Вданной работе рассмотрены вопросы выбора и расчета параметров системы управления электроприводом, способствующей улучшению технологического процесса бурения (стр. 2 из 5)

Uн

Хm

Параметры Г – образной схемы замещения АД для номинального режима в относительных еденицах:

X_m=3.7 ; R₁ =0.032 ; X₁=0.12 ; R₂ =0.021;X₂ = 0.13

X₁ =

= = 0.116

R =

= = 0.0309

Коэффициент перевода относительных едениц в физические:

C =

= = 1.576

Взаимная индуктивность статора и ротора, приведеная cтатору: L_m=

=0.01857 Гн

Активное сопротивление фазы обмотки статора:

Rs = R₁C = 0.0309 1.576 = 0.0487 Ом

Индуктивность фазы обмотки статора:

L_s =

= = 0.01915 Гн

Поправочный коэффициент для параметров Г-образной схемы замещения: σ_г =

= = 1.0345

Активное сопротивление ротора, приведенное к статору:

R_r =

= = 0.0309 Ом

Индуктивность фазы обмотки ротора, приведенная к статору:

L_r =

Гн

Через первичные параметры определяется переходная индуктивность асинхронной машины .

Переходная индуктивность статора:

L_s = L_s - Гн

Переходная индуктивность ротора:

L_r = L_r - Гн

Постоянная времени обмотки ротора:

T_r = cек

Постоянная времени обмотки статора:

T_s =

сек

Коэффициент магнитной связи статора:

K_s=

Коэффициент магнитной связи ротора:

K_r=

Расчет механической характеристики двигателя

Номинальное и критическое скольжение:

Sн = 0.02

Sк = 0.083

Синхронная частота вращения ротора:

ω_c=

рад

Кратность пускового и критического моментов:

m_п=M_п/М_н=1.2 m_к=М_к/М_н=2.2

Номинальный момент двигателя:

М_н=9570

Нм

Пусковой момент двигателя по справочным данным:

M_п=1.2М_н=1.2 732.4=878.88 Нм

Критический момент:

М_к=2.2 732.4=1611.28 Нм

Есть возможность вычислить пусковой момент двигателя с учетом эффекта вытеснения.

Обычно обмотка глубокого паза не имеет изоляции, т.е. b=b_n

для Al : ρ_Al=2ρ_Cu

_Al = =0.71 [см]

Для двигателя 4А280S6У3 h=3.45 см

S=1 при пуске

_Al=0.71 3.45 =2.45 см

Коэффициенты определяем по графику:

K_X=0.6 ; K_R=2.5

Тогда : X_2В=X₂ K_x=0.193 0.6=0.1158

r_2B=r₂ K_r=0.031 2.5=0.0775

I_2Н=

А

М_n=

В физических единицах:

Mn=M_Н 1.203=881 Нм

4.Моделирование переходных процессов

Для построения переходных процессов используется модель представленная на схеме 1.

Этой модели соответствуют уравнения Горева-Парка:

Остальные величины вычисляются по формулам:

Выбираем эту модель, т. к. она отличается минимальным числом вычислительных блоков и коэффициентов.

5.Технические требования к электроприводу

Назначение: электропривод основного рабочего механизма - вращателя бурового станка.

1. Характеристика рабочего механизма.

Вращатель служит для передачи крутящего момента буровому снаряду, приводящему в действие через редуктор породоразрушающий механизм и обеспечивает вместе с механизмом подачи необходимый режим бурения.

Условия работы характеризуются большой неравномерностью нагрузки, вызванной изменением свойств забоя, характером процесса разрушения, возникновением значительных вибраций при работе станка.

2. При бурении вращатель работает в длительном режиме.

При спуско-подъемных операциях подъемник работает в повторно-кратковременном режиме, а периоды работы под нагрузкой чередуются с периодами работы вхолостую и с остановками. Период времени составляет (25...40)%.

3. Диапазон регулирования 1:10.

4. Точность поддержания скорости во всех статических режимах - (5...10)%.

5. Допустимое перерегулирование скорости - (5...10)%. Перегрузочная способность во всем диапазоне - (2,5...3)Мн.

6. Напряжение питания 380В (304...437)В или 6 кВ.

7. Средневзвешанный коэффициент мощности не менее 0,75 (с учетом наличия компенсирующего устройства).

8. Система управления должна обеспечивать:

а) автоматическое ограничение тока двигателя (крутящего момента).

б) автоматическое ограничение вибрации.

в) автоматическое управление по критерию постоянства мощности на вращение или другого критерия, обеспечивающего наибольшую производительность или наименьшую стоимость 1м проходки.

г) взаимосвязанное управление приводом вращателя и приводом подачи (и расходом промывочной смеси).

Виды управления: ручное и автоматическое.

9.Защита электропривода:

а) от перегрузки и коротких замыканий.

б) от длительной работы с током, близким к максимально допустимому,

в режиме постоянства мощности.

в) нулевая защита от включения напряжения при нулевых сигналах задания, в том числе при нулевом значении потокосцепления (при векторном управлении).

г) от обрыва цепей возбуждения двигателей постоянного тока.

10. Системы контроля и сигнализации:

а) замыкания на землю в цепях управления.

б) включения всех вспомогательных приводов (с подачей сигнала в цепи нулевой защиты), в том числе вентиляторов систем охлаждения.

в) токов нагрузки электроприводов и напряжений цепей управления (контроль по приборам).