the theory of currents. physical components

W referacie scharakteryzowano kopalniane układy elektroenergetyczne wraz ze stosowanymi dotychczas układami kompensacyjnymi w sieciach dołowych. Wskazano na zagrożenia, jakie wprowadzają przekształtniki mocy w tego typu sieciach dla pracy klasycznych układów kompensacyjnych i transformatorów. Przedstawiono zarys teorii mocy chwilowej p-q oraz teorii składowych fizycznych prądu (CPC), które mogą być podstawą prowadzenia aktywnej kompensacji mocy biernej.Mining electrical power engineering systems including until now used compensation systems in the underground networks have been characterized in the paper. There have been shown the risks for operation of classic compensation systems and transformers caused by use of power converters in such networks. There has been given an overview of the theory of instantaneous power p-q and the Theory of Currents. Physical Components (CPC), which can be a basis of active implementation of the reactive power compensation

Energy Saving Drives of Mining Machinery with Permanent Magnet Synchronous Motor Supplied from Frequency Converters

The paper presents the results of the review and results of the research the use of energy efficient synchronous motors with permanent-magnet in drives mining machinery. The results were compared with currently used to drives mining machinery asynchronous squirrel-cage motors supplied from frequency converters. The loads occurring in the mining machinery are characterized by high dynamics and variability. The achieved dynamic and economical parameters and, most importantly, thermal parameters of the drive equipped with the permanent-magnet synchronous motor supplied from frequency converters, instead of the commonly used asynchronous squirrel-cage motor, speak for the application of permanent-magnet synchronous motors In the drives of a mining machinery.Artykuł prezentuje wyniki przeglądu górniczych zastosowań oraz wyniki badań symulacyjnych dotyczących zastosowania silników synchronicznych z magnesami trwałymi do napędu maszyn i urządzeń górniczych. Uzyskane wyniki badań porównano z wynikami jakie obecnie uzyskują układy napędowe maszyn i urządzeń górniczych przy stosowaniu silników asynchronicznych klatkowych zasilanych poprzez przemienniki częstotliwości. Obciążenia występujące w układach napędowych maszyn i urządzeń górniczych charakteryzuję się dużą dynamiką i zmiennością. Uzyskane parametry mechaniczne, elektryczne, ekonomiczne i przede wszystkim termiczne napędu przy zastosowaniu silnika synchronicznego z magnesami trwałymi w miejsce stosowanego obecnie powszechnie silnika asynchronicznego klatkowego zasilanego poprzez przemiennik częstotliwości przemawiają za rozpoczęciem stosowania tego typu silników w napędach maszyn i urządzeń górniczych

Examples of advancement in power supply units for mining electrical power networks

W artykule zaprezentowano postępujący w czasie rozwój urządzeń zasilających górnicze sieci elektroenergetyczne opracowanych przy współudziale Centrum EMAG. Scharakteryzowano stosowane rozwiązania stacji transformatorowych, ze szczególnym naciskiem na zastosowaną aparaturę łączeniowo-zabezpieczeniową w aspekcie bezpieczeństwa i niezawodności pracy. Przedstawiono wdrożone do eksploatacji wyniki ostatnio prowadzonych projektów celowych w Centrum EMAG i PPHUMARTECHPLUS.There has been shown advancement in power supply units developed in partnership with EMAG Centre, and designed for mining electrical power networks. There have been characterized transformer stations in use especially putting emphasis on switching-protective equipment being applied regarding safety and operational reliability. The results of the targeted projects recently made by EMAG and PPHUMARTECHPLUS and just implemented have been presented in the paper

Comparative analysis of the cutter loader hauling drive with an asynchronous squirrel-cage motor and with a synchronous brushless permanent-magnet motor

Artykuł prezentuje wyniki przeprowadzonej — z wykorzystaniem symulacji komputerowych — analizy porównawczej napędu ciągnienia górniczego kombajnu ścianowego wyposażonego w dwa typy silników napędowych: silnik asynchroniczny klatkowy oraz bezszczotkowy silnik synchroniczny o magnesach trwałych. Analiza komputerowa konwencjonalnego napędu ciągnienia kombajnu z silnikiem asynchronicznym klatkowym zasilanym poprzez przemiennik częstotliwości wyposażony w falownik skalarny, umożliwiający ciągłą regulację prędkości posuwu kombajnu, pozwoliła uzyskać szczegółowe parametry mechaniczne i elektryczne tego napędu. Następnie poddano symulacji komputerowej układ napędowy ciągnienia, zastępując silnik asynchroniczny klatkowy nowoczesnym, energooszczędnym silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych. Uzyskane wyniki poddano analizie pod względem parametrów elektrycznych, mechanicznych oraz ekonomicznych. Na podstawie przeprowadzonych analiz można stwierdzić, że zastosowanie silnika synchronicznego o magnesach trwałych do napędu ciągnienia górniczego kombajnu ścianowego poprawia parametry dynamiczne napędu, a także zmniejsza jego energochłonność, umożliwiając tym samym uzyskanie oszczędności ekonomicznych. Największe korzyści z zastosowania wysokosprawnego silnika o magnesach trwałych polegają na znacznym zmniejszeniu wydzielania się ciepła w silniku napędowym, przez co zminimalizowany może zostać układ chłodzenia. Uzyskane parametry dynamiczne, ekonomiczne i przede wszystkim termiczne napędu wyposażonego w silnik o magnesach trwałych zamiast wykorzystywanego powszechnie silnika asynchronicznego klatkowego przemawiają za stosowaniem tego typu silników w napędach ciągnienia górniczych kombajnów ścianowych.The article features the results of a computer-simulation comparative analysis of the hauling drive of a cutter loader equipped with two types of motors — an asynchronous squirrel-cage motor and asynchronous brushless permanent-magnet motor. The computer analysis of the conventional hauling drive of a cutter loader with an asynchronous squirrel-cage motor, powered by a converter equipped with a scalar inverter enabling constant regulation of the cutter loader movement speed, allowed to achieve detailed mechanical and electrical parameters of this drive. Then, a computer simulation was carried out for a modern, energy-efficient synchronous permanent-magnet motor. The achieved results were analyzed with respect to electrical, mechanical and economical parameters. Based on the conducted analyses one can see that the use of the synchronous permanent-magnet motor for the cutter loader hauling drive improves dynamic parameters of the drive, lowers energy use and this way brings economical profits. The most significant profits resulting from the use of the high-efficiency permanent-magnet motor lie in lower heat emission in the driving motor which, in turn, allows to minimize the cooling system. The achieved dynamic and economical parameters and, most importantly, thermal parameters of the drive equipped with the permanent-magnet motor. instead of the commonly used asynchronous squirrel-cage motor, speak for the application of permanent-magnet motors in the hauling drives of cutter loaders

Simulation tests of selected drives in mining machines equipped with permanent-magnet synchronous motors

W artykule nawiązano do stałego dążenia badaczy i konstruktorów do optymalizacji układów napędowych pod kątem efektywności ekonomicznej przy uzyskiwaniu lepszej dynamiki i mniejszych gabarytów. Omówiono zalety silników synchronicznych z magnesami trwałymi w porównaniu z silnikami asynchronicznymi klatkowymi. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych dotyczących zastosowania silników synchronicznych z magnesami trwałymi do napędu maszyn i urządzeń górniczych. Uzyskane wyniki badań porównano z wynikami, jakie obecnie uzyskują układy napędowe maszyn i urządzeń górniczych przy stosowaniu silników asynchronicznych klatkowych zasilanych poprzez przemienniki częstotliwości (na przykładzie napędu posuwu kombajnu ścianowego) oraz silników szeregowych prądu stałego (na przykładzie napędu lokomotywy dołowej).The article refers to the omnipresent aspiration of researchers and developers to optimize driving systems in terms of their economic efficiency along with better dynamics and reduced size. The advantages of permanent-magnet synchronous motors were discussed in comparison with asynchronous squirrel-cage motors. The results of simulation tests were presented concerning the use of permanent-magnet synchronous motors in the drives of mining machines and equipment. The achieved results were compared with those of driving systems of mining machines and equipment which use asynchronous squirrel-cage motors with power supplied by frequency converters (exemplified by the drive of the cutter loader advance system) and DC series motors (exemplified by the drive of the underground mine locomotive)

Impact of power electronics converters for supply of high-power receivers on the mining power networks. Part II

W artykule omówiono sposoby opisu zawartości wyższych harmonicznych w odkształconych przebiegach napięć i prądów. Scharakteryzowano skutki występowania wyższych harmonicznych w kablowych sieciach zasilających odbiory górnicze. Przedstawiono wnioski wynikające z analizy pracy tych układów w obecności wyższych harmonicznych.The paper shows the methods how to describe a content of higher harmonics in deformed voltage and current waves. The effects of occurrence of higher harmonics in cable mining power networks supplying the mining receivers have been characterized. The conclusions relating to the analysis of operation of the mining receivers in presence of the higher harmonics have been presented

Control systems of mining main fans driven by asynchronous motors supplied by frequency converters and subsynchronous cascades

Artykuł prezentuje aspekty techniczne i ekonomiczne brane pod uwagę podczas budowy lub modernizacji stacji głównego przewietrzania kopalń. W artykule przedstawiono porównanie kosztów modernizacji napędu wentylatora typu WPK 5,0. Porównano koszty w przypadku zastosowania do napędu wentylatora silnika asynchronicznego pierścieniowego w układzie kaskady podsynchronicznej oraz silnika asynchronicznego klatkowego zasilanego poprzez przekształtnik częstotliwości. Rozróżniono koszty przy zastosowaniu przekształtnika niskonapięciowego jak również przekształtnika na napięcie średnie. Do analizy kosztów wykorzystano oferty cenowe przekształtników różnych firm obecnych na polskim rynku.The paper presents technical and economical aspects taken into consideration during construction or upgrading main ventilation stations in mines. A comparison of upgrading costs of the fan drive type WPK 5,0 has been presented in the paper. The costs have been compared in case of using optionally an asynchronous slip-ring motor operating in configuration with a subsynchronous cascade, and an asynchronous motor supplied by a frequency converter. There have been distinguished the costs when low voltage converters as well as medium voltage converters have been used. The offers of converters given by various companies represented on the Polish market have been used for cost analysis