Введение…………………………………………………………………….2
1. Характеристика технологического процесса и описание механизма установки бурильной УБШ 501 АК……………………………………4
1.1. Характеристика технологического процесса……………………..4
1.2. Технические и эксплуатационные характеристики механизма…6
1.3. Сравнительный анализ различных систем электроприводов…………………………………………………….11
2. Обоснование системы электропривода………………………………..17
2.1. Предварительный расчет электродвигателя……………………..17
2.2 Разработка структурной схемы электропривода…………………17
2.3. Выбор электрооборудования для силовой части привода………18
3. Характеристика статических режимов работы электропривода……………………………………………………...22
3.1. Составление схемы замещения электропривода и расчет недостающих параметров………………………………………....22
3.2. Расчет скоростных характеристик электропривода……………..23
3.3. Расчет механических характеристик электропривода…………..25
4. Энергетические характеристики электропривода…………………….27
4.1. Расчет потерь в электроприводе…………………………………..27
4.2. Расчет КПД…………………………………………………………28
4.4. Расчет коэффициента мощности………………………………….29
5. Исследование системы электропривода в динамических режимах работы………………………………………………………………………31
5.1. Математическая модель привода…………………………………31
5.2. Выбор машинной модели и моделирование переходных
процессов на ПК…………………………………………………...31
Литература………………………………………………………………….39
Основой черной и цветной металлургии является минерально-сырьевая база. Разработка крепких руд связанна с большими затратами труда, времени и средств, на бурение взрывных скважин и шпуров. При современном уровне развития горной техники взрывной метод отбойки крепких руд остается по существу единственным, и от его эффективности зависят технико-экономические показатели и темпы ведения горных робот.
Улучшению состояния буровзрывных работ способствует применение более мощных взрывчатых веществ и новых эффективных методов взрывания.
Для дальнейшего совершенствования технологии добычи руды требуется создание более производительных буровых машин. С применением мощных, безопасных в обращении взрывчатых веществ и появлением высокопрочных легированных буровых сталей появилась реальная возможность использования скважин уменьшенного диаметра. Переход на бурение скважин малого диаметра в крепких породах является одним из важнейших технических достижений последнего времени.
Характерной особенностью техники отбойки руды за рубежом является применение скважин малого диаметра (28-50 мм); средняя глубина скважин 15-20 м. Линия наименьшего сопротивления составляет 1,5-1,8 м и очень редко 3 м. Выход руды с 1 м скважины 10 –12 т.
Для бурения глубоких скважин применяют колонковые бурильные молотки и станки алмазного бурения. При проходческих работах, преимущественно с США, применяют мощные перфораторы с гидравлическими манипуляторами, которые монтируются на буровых каретках или других транспортных и погрузочных машинах. Такие буровые агрегаты имеют централизованное управление. В Швеции для проходческих работ применяют высокопроизводительные ручные бурильные молотки на пневмоподдержках.
На открытых горных разработках за рубежом широкое распространение получили станки шарошечного бурения, а также станки с пневмоударниками.
На малых карьерах для бурения наклонных скважин применяются буровые установки с мощными колонковыми перфораторами.
В качестве программного пакета для моделирования полупроводниковых электроприводов наиболее подходящей считается система MatLab (матрич¬ная лаборатория) со своими пакетами расширения (Toolboxes), повсеместно при-нятая в качестве основного инструмента изучения полупроводнико¬вого электропривода.
Основными пакетами расширения, которые использованы при исследовании полупроводникового электропривода, являются Simulink и Power System Blockset.
Пакет Simulink со своими дополнениями — основной инстру¬мент изучения различных электромеханических систем. Практически не существует задачи, связанной с исследованием систем электропривода, которую нельзя было бы решить в этом пакете.
Simulink предоставляет исследователю самые различные воз¬можности, начиная от структурного (математического) представ¬ления системы и кончая генерированием кодов для программиро¬вания микропроцессора в соответствии со структурной схемой модели.
Библиотека Simulink представляет со¬бой набор визуальных объектов, используя которые можно иссле¬довать практически любую систему автоматического регулирова¬ния. Практически для всех блоков существует возможность на¬стройки параметров. Параметры настройки отражаются в панели окна настройки выбранного блока.
В исследуемую модель (рис. 5.1) вошли такие элементы:
Asynchronous Machine SI Unit – готовая модель асинхронного двигателя параметрами, соответствующими номинальным паспортным данным двигателя АМУ 160 М6 Т2;
3 источника синусоидального напряжения AC Voltage Sourse с номинальными параметрами: f=50 Гц, Um=311 В; сдвинутые по фазе друг относительно друга на 1200, моделируют трехфазную систему напряжений с номинальными значениями: Uф=220 В, Uл=380 В.
Three-Phase V-I Measurement – трехфазный мультиметр для осуществления замеров сетевого тока и напряжения.
2 элемента типа Scope – модели осциллографов для просмотра графиков сетевых тока и напряжения, а также изменения во времени частоты вращения ротора двигателя и момента на его валу.
2 элемента типа Display для контроля установившегося значения тех же параметров.
Step – элемент, с помощью которого, возможно смоделировать наброс нагрузки на вал двигателя в определенный момент времени.
Рис.5.1. Модель системы ПЧ-АД для программного пакета MatLab 6.5
Моделируем пуск двигателя без нагрузки при трех различных частотах питающего напряжения f1=50 Гц, f2=37,5 Гц, f3=25 Гц, используя закон частотного регулирования .
Значит при f=50 Гц Uл=380 В;
при f=37,5 Гц Uл=329 В;
при f=25 Гц Uл=269 В.
При частоте питающей сети f=50 Гц и линейном напряжении Uл=380 В получаем следующие графики переходных процессов ω=f(t) (рад/с) и Mв=f(t) (Н·м).
Рис. 5.2. Графики ω=f(t) и Mв=f(t) при f=50 Гц
После окончания переходного процесса получаем такие установившиеся значения:
ω =104,7 рад/с
I1=7,266 А
Mв=0,517 Н·м
При частоте питающей сети f=37,5 Гц и линейном напряжении Uл=329 В получаем следующие графики переходных процессов ω=f(t) (рад/с) и Mв=f(t) (Н·м).
Рис. 5.3. Графики ω=f(t) и Mв=f(t) при f=37,5 Гц
После окончания переходного процесса получаем такие установившиеся значения:
ω =78,53 рад/с
I1=7,608 А
Mв=0,3883 Н·м
При частоте питающей сети f=25 Гц и линейном напряжении Uл=269 В получаем следующие графики переходных процессов ω=f(t) (рад/с) и Mв=f(t) (Н·м).
Рис. 5.4. Графики ω=f(t) и Mв=f(t) при f=25 Гц
После окончания переходного процесса получаем такие установившиеся значения:
ω =52,36 рад/с
I1=10,29 А
Mв=0,036 Н·м
При частоте питающей сети f=50 Гц и линейном напряжении Uл=380 В смоделируем переход системы из одного установившегося состояния (Мв = Мн = 73 Н·м, ω = ωн = 101.7 рад/с, I1 = I1н = 15,65 А) в другое после наброса нагрузки на вал двигателя (Мс.доп.= 0,3Мн = 22 Н·м).
Рис. 5.5. Наброс нагрузки Мс.доп.=0,3Мн
После окончания переходного процесса получаем такие установившиеся значения:
ω =99,7 рад/с
I1=20,06 А
Mв=95,5 Н·м
Для более детального изучения переходного процесса на рис. 5.6. приведена увеличенная часть графиков ω=f(t) (рад/с) и Mв=f(t) (Н·м), охватывающая только момент замедления двигателя после наброса дополнительной нагрузки.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
