Trakcyjno-akumulatorowy układ napędu górniczej lokomotywy elektrycznej

Hard coal mining plants have different transportation machines such as floor-mounted locomotives, suspended drive trains or conveyors. Depending on power supply system they are divided into diesel ones and electric ones. The last ones are divided into battery ones, cable ones and those supplied from electric traction. Operational costs of mining machines power supplied from different sources of electric energy are high. That is why implementation of the solutions enabling power supply of the machines both from electric traction and from the batteries is justified. Use of such versatile drives enables effective operation of transporting machines in those places where there is no electric traction. Results of KOMAG project on traction-battery electric drives of floor-mounted locomotive intended for operation in underground mine workings in a potentially explosive atmosphere (methane and/or coal dust explosion hazard) are presented. Infrastructure of mine electric traction network is characterized and solutions of traction-battery electric dives are reviewed. Model of driving system is presented and the results of calculations of train model during simulation tests in Matlab-Simulink software environment are discussed. Electric motor with permanent magnets, pack of batteries and converter were used in the model.

Zakłady górnicze węgla kamiennego posiadają na wyposażeniu wiele odmian maszyn transportowych, tj. lokomotywy spągowe, ciągniki podwieszone czy przenośniki. Ze względu na źródło zasilania energią, dzieli się je na spalinowe oraz elektryczne. Te drugie, z uwagi na sposób dostarczania energii elektrycznej, dzielą się na: akumulatorowe, przewodowe oraz zasilane z trakcji elektrycznej. Koszty eksploatowania różnych, niezależnych maszyn górniczych zasilanych energią elektryczną są wysokie. Dlatego uzasadnionym jest wdrożenie rozwiązań umożliwiających zasilanie maszyny zarówno z trakcji elektrycznej, jak i z baterii akumulatorów. Zastosowanie takiego uniwersalnego napędu pozwoli na efektywne wykorzystanie maszyn transportowych w miejscach, gdzie nie ma trakcji elektrycznej. W artykule przedstawiono wyniki pracy realizowanej w ITG KOMAG nad trakcyjno-akumulatorowym układem napędu elektrycznego lokomotywy spągowej, przewidzianej do pracy w podziemnych zakładach górniczych, w wyrobiskach potencjalnie zagrożonych wybuchem metanu i/lub pyłu węglowego. Scharakteryzowano infrastrukturę kopalnianej sieci trakcyjnej oraz dokonano przeglądu stosowanych rozwiązań układów napędowych trakcyjno-akumulatorowych. Przedstawiono model układu napędowego oraz omówiono wyniki obliczeń modelu składu pociągu przeprowadzonych podczas badań symulacyjnych w środowisku Matlab-Simulink. W modelu zastosowano silnik elektryczny z magnesami trwałymi, baterię akumulatorów oraz falownik.