Живой интерес у горняков ДНР вызвала установка силового полупроводникового модуля с автономной системой естественного конвективного охлаждения, способная обеспечить продолжительную работу регулируемого асинхронного электропривода горной машины высокой мощности. Созданная учёными ДонНТУ, она впервые была представлена на состоявшейся 20 июня в г. Донецке выставке-ярмарке «Достижения народного хозяйства Донецкой и Луганской Народных Республик-2015».
Технология ведения горных работ, решение вопросов энергоэффективности, повышения ресурса энергомеханического оборудования технологических установок шахты предопределяют необходимость применения средств глубокого регулирования скоростных режимов электроприводов, что реализуется силовыми полупроводниковыми преобразователями частоты, либо регуляторами напряжения.
Однако эксплуатация силового преобразователя при его размещении в рудничной взрывобезопасной оболочке сопряжена с рядом сложностей, поскольку возникает проблема отвода тепла от полупроводниковых приборов, проблема, которую невозможно решить общепромышленными методами и средствами.
Опыт эксплуатации рудничных преобразователей показывает, что самым распространённым является способ принудительной прокачки воды по контуру системы охлаждения силовых полупроводников. Однако это существенно усложняет и удорожает конструкцию всего устройства, – предполагает применение дополнительных насосов, огнепреградителей, внешних калориферов, расширительных ёмкостей. Некоторые разработки предполагают присоединение системы охлаждения преобразователя к элементам пожарного става шахты, а значит – не допускают автономное использование асинхронного регулируемого электропривода.
На кафедре горной электротехники и автоматики им. Р.М. Лейбова предложен способ конвективного естественного охлаждения силовых полупроводниковых приборов, размещённых в рудничном взрывозащищённом корпусе. В этом случае группы силовых полупроводников (например, диодов или тиристоров) собирают в конструкцию модуля, в которой предусмотрены замкнутые контуры циркуляции охлаждающей воды. Силовые полупроводниковые приборы передают тепло на металлические охладители посредством теплопроводных электроизоляторов (выполненных на основе окиси бериллия). Вся изюминка заключается в конструкции охладителя контура циркуляции воды.
Расчёт конфигурации и размеров внутренних каналов охладителя позволил оптимизировать тепловые параметры системы охлаждения силовых полупроводниковых приборов. В результате, был достигнут нагрев жидкости в охладителях со скоростью, достаточной для возникновения конвекции (перемещения вверх нагретой жидкости) при стабилизации температуры силового полупроводникового прибора на допустимом уровне в продолжительном режиме эксплуатации при мощности нагрузки до 300 кВт, включительно. Это подтверждено лабораторными исследованиями и промышленными испытаниями экспериментального образца.
Система охлаждения полностью автономна и не предполагает никаких дополнительных электромеханических устройств для принудительной циркуляции охлаждающей воды, отличается простотой, дешевизной, высокой надёжностью. Она конкурентоспособна и может выпускаться специализированными электротехническими предприятиями Донецкого региона. Её применение позволит упростить конструкцию силового полупроводникового преобразователя рудничного исполнения, обеспечить приемлемый его тепловой режим при эксплуатации в электроприводах большой мощности, расширить область применения регулируемых асинхронных электроприводов в электромеханических установках технологических комплексов шахты.
Константин Маренич
Если вы нашли ошибку в тексте, Выделите ее и нажмите клавиши Shift + Enter или нажмите здесь Я нашел ошибку