Разработки

Регулируемый элекропривод находит свое применение практически во всех отраслях машиностроения, добычи полезных ископаемых, транспорте и других местах, где невозможно обойтись без преобразования электрической энергии в механическую. Этому способствует высокий КПД и наличие «интеллектуального» узла — микроконтроллера, благодаря которому реализуются практически любые алгоритмы управления.

В августе 2004 года на участке внутрирудничого транспорта №1 Кировского рудника, принадлежащего АО АПАТИТ, проводились первые испытания электровоза К-14А, переоборудованного после капитального ремонта под привод переменного тока, принципиально отличающегося от эксплуатируемых в настоящее время в горнорудной промышленности России.
Тот первый привод состоял из комплекта тягового преобразователя для двух асинхронных электродвигателей по 45 кВт, инвертора двигателя компрессора, изготовленных ООО ЧЕРГОС (Санкт-Петербург),контроллера водителя ЗАО «ДИНАМО+» (Москва) и двух двигателей переменного тока ВА200L4У3, производства ОАО «ВЭМЗ» (Владимир).
Работы проводились по распоряжению технического директора АО АПАТИТ, по согласованию с предприятием изготовителем ОАО «Александровский Машиностроительный Завод».
Уже на первом электровозе, испытания показали преимущества асинхронного электропривода, такие как:

  • Экономия электроэнергии до 65%, из-за отсутствии пусковых сопротивлений в силовых цепях электродвигателей и рекуперации энергии в режиме торможения в контактную сеть.
  • Ресурс двигателя переменного тока в 3-4 раза превосходит ресурс двигателя постоянного тока (по данным эксплуатации) из-за отсутствия щеточно-коллекторного узла, при этом стоимость его в 2-3 раза ниже.
  • Контроллер водителя не содержит силовых элементов и цепей, поэтому практически не нуждается в обслуживании.
  • Существенное уменьшение длины тормозного пути и динамики разгона, вследствии программной реализации режимов антиюза и антибуксования.
  • Возможность спаривания электровозов для образования составов, до 20 машин.
    Работа в широком диапазоне напряжений от 100В до 400В.
  • Масса состава увеличилась на 20%.

Несомненные преимущества асинхронного электропривода заинтерисовали руководство Лавозерского ГОК, и в январе 2006 года был спроектирован электровоз К-10А, имеющий те же преимущества, для рудника «Корнасурт», Лавозерского ГОК.

Однако, испытания в экстремальных условиях «Корнасурта» заставили полностью пересмотреть подход к реализации комплекта электрооборудования.

  1. Пришлось отказаться от идеи использования общепромышленных двигателей, из-за слабой изоляции. Было решено заказать расчет и изготовление тягового двигателя компании СЭТК (г.Томск). В настоящее время (2016 год) ведется сотрудничество с заводом ПЭМЗ (г.Псков), по поставке тягового двигателя марки АТД-1.4.У1, имеющего еще более усиленную изоляцию.
  2. Была усиленна входная силовая цепь — значительно увеличена индуктивность радиореактора и емкость конденсаторной батареи. Данные меры позволили значительно снизить радиочастотные помехи, связанные с плохим контактом между пантографом и контактным проводом, а также сгладить пульсации напряжения на входе силового инвертора.
  3. Изменился и сам частотный преобразователь. Было решено перейти на более надежные разъемы и другую элементную базу, включая управляющий микропроцессор. Кстати и само количество процессоров увеличилось (в максимальной комплектации до 12 штук), т.к. было решено отказаться от ранее применяемой схемы с зависимым управлением — когда все сигналы обрабатываются одним управляющим элементом. В новой схеме каждый узел имеет свой микроконтроллер, а связь узлов осуществляется по CAN — интерфейсу.
  4. Появился графический монитор, отображающий основные параметры движения в наглядной форме. Дисплей монитора выполнен по люминесцентной технологии и имеет настолько низкий показатель отказов, что применяется в космической промышленности.
  5. В середине 2009 года началась разработка системы дистанционного управления электровозом. Первые опытные образцы проходили испытания в условиях Яковлевского и Октябрьского рудников. Они подтвердили необходимость и востребованность таких систем. Однако первый промышленный образец окончательно появился лишь осенью 2015 года. Он дополнился системой звуковой сигнализации и парктроником, предотвращающим случайный наезд на препятствие. Система так же включает в себя ретрансляторы сигнала, позволяющие продлить дистанцию уверенного приема на любое расстояние.
  6. Была разработана и опробирована плата ввода-вывода для работы с дополнительными устройствами, такими как, кнопки и реле (контакторы).
  7. В схему электровоза были добавлены три видеокамеры и устройство хранения, обеспечивающие запись откатки и, в случае необходимости, контроль за действиями машиниста.

В настоящее закончена работа над блоком «черного ящика», необходимого для записи действий машиниста и анализа его действий, в случае возникновения аварийной ситуации.