Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время на карьерах и разрезах подготовка горных пород к выемке с применением взрывного воздействия обеспечивается бурением взрывных скважин, при этом до 70-80% объемов бурения выполняется шарошечными станками. Потери мощности в трансмиссиях главных механизмов современных буровых станков подчас достигают 20-40% как для электроприводов постоянного тока, так и для объемных гидроприводов, выполненных по традиционной схеме. Рост цен на энергоносители вызывает необходимость применения буровой техники с энергосберегающими силовыми установками, использующими электрический двигатель.
Буровая штанга представляет собой систему с распределенными параметрами, которая является источником продольных и поперечных колебаний. Упругие усилия, возникающие при этом, для большинства машин и механизмов являются нежелательными, т.к. приводят к дополнительным динамическим нагрузкам. Для механизмов вращателей буровых станков эти упругие колебания желательно использовать как дополнительный источник механических воздействий, направленный на разрушение горных пород при бурении. Решение такой задачи позволяет сформировать энергосберегающую технологию, при которой потенциальная энергия в буровой штанге не рассеивается в элементах электромеханической системы, а направляется на разрушение горной массы при бурении. Поэтому разработка энергосберегающего электропривода буровых станков является актуальной научной задачей.
Целью работы является разработка структуры управления энергосберегающим электроприводом буровых станков типа СБШ, улучшающая энергетические показатели.
Идея работы состоит в оптимизации электропотребления электропривода вращателя бурового станка по критерию минимума потребляемой мощности за счет управляемого резонансного режима электромеханической системы.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:
Модель структуры системы управления электроприводом вращателя бурового станка, отличающаяся тем, что используется принцип управляемого резонанса для минимального потребления электроэнергии.
Аналитические зависимости показателей резонансного режима от параметров электромеханической системы с разомкнутой и замкнутой структурой системы управления электропривода.
Аналитические зависимости энергетических характеристик электропривода показателей резонансного режима.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
корректным применением теории автоматического управления, теории электропривода, теории колебаний, методов математического моделирования, сравнением результатов аналитических ис&шэдавяодиоЖМНЕШшфпгых экспе-
| СПскр
09 Т№
риментов, достаточной сходимостью теоретических и экспериментальных исследований, расхождение между которыми не превышает 15%.
Научное значение работы состоит в разработке математической модели электропривода вращателя бурового станка, что развивает теорию электромеханических систем; установлении зависимости показателей резонансного режима от параметров электромеханической системы при различных системах управления электропривода, что развивает теорию электропривода и теорию колебаний; установлении закономерности воздействия на энергетическую часть электропривода, что развивает теорию управления электропотреблением.
Практическая ценность работы состоит в разработке рациональной структуры системы управления электроприводом механизма вращателя бурового станка, оптимальной по критерию минимума потребляемой мощности, позволяющей повысить эффективность эксплуатации электрооборудования; методики определения параметров рациональной структуры управления электроприводом механизма вращателя бурового станка, позволяющей сократить время проектирования и повысить эффективность наладочных работ.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная структура управления энергосберегающим электроприводом бурового станка принята к реализации ООО Карачаевским горным предприятием «Алибек» при модернизации находящихся в эксплуатации буровых станков типа СБШ-250.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на следующих научных семинарах: МГГУ «Неделя горняка-2000», МГГУ ((Неделя горняка-2001».
Публикация. По теме диссертации опубликовано 5 статей.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения; содержит 57 рисунков, 3 таблицы, список литературы из 63 источников и 2 приложения.
