Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Одной из основных задач расчета является выбор передаточного числа редуктора ротора (1, задано). Для нерегулируемого привода передаточное число высшей передачи определяют по (4.95) с учетом того, что в этом случае должна быть обеспечена максимальная скорость ротора ы, при номинальной скорости двигателя. Передаточное число йизшей передачи находят по формуле (4.96) с учетом того, что должен быть обеспечен максимальный требуемый момент ротора М, при максимально допустимом кратковременном моменте двигателя.
Из конструктивных соображений производят выбор промежуточных значений передаточного числа редуктора (коробки скоростей). Для регулируемого привода передаточное число высшей передачи определяют по (4.95), причем скорость двигателя принимают максимальной. Затем по (4.96) находят момент двигателя при том же 1, и максимальном моменте на роторе и проверяют выполнение условия Млв вне- М~влоп (4.97) 329 Если это условие не выполняется, то необходимо использовать двухскоростную коробку передач.
Передаточное число низшей передачи находят по (4.96) при условии, что должно выполняться условие (4.97). Электропривод лебедки. Буровая лебедка предназначена для подъема и спуска бурильной колонны, производимых периодически для замены породоразрушающего долота. На установках разных классов установленная мощность привода лебедки 250... 2500 кВт, Вид привода и его характеристики должны выбираться с учетом следующих требований и технологических особенностей работы лебедки в режиме подъема: режим работы привода — повторно-кратковременный. При подъеме колонну делят на отдельные отрезки — свечи длиной 25 ...
37,5 м каждая, которые поднимают последовательно одну за другой с перерывами, необходимыми для выполнения вспомогательных операций. Относительная продолжительность включения (ПВ) составляет в среднем 30... 40%, длительность одного цикла 1,5 ... 3 мин. Перегрузка двигателя по току в рабочем периоде принимается обычно равной 1,2 ... 1,3 номинального тока; реверс двигателя в основных рабочих режимах не требуется, он необходим только в редких вспомогательных режимах и может осуществляться путем оперативных переключений. Если двигатель используется также в качестве тормозной машины при спуске колонны, то привод должен быть реверсивным (изменение знака скорости), однако статический момент нагрузки определяется «протягивающим грузом» и не меняет знака, т.е. привод работает в 1 и ТУ квадрантах; желательно более полное использование мощности привода при изменении момента нагрузки в широких пределах (до 20 раз), поэтому характеристика привода должна быть близкой к кривой постоянной мощности.
Требуемый диапазон регулирования скорости до 10: 1; привод должен иметь такие пусковые характеристики, чтобы обеспечивался плавный, но достаточно интенсивный разгон лебедки. Значение максимального момента двигателя должно быть 1,8... 2,2 номинального момента; жесткость механической характеристики должна быть такой, чтобы статизм не превышал 5 ... 8 % номинальной частоты вращения. При регулируемом приводе формируется обычно экскаваторная механическая характеристика; привод лебедки должен обеспечивать остановку крюка талевой системы с точностью +(30 ...40) мм, что соответствует 0,05 ...
0,15 оборота вала двигателя (в зависимости от передаточного отношения между барабаном лебедки и валом двигателя); на установках глубокого бурения привод лебедки должен быть двухдвигательным по соображениям резервирования, причем мак- 330 симальное расчетное усилие на крюке должно обеспечиваться при работе одного двигателя. В зависимости от класса буровой установки для привода лебедки рекомендуется применять: для установок глубокого и сверхглубокого бурения — глубоко регулируемый редукторный или безредукторный электропривод с аварийной механической передачей в зависимости от ряда дополнительных требований; для прочих буровых установок — регулируемый электропривод с диапазоном регулирования до 10:!. Система торможения буровой лебедки должна воспринимать энергию, развиваемую бурильной колонной при спуске в скважину, и обеспечивать регулирование скорости спуска в заданных пределах.
Для этой цели используются электрические машины различных типов, в первую очередь специально создаваемые для этого электромагнитные тормоза индукционного или порошкового типа. Рационально использовать в качестве тормозных машин приводные двигатели лебедки. Мощность тормозной машины на установках разных классов составляет от 200 до 1500 кВт. Действующие стандарты регламентируют скорости спуска колонны номинальной массы и незагруженного талевого блока, остальные параметры выбираются при проектировании. Тормозные режимы реализуются с учетом следующих требований и технологических особенностей работы лебедки при спуске колонны: режим торможения — повторно-кратковременный, приблизительно такой же, как для привода лебедки в режиме подъема; основное направление вращения соответствует спуску колонны, однако возможно вращение в обратном направлении.
Приводной двигатель при спуске работает в 1Ч квадранте в режиме динамического или рекуперативного торможения. Последнее допускается на установках, получающих питание от электрической сети; диапазон регулирования скорости спуска выше номинальной достигает 2: 1. Желательно получение малых скоростей спуска вплоть до нулевой, однако допустимо принимать минимальную скорость примерно 0,3 номинальной. Желательно наиболее полно использовать мощность системы торможения, поэтому зависимость скорости спуска от момента нагрузки при скорости больше номинальной должна быть близкой к кривой постоянной мощности; система торможения должна обладать запасом тормозного момента примерно 1,5 номинального значения для обеспечения достаточно интенсивного замедления; требования к точности остановки те же, что и для привода лебедки в режиме подъема.
В зависимости от класса буровой установки рекомендуется применять системы торможения: для установок глубокого и сверхглу- 331 Рпном Рбнам/80> (4.98) где Ь, — перегрузка двигателя в основном расчетном режиме. Моменты на валу барабана при подъеме и спуске колонны соответственно: Мб = 6Эбяпагр/2~тсцусцтрю М, = бЮФнач,т)пц.п/2(м* где Мб — момент на валу барабана, Н-м; б — масса колонны в воздухе, Н; Юб — расчетный диаметр барабана, м; /г„, = 0,85... 0,9 — коэффициент потери массы при погружении колонны в раствор; 1„, т1 — соответственно передаточное число и КПД талевой системы; ц„, = 0,85 — коэффициент, учитывающий трение колонны о стейки скважины. Моменты на валу двигателя при подъеме и спуске колонны соответственно: (4.99) (4.100) Мп — — Мб/(Д„; М = М~Ч»/Ъ где М, — момент на валу двигателя или суммарный момент двигателей при многодвигательном приводе, Н м;!», т1» — передаточное число и КПД )г-й передачи соответственно. Линейная скорость движения крюка подъемной системы, т.е.
скорость движения колонны, связана с угловой скоростью барабана следующим образом: = Пб»,/2 . (4.103) Электропривод бурового станка СБШ-250. Функциональная схема электропривода показана на рис. 4.68. Буровой станок состоит из машинного отделения 4, смонтированного на гусеничном ходу 5, кабины 7 и мачты», закрепленной на машинном отделении посредством специальных опор 3.
Для подъема мачты в рабочее положение и опускания в транспортное положение служат два (4.10!) (4.102) 332 бокого бурения — с использованием приводных двигателей лебедки в качестве тормозных машин; для установок бурения на средние глубины — с электромагнитными индукционными тормозами„для установок бурения на небольшие глубины — с электромагнитными ферропорошковыми тормозами, которые могут дополнительно выполнять функции регуляторов подачи долота при бурении.
За основной расчетный режим принимается режим подъема бурильной колонны номинальных длины. и массы. Формулы для расчета мощности и моментов являются общими для различных видов привода. Предварительный выбор номинальной мощности двигателя (или суммарной мощности двигателей) осуществляется по заданной мощности на барабане Рб в основном расчетном режиме: гидравлических цилиндра 2. Приведение станка в горизонтальное положение осушествляется с помошью трех гидравлических домкратов б.
Для приведения в действие всех механизмов в процессе выполнения основных и вспомогательных операций на станке имеются системы электрического и гидравлического приводов. Рис. 4.68 333 Установленная мощность электроприводов станка составляет 400 кВт, в том числе: привода ротора — 100 кВт, привода лебедки— 80 кВт, приводов водяного центробежного насоса — 17 кВт, приводов винтовых компрессоров — 20 кВт. Остальная мощность расходуется в основном электроприводами маслонасосов, гидравлических насосов, вентиляторов и электромагнитов. Для выноса из забоя на поверхность частиц разбуренной породы (буровой мелочи) в станке, кроме насосов, используются винтовые компрессоры для создания воздушно-водяной системы. Основными являются электроприводы ротора М1, лебедки М2, МЗ, насоса М4, компрессора М5, Мб, Гусеничный ход станка обеспечивается электроприводами М13, М14.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
