Электроснабжене карьера восточный

где:                = 0,95   — к.п.д. зубчатой передачи;

= 1,1 —  коэффициент динамического  режима;

k = 1,2 — коэффициент, учитывающий шахтные сопротивления.

Принимаю асинхронный двигатель  с фазным ротором   АФН-320-250:

ном. мощность  —    Р_н = 320кВт;

ном. скорость вращения   —    n_н = 245об/мин ;

ном. маховый момент ротора —   = 6400Н ∙ м²;

U_1н = 6000В; U_2н = 535В; I_р = 382А;

=0,88;Со5φ_н =0,77;γ = 2,2

Максимальная скорость подъема

Диаграмма изменения скорости —  семипериодная.

 Скорость на втором и шестом  участках —   = 0,5м / с.

Ускорение — а₁ = 0,Зм/с²,  а₃ = 0,75м/с²,

Замедление — а₅ = 0,75м / с².

Путь первого и второго участков — 1,5м.

Путь шестого и седьмого участков — Зм.

Путь седьмого участка — 0,2м.

Время движения на седьмом участке  — 0,6с.

Время ускоренного движения на первом участке

Путь ускоренного движения на первом участке

Путь второго участка

h₂ =1,5 - 0,42 = 1,08м.

Путь шестого участка 

h₆ =3 - 0,2 = 2,8м.

Время движения на втором участке

Время движения на шестом участке

Время движения на третьем  и пятом участках

Путь движения на третьем и пятом  участках

Путь равномерного движения

Время равномерного движения на четвертом  участке 

 

Полное время движения

На   рисунке    1    изображена   диаграмма   изменения   скорости   движения подъемного сосуда. На рисунке 2 - диаграмма ускорений.

 

Рис.1 Диаграмма скоростей

 

 

 

 

 

Рис.2 Диаграмма ускорений.

 

3.3.3. Динамика  подъема

Приведенная масса подъемной  установки

где:                 

Н_к = Н₀ + π ∙ R_ш  + L_cтр + 5,5∙π ∙ D_б + I_u — длина каната;

, , ,    —       маховые   моменты   копрового    шкива,

подъемной машины, редуктора и электродвигателя;

D_б = 4м — диаметр барабана;

i_р = 11,43 — передаточное число редуктора;

R_ш = 2м — радиус копрового шкива;

L_стр = 56м — длина струны каната (средняя);

I_u = 40м — длина каната для испытаний;

Н₀ = 404,33м  — высота отвеса каната;

Q₀ = 119600Н — концевая нагрузка;

Q_пр = 90700Н — масса противовеса;

р = 6,53кг/м — линейная масса каната;

Н_k = 404,33 + π ∙2 + 56 + 5,5∙π∙4 + 40 = 575,73м

G_пр = 119600 + 90700 + 9,81 ∙ (2 ∙ 6,53 ∙ 575,73) +

М_пр = = 61440кг

Расчет движущих усилий и мощности на барабане

подъемной машины

 

где:        к = 1,2 — коэффициент, учитывающий шахтные сопротивления;

Q' = Q_o - Q_пр = 119,6 – 90,7 = 28,9кН — полезный груз при подъеме.

 Начало подъема

F₁ = 1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙  6,53 ∙  (305,16 - 2 ∙  0) + 61440 ∙  0,3 = 72660Н

Конец движения на первом участке

F₂ = 1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16 - 2 ∙ 0,42) + 61440 ∙ 0,3 = 72606Н

Начало равномерного движения на втором участке

F₃ = 1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16-2 ∙ 0,42) = 54174Н

Конец равномерного движения на втором участке

 

 

 

Р₄ =1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16 - 2 ∙1,5) = 54036Н

Начало ускоренного движения на третьем участке

Р₅ = 1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16 -2 ∙ 1,5) + 61440 ∙ 0,75 = 100116Н

Конец движения на третьем участке

F₆ =1,2 ∙ 28900+ 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16-2 ∙ 14,77)+ 61440 ∙ 0,75 =98416Н

Начало равномерного движения на четвертом  участке

F₇ = 1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16 - 2 ∙ 14,77) = 52336Н

Конец равномерного движения на четвертом  участке

F₈ =1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16 -2 ∙ 288, 89) = 17216Н

Начало замедленного движения на пятом  участке

F₉ =1,2 -28900 + 9,81 -6,53 -[305,16 -2 -288, 89] -6 1440- 0,75 = -28864Н

Конец движения на пятом участке

F₁₀ = 1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53∙ (305,16 - 2 ∙ 302,16) - 61440 ∙ 0,75 = -30564Н

Начало равномерного движения на шестом участке

F₁₁ =1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16 - 2 ∙ 302,16) = 15516Н

Конец равномерного движения на шестом участке

F₁₂ =1,2 ∙ 28900 + 9,81 ∙ 6,53 ∙ (305,16 - 2 ∙ 304,96) = 15157Н

 

 

В конце равномерного движения на шестом участке (начало седьмого) электродвигатель отключается от сети и к барабану подъемной машины              накладывается механический тормоз.

На рисунке 3 изображена диаграмма  усилий на барабане подъемной машины.

 

Рис. 3 Диаграмма усилий

 

 

 

 

Мощность  на валу двигателя

 

                                           

 

Начало подъема:                                                                                     ;

Конец движения на первом участке:                                                ;

Начало равномерного движения на втором участке:                      ;

Конец равномерного движения на втором участке:                       ;

 

 

Начало ускоренного движения на третьем участке:                    ;

Конец ускоренного движения на третьем участке:                  ;

Начало равномерного движения на четвертом участке:             ;

Конец равномерного движения на четвертом участке:                  ;

Начало замедленного движения на пятом участке:                ;

Конец движения на пятом участке:                                       ;

Начало равномерного движения на шестом участке:                    ;

Конец равномерного движения на шестом участке:                       ;

Эквивалентное движущее усилие на барабане подъемной  машины

где:              

 = 72660² + 72660 ∙ 72606 + 72606² = 15827 ∙ 10⁶,

 =  54174² + 54 174 ∙ 54036 + 54036² =8782 ∙ 10⁶,

  = 100116² + 1001 16 ∙ 98416 + 98416² = 29562 ∙ 10⁶,

  = 52336² + 52336 ∙ 17216 + 17216² =3936 ∙ 10⁶,

= 15516² + 15516 ∙ 15157 + 15157² = 706 ∙ 10⁶

Эффективная мощность двигателя

Установленная мощность двигателя

Номинальное движущее усилие двигателя 

Максимальная перегрузка двигателя  за период движения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 4

Электропривод насосной установки.

4.1. Технические требования, предъявляемые  к электроприводу

насоса

1)         Род и  тип машины : асинхронный короткозамкнутый;

2)         U=380 В; N=1500 об/мин; КПД не мене 92%.

3)         число  фаз - 3; род тока - переменный, f=50 Гц.

4)         коэффициент  мощности, не менее 0,8;

5)         номинальный  режим работы S1;

6)        соединение  фаз обмотки статора - "звезда".

Требования к конструкции

Состав электропривода: асинхронный  короткозамкнутый двигатель, упругая   втулочно-пальцевая соединительная муфта, исполнение IР-44, климатическое исполнение УЗ, диапазон вибрационных нагрузок 1ч-35 Гц при максимальном ускорении 0,5g и степени жёсткости 1.

Показатели надёжности и долговечности

1. коэффициент готовности не менее 0,92;
2. средняя наработка на отказ 1200 ч.;
3. полный срок службы не менее 20 лет;
4. срок восстановления 6 часов.

 

 

Требования к изоляции

Корпусная изоляция - термореактивная, класс нагревостойкости не ниже "В".

Требования к защите

1. от     соприкосновения     с     находящимися     под     напряжением     или движущимися частями, расположенными внутри двигателя;
2. от попадания внутрь твёрдых тел размером равным или более 12мм;
3. максимальная токовая (I_уст=1000А);
4. от замыканий на землю.
5. защита по перегрузке (I_уст =1,4, Т=2мин.)ъ

 

Хранение и транспортирование

  Хранение - в отапливаемых и вентилируемых помещениях, в любых климатических зонах. Транспортирование - по группе условий хранения 8, при условии тряски с ускорением не более 30 м/с, при частоте от 80 до 120 ударов в минуту.

4.2. Выбор типа привода, выбор двигателя  по мощности

В установках, в которых не требуется  регулирования скорости, применяются  исключительно приводы переменного тока. Выбор типа двигателя сделан на основе технико-экономического сравнения различных двигателей переменного тока. Должны быть сопоставлены их электрические и механические свойства, первоначальная стоимость самих двигателей и аппаратуры управления, эксплуатационные расходы.

При выборе нерегулируемого типа двигателя  можно ограничиться сравнением трёх типов двигателей переменного тока: 1) асинхронного с короткозамкнутым ротором, 2) асинхронного с фазным ротором  и 3) синхронного.

Самым простым, дешёвым и надёжным в эксплуатации является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Конструкция его такова, что возможность повреждений минимальна.

Двигатель с фазным ротором из-за наличия колец и обусловленной  ими большой длины вала всегда имеет большие габариты и стоимость его выше. Благодаря меньшей длине лобовых соединений ротора и меньшему воздушному зазору двигатели с короткозамкнутым ротором имеют более высокий коэффициент мощности и КПД.

Двигателем с короткозамкнутым ротором очень прост в управлении. Он включается прямым включением в сеть. Отсутствие пускового реостата значительно удешевляет привод.

Единственный существенный недостаток двигателей с короткозамкнутым ротором - большой толчок тока при пуске  от полного напряжения, достигающий 5-г7 кратного значения по отношению к номинальному, но в настоящее время в связи с развитием сетей и увеличением мощности трансформаторных подстанций вопрос о большой величине пускового тока потерял своё значение.

В зависимости от конструкции двигателей с короткозамкнутым ротором (с глубоким пазом, с двойной клеткой, повышенного скольжения) позволяет выбрать двигатель с необходимой механической характеристикой.

Стоимость синхронного двигателя, вследствие усложнённой конструкции  и потребности в возбудителе всегда выше, чем асинхронного двигателя, особенно с короткозамкнутым ротором. Также, несколько сложнее, аппаратура управления.

Приведённые выше соображения показывают значительные технико-экономические  преимущества двигателей с короткозамкнутым ротором. При лёгких условиях пуска, то есть при малом значении статического момента при трогании и малом моменте инерции, может быть использован простейший, короткозамкнутый двигатель.

Поэтому, для привода насоса применяют  асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, выполненные в защищённом, закрытом или рудничном исполнении.

Необходимая мощность двигателя N (кВт) для привода насоса определяется по формуле:

            (4.1)

где:

k - коэффициент запаса мощности двигателя, k=1,1;

Q_max - максимально возможная подача насоса, м³/ч;

H_max - развиваемый напор с учётом высоты всасывания, м;

Η_р- КПД установки;

ρ - плотность откачиваемой воды, кг/м³.

Из ряда двигателей выберем асинхронный  двигатель с короткозамкнутым ротором  типа: А4-250S-4РНУЗ. Этот двигатель предназначен для работы на обогатительных фабриках в условиях невзрывоопасной окружающей среды, содержащей агенты коррозии, при запыленности воздуха до 100 мг/м³. Основные параметры двигателя приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Данные электродвигателя

ч-та вращ. Об/мин	Рн, кВт	кпд %	Соsφ	Iн, А					Момент инерц. J,кгм2
1475	75	93	0,88	139	2,2	1,6	2	1	1,02

 

 

 

Технические данные аппаратуры управления сведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2. Аппаратура управления

Аппаратура .	Тип.	Uн, В.	Iн, А.
Автоматический
выключатель , QF .	ШАВМ 4В	380	250
Магнитный
пускатель, KM.	ПВИ-125	380	250
Предохранители, FU.	ПР-2	220	25
Кнопочный пост,
SB-1,SB-2.	КП-25	220	25