maszyny górnicze 2/2011 - Instytut Techniki Górniczej KOMAG

Mgr inŜ. Zdzisław BUDZYŃSKI
InŜ. Bartosz POLNIK
Instytut Techniki Górniczej KOMAG
Mechatroniczny układ sterowania i napędu
akumulatorowych kolei szynowych przeznaczonych
do pracy w atmosferze wybuchowej
S t r e s z c z e n i e
Elektryczne koleje szynowe, z wykorzystaniem lokomotyw
trakcyjnych i akumulatorowych stanowią znaczną
część środków dołowego transportu kopalnianego. Trendy
rozwoju układów napędowych, w tym lokomotyw,
wskazują na potrzebę wprowadzenia inteligentnych
rozwiązań układów sterujących, wpływających na
zwiększenie sprawności, ograniczenie energochłonności
i emisję czynników szkodliwych dla środowiska.
W niniejszym artykule przedstawiono nowoczesne, innowacyjne
rozwiązanie układu sterowania napędu lokomotywy
akumulatorowej na przykładzie lokomotyw
typu Lea BM-12.
S u m m a r y
Electric railways, in which traction and battery locomotives
are used, are significant part of means of underground
mine transportation. Trends of development of
drive systems, including locomotives, show the need of
implementation of intelligent solutions of control systems,
which have an impact on increase of efficiency,
limiting of energy consumption and emission of substances
harmful to the environment. State-of-the-art,
innovative solution of control and drive system of battery
locomotive on the example of Lea BM-12 locomotive
was presented in the paper.
1. Wprowadzenie
W kopalniach, w warunkach zagroŜenia wybuchem
metanu i/lub pyłu węglowego stosowane są, oprócz
lokomotyw elektrycznych zasilanych z sieci trakcyjnej,
lokomotywy elektryczne akumulatorowe w wykonaniu
przeciwwybuchowym. Lokomotywy akumulatorowe dorównują
mobilnością lokomotywom spalinowym przewyŜszając
je jednak wyŜszą sprawnością i niŜszą emisją
substancji szkodliwych. WyŜsza sprawność energetyczna
lokomotyw akumulatorowych wpływa równieŜ
na ograniczenie emisji ciepła do atmosfery kopalnianej.
Znajdują one zastosowanie przede wszystkim na drogach
przewozowych. W Polsce stosuje się lokomotywy
akumulatorowe typu Ldag 05M oraz Lea BM-12, w róŜnych
wersjach wykonania. WyŜej wymienione lokomotywy
napędzane są za pomocą silnika prądu stałego.
Na podstawie analiz i doświadczeń będących wynikami
eksploatacji lokomotyw akumulatorowych stwierdzono
potrzebę ich modernizacji. Dotyczy to zwłaszcza układów
zasilania i napędu w aspekcie ich właściwego
dostosowania do warunków występujących zagroŜeń.
1985 [5]. Lokomotywy słuŜą do przewozu ludzi oraz
transportu urobku i materiałów. W eksploatacji znajdują
się równieŜ lokomotywy typu Ldag 05M. Lokomotyw
napędzane są silnikami prądu stałego, w wykonaniu
przeciwwybuchowym, zasilanymi z baterii akumulatorów,
w wykonaniu specjalnym. Regulacja prędkości
w starszych wykonaniach odbywa się za pomocą
rezystorów rozruchowych, w nowszych, za pomocą
łącznika tyrystorowego, poprzez regulację prądu w obwodzie
wzbudzenia silnika. Zmiana kierunku wirowania
silnika realizowana jest za pomocą dwóch styczników
zmieniających kierunek przepływu prądu w obwodzie
wirnika.
2. Przegląd krajowych i zagranicznych
rozwiązań lokomotyw akumulatorowych
2.1. Rozwiązania krajowe
Na głównych drogach transportowych podziemnych
wyrobisk górniczych, w warunkach zagroŜenia wybuchem
metanu i pyłu węglowego, do ciągnięcia składów
pociągowych stosuje się lokomotywy elektryczne akumulatorowe
typu Lea skonstruowane w latach 1970-
Rys.1. Lokomotywa akumulatorowa Lea BM-12 [6]
MASZYNY GÓRNICZE 2/2011 45