Основные характеристики главных приводов: напряжение пита­ния 380 В, мощность привода 25,0-100 кВт, ток нагрузки 100-200 А, диапазон регулирования 3,0-25 с' .

Электропривод буровых станков

Электроприводом называют электромеханическую систему, состоящую из одного или нескольких двигателей, преобразовательного, управляющего и передаточного устройств, предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины.

Преобразовательное устройство предназначено для преобразования

рода тока, значения напряжения с целью создания управляющего воздейст-вия на электродвигатели. К этим устройствам относятся выпрямители, трансформаторы, преобразователи частоты и др.

Передаточное устройство служит для передачи механической энер- от двигателя к исполнительному органу рабочей машины и согласования вида и скоростей их движения. Сюда относятся редукторы, шатунно-кри-вошипный механизм, ходовой винт — гайка и др.

Управляющее устройство предназначено для управления электро­двигателями, преобразовательным и передаточным устройствами.

Электрические машины, широко применяемые в народном хозяйстве, преобразуют механическую энергию в электрическую (генераторы) и, наоборот, электрическую энергию в механическую (двигатели).

Электрические машины, которые в зависимости от рода потребляемого тока делятся на машины переменного тока и машины постоянного тока, можно использовать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя, т. е. они обладают свойством обратимости. Их можно также использовать для преобразования электрической энергии одного рода тока, например, частоты переменного тока, напряжения постоянного тока, в энергию другого рода тока. Такие электрические машины называют преобразователями.

В частном случае преобразовательное и передаточное устройства могут отсутствовать, например, в электроприводе вентилятора местного проветри-вания, когда асинхронный двигатель его питается от сети, а рабочее колесо вентилятора насажено непосредственно на вал двигателя.

Различаются следующие разновидности электропривода:

- по роду тока: переменного тока промышленной и повышенной частоты; и постоянного тока;

- по числу двигателей: однодвигательный (один электродвигатель приво-дит в движение один механизм); групповой (один двигатель приводит в движение несколько механизмов); многодвигательный (каждый из неско-льких электродвигателей приводит один механизм;

- по источникам энергии автономный (потребляющий энергию от авто-номного источника и централизованный – потребляющий энергию от ЛЭП;

- по характеру изменения параметров на: на регулируемый электропри-вод, параметры которого регулируются управляющим устройством и нерегулируемый, параметры которого изменяются только в результате внешних воздействий.

Параметрами электропривода являются; частота вращения, диапазон регулирования; жесткость механической характеристики.

В зависимости от вида электрического тока применяются машины пере-менного тока однофазные и многофазные и постоянного тока. Широкое применение нашли трехфазные синхронные и асинхронные машины, а также коллекторные машины переменного тока, которые позволяют осуществлять экономическое регулирование частоты вращения в широких пределах. Нали-чие коллектора является также обязательным конструктивным признаком машины постоянного тока. Через коллектор осуществляется связь рабочей обмотки (обмотки якоря) с нагрузкой в режиме генератора или источником питания в режиме двигателя. Являясь механическим преобразователем, коллектор в комплекте с контактными щетками преобразует постоянный ток в переменный или наоборот.

В буровых станках для открытых горных работ применяются асинхрон-ные двигатели с короткозамкнутым ротором, которые благодаря простоте и дешевизне, высокой эксплуатационной надежности при минимальном обслуживании имеют высокий КПД и как следствие наибольшее распрост-ранение. Отрицательным свойствами их является низкий пусковой крутящий момент и большой (в 8 – 10 раз выше рабочего) пусковой ток, а также необ-ходимость применения механических устройств для регулирования скорости вала.

Асинхронные двигатели с фазовым ротором применяются в случаях, когда мощность электростанции или трансформатора не выдерживает пуско-вых токов электродвигателей с короткозамкнутым ротором или когда тре-буется в небольших пределах регулировать частоту вращения.

Двигатели постоянного тока, в которых плавно регулируется частота вращения и крутящий момент. Они имеют высокий пусковой и перегрузоч-ный момент. К отрицательным свойствам этих двигателей относится слож-ность устройств для преобразования переменного тока в постоянный и их дороговизна.

К преобразовательным устройствам относятся повышающие и понижающие трансформаторы и выпрямители.

Понижающие трансформаторы предназначены для понижения напряжения карьерных линий ЛЭП до промышленного значения.

Различают электроприводы вращателя, подачи бурового снаряда на забой, пневмотранспортной системы, вспомогательных агрегатов станка. Главным электроприводом является привод вращателя.

Типы приводов, применяемых на станках для вращателей: асинхронный нерегулируемый или ступенчато регулируемый, регулируемый постоянного тока. Наиболее широко распространены приводы вращателей на постоянном токе с регулированием по систе­ме «магнитный усилитель — вентильный преобразователь — двига­тель» (МУ-ВП-Д) и «тиристорный преобразователь — двигатель» (ТП-Д). На буровых станках прежних выпусков установлен привод по системе «генератор — двигатель постоянного тока — электромашинный усилитель» (Г-Д-ЭМУ).

Основные характеристики главных приводов: напряжение пита­ния 380 В, мощность привода 25, 0-100 кВт, ток нагрузки 100-200 А, диапазон регулирования 3, 0-25 с'.

Электропривод вспомогательных механизмов применяется в ос­новном на переменном токе

. 10.02.15.ТР-11

Требования, предъявляемые к электроприводу, в значительной мере определяются условиями его работы: вибрации, динамические удары, запыленность, большая влажность воздуха, атмосферные воздействия.

Электропривод вспомогательных механизмов применяется в ос­новном на переменном токе.

Решающее влияние на работу электропривода вращателя оказывают режимы бурения, которые определяют технологическую эффективность буровых работ. Электропривод вращателя должен быть надежен в работе и экономически выгоден в эксплуатации. Он должен обеспечивать заданный диапазон регулирования частоты вращения бурового снаряда, в соответствии с параметрами бурового процесса (величиной осевого усилия, объемного расхода сжатого воз­духа или воздушно-водяной смеси для удаления продуктов разрушения из забоя скважины, скоростью бурения и т.п.) для всех типов горных пород и в соответствии с их физико-механическими свойствами.

Привод должен обеспечивать на выходном валу необходимой величины крутящий момент, развивать достаточную мощность для преодоления статических сопротивлений горных пород при бурении. Жесткость механических характеристик должна удовлетворять тех­нологическим требованиям процесса бурения. Электропривод вращателя должен обеспечивать ручное и автоматическое управление режимами работы, автоматическое регулирование параметров и контроль основных показателей привода.

Асинхронный нерегулируемый и ступенчато регулируемый приводы. Электрические схемы буровых станков, оборудованных таким приводом, сходны. В качестве примера рассмотрим принципиальную схему управления электроприводом вращателя бурового станка СБШ-250МН. В электроприводе применен короткозамкнутый асинхронный электродвигатель мощностью 75 кВт и двухскоростной редуктор, обеспечивающий частоту вращения на выходном валу 1, 35 и 2, 62 с". Схема управления проста, обладает высокой надежностью при работе в условиях сильной вибрации конструкции и колебаний тока нагрузки при бурении в крепких и трещиноватых породах. Недостатки привода: невозможность плав­ного изменения частоты вращения бурового снаряда и, как следст­вие, невозможность обеспечения оптимального режима при бурении пород с переменной крепостью.

Для главного электропривода вращателя более предпочтителен привод постоянного тока с плавным регулированием частоты вращения.

На ряде станков (2СБШ-200Н и т.п.) применяются приводы постоянного тока с преобразователем на силовых магнитных уси­лителях (МУ-ВП-Д). Автоматизированный привод системы МУ-ВП-Д по сравнению с приводом Г-Д-ЭМУ более надежен, характеризуется большим сроком службы, сравнительно малыми габаритами и массой, довольно высоким КПД. Система управления такого привода обеспечивает плавное регулирование частоты вращения в пределах 4, 3-22 с', крутящего момента от 2120 до 6650 Н·м.

На буровых станках выпуска последних лет (СБШ-250-55, ЗСБШ-20-60) в качестве главного электропривода применяются приводы с двигателем постоянного тока и статическими преобразователями на тиристорах. Они обладают значительно лучшими механическими характеристиками по сравнению с другими типами приводов, надежны и просты в эксплуатации.

Основные термины и определения

Силовая электрическая цепь предназначена для производства, передачи, ее распределения и потребления электрической энергии. Такие цепи называются главными.

Вспомогательная цепь это электрическая цепь не являющаяся силовой и выполняющая функции контроля, защиты, управления, сигнализации и измерений. Такие цепи называются вторичными или коммутационными.. Эти цепи сложнее силовых, так как содержат значительно больше элементов.

Для управления работой электропривода применяются прибору управления: контакторы, пускатели, реостаты, реле.распределения энергии используются