Вступ

Електроприводом називають електромеханічну систему, яка складається із електродвигунного, передавального, передаючого і керуючого пристроїв, призначену для приведення в дію виконавчих органів машини і керуванням цим рухом.

Електроприводи поділяються на наступні види:

- за відношенням до числа електродвигунів і виконавчих органів машини:

а) групові;

б) індивідуальні;

в) взаємозв’язані;

- за характером руху:

а) обертовий:

б) лінійний:

- за принципом дії електродвигунного пристрою:

а) неперервної дії, коли рухомі частини пристрою в усталеному режимі знаходяться в стані безперервного руху;

б) дискретний, коли рухомі частини знаходяться в стані дискретного руху;

- за напрямом обертання:

а) реверсивний;

б) нереверсивний;

- за родом струму:

а) постійний струму;

б) змінний струму;

- за видом первинних джерел енергії:

а) автономний;

б) акумуляторний;

в) теплоелектричний;

г) дизель-електричний;

д) турбоелектричний;

- за характером зміни напряму:

а) регульований;

б) нерегульований;

- за видом перетворюючого пристрою:

а) вентильний;

б) тиристорний;

в) транзисторний;

г) система “керований випрямляч-двигун”;

д) система “перетворювач частоти-двигун”;

е) система “генератор-двигун”;

- за виконуваними операціями;

а) неавтоматизований;

б) автоматизований.

Механічну частину електроприводу утворюють рухома частина електродвигунного пристрою, передаючий пристрій і виконавчий орган. В загальному випадку являє собою складну систему елементів з різноманітними режимами і швидкостями руху, на які впливають сили і моменти.

Багатодвигунні приводи постачаються звичайними двигунами, але часто в них застосовується спеціальні або вмонтовані двигуни, чим забезпечується обмежене злиття елементів усього електрифікованого агрегату. Спеціальні двигуни застосовуються не тільки в багатодвигунних приводах але і в ряді одиничних приводів, де двигун і механізм конструктивно приспосіблені один до одного. У відповідності з вимогами виробничої практики розвиток електроприводів значно посилився у напрямку збільшення потужностей сучасних електродвигунів, а також в напрямку створення мікро електроприводів. Широкий діапазон потужностей сучасних електродвигунів дозволяє проектувати технічно вдосконалені і економічно вигідні типи приводів в різних галузях виробництва.

1 Розрахунок електроприводу бурової лебідки

Вихідні дані за останньою цифрою шифру для розрахунку електроприводу бурової лебідки подані в табл. 1

Таблиця 1.1 - Технічні дані механізму бурової лебідки

Технічні дані	Варіант
	1
Глибина буріння L, м	1300 880 520
Вага одного метра бурових труб Q, Н	6250
Натяг тягового кінця талевого канату від однієї свічі Qх св, Н	1500
Швидкість піднімання труб V, м/с	0,17 0.27 0.48
Передавальне відношення лебідки, і , на І, ІІ, ІІІ швидкостях	12 10.7 6,0
Кількість свічок, n’, на І, ІІ, ІІІ швидкостях	40 31 25
Довжина свічки, l, м	24
Діаметр канату, D, мм	28
Момент під час машинних допоміжних операцій, Мдоп м, Н·м	1000
Час машинних допоміжних операцій, tдоп м, с	12
Час ручних допоміжних операцій, tдоп р, с	88
ККД піднімального пристрою, 	0,78
Система електроприводу	СД

1.1 Вибір потужності електродвигуна бурової лебідки

Для визначення потужності приводу лебідки застосовують різні емпіричні формули.

Використаємо формулу еквівалентного моменту, яка враховує не тільки зміну режиму роботи в часі, але й зменшення ваги вантажу при піднімання бурильних труб, а також допоміжних операції і пускові режими :

,Нм (1.1)

де М₁ – момент, який створений максимальним вантажем при роботі на даній швидкості, Н·м;

М₂ – момент, який створений мінімальним вантажем при роботі на даній швидкості, Н·м;

М₃ – момент, який створений вагою одної свічки, Н·м;

n – число “ свічок “, які піднімають на даній швидкості;

t_і – тривалість одного робочого періоду циклу, с;

t_доп.м. – тривалість одного періоду машинних допоміжних операцій, с;

t_доп.р. – тривалість одного періоду ручних допоміжних операцій, с;

М_доп.м. – момент, необхідний при машинних допоміжних операціях, Н·м;

К=(1.1÷1.5) – коефіцієнт, який враховує зміну швидкості внаслідок зміни діаметра барабана при намотуванні канату.

Момент на валу двигуна, створений вантажем на гаці :

Н·м, (1.2)

де Q_x – натяг тягового кінця канату, кН;

ί_об. – передавальне число від вала двигуна до барабана;

D_сер. – середній діаметр намотування каната на барабан, приймаємо

D_сер. = 0,8 м;

η_n – ККД передачі.

Натяг тягового кінця талевого каната при підніманні колони на відповідній швидкості рівний :

кН, (1.3)

де Q – вантаж, який піднімають на відповідній швидкості, кН;

β – величина, обернена до ККД : β= 1/ η_n =1/0,78=1,282;

m – число робочих жил оснащення, приймаємо m = 10.

, Н;

, Н;

, Н.

За значеннями Q_x^I, Q_x^II, Q_x^III визначаємо момент М₁ при роботі на I, II, III швидкостях :

, Н·м;

, Н·м;

, Н·м.

Визначаємо момент М₂, який створюється мінімальним вантажем при роботі на даних швидкостях :

; , Н·м;

; , Н·м;

; , Н·м.

Останній момент створюється вагою талевої системи без інструменту. Аналогічно визначаємо момент М₃, що створюється вагою однієї “свічки” (Q_xсв.) при роботі на даних швидкостях: (М₃^І, М₃^ІІ, М₃^ІІІ).

; Н·м;

; Н·м;

; Н·м.

Маючи кількість “свічок”, які піднімаються на І, ІІ, ІІІ швидкостях, визначаємо час підйому “свічок” для різних швидкостей : t_ί^І, t_ί^ІІ, t_ί^ІІІ

(1.4)

де l – довжина свічки, м;

– швидкість підйому, м/с;

n’ – кількість свічок.

с ; с;

с.

Визначаємо Мекв на І, ІІ, ІІІ швидкостях за формулою (1.1), кН·м; ;

;

.

На основі цих значень визначаємо необхідну потужність двигуна на І, ІІ і ІІІ швидкостях та середню потужність. Середнє значення еквівалентної потужності

, кВт , (1.5)

де кВт,

n – швидкість в об/хв.: :

об/хв.;

об/хв.;

об/хв.

Отже

кВт;

кВт;

кВт.

кВт.

За розрахунковими даними з каталогу вибираємо потужність двигуна для приводу лебідки за умовою :

.

Таблиця 1.1 - Номінальні параметри двигуна СДЗБ-13-42-8

Тип	Рн, кВт	nн, об/хв	Ін, А	η	Uн, кВ		Момент Інерції J, кгм2
СДЗБ-13-42-8	250	500	51,5	0,94	6000	1,5	410

Після вибору потужності двигун перевіряють на перевантажувальну здатність за моментом:

, (1.6)

де Н м – максимальний момент;

Нм – номінальний момент;

λ_м – коефіцієнт перевантажувальної здатності за моментом

.

Так як обидві умови виконуються, то двигун вибраний вірно.

Рисунок 1.1 – Діаграми навантаження