В последние годы в Навоийском горно-металлургическом комбинате при разработке урановых месторождений способом подземного выщелачивания получили широкое применение буровые установки типа УРБ-3А3 с использованием насоса НБ-32. По техническим параметрам данные насосы наиболее соответствуют горнотехническим условиям данного производства.
С целью продления срока службы данных насосов, фирмой производителем были разработаны и внедрены множество типов защит от ненормальных режимов работы насоса, основными и применяемые из которых, в насосах этой фирмы, работающих в НГМК, являются следующие:
- Защита от токов перегрузки;
- Защита от токов короткого замыкания;
- Защита от понижения сопротивления изоляции;
- Защита от нулевого напряжения и от перенапряжения;
- Защита от холостой работы (сухого хода).
Анализ эксплуатации данных насосов в условиях месторождений «РУ-5» (Рудоуправления № 5) типа показало, что из-за частого срабатывания защиты от холостой работы приходится часто перезапускать данный насос находящийся внутри скважины, это в свою очередь ведет к засорению насоса илом, поднимающийся при каждом перезапуске насоса, а также из-за пускового тока электродвигателя в 4–7 раз превышающий номинальный ток нагрузки, сеть электроснабжения на короткое время подвергается существенной пиковой нагрузке.
В свою очередь, применение регулируемого электропривода и правильный выбор оптимальных режимов работы насоса НБ-32 позволило бы существенно снизить потребление электроэнергии и решить ряд проблем связанных с эксплуатацией насосов, что ведет к повышению срока службы насосов [1].
Расчет ивыбор частотного преобразователя для асинхронного двигателя бурового насоса НБ-32 вусловиях РУ-5 Навоийского ГМК.
Для расчета необходимо определить следующие номинальные параметры насосной установки:
− паспортная подача и напор–
=7 л/с; 
=60, м.;
− паспортный КПД насоса — 
=0,72.
Паспортные данные по приводному электродвигателю:
− номинальная мощность и напряжения — 
=9.2, кВт; 
=380, В;
− номинальное скольжение и число пар полюсов —
=0,05; 
=1;
− синхронная частота вращения магнитного поля статора — 
=3000, об./мин и номинальная частота вращения — 
=2840, об./мин.;
− номинальный КПД двигателя — 
;
− номинальный коэффициент мощности — 
=0,85;
− перегрузочная способность двигателя — 
=2;
− момент инерции двигателя — 
=0.044, кг.м2.
Дополнительные данные, необходимые для расчета:
− плотность перекачиваемой жидкости — 
=1010, кг/м3;
− высота подъема жидкости (глубина опускания насоса) — 
=150, м
− ожидаемый приток жидкости в скважину (дебит скважины) 
=9, м3/с [2].
Расчет параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя при частотном регулировании.
Для расчета модели частотно-регулируемого электропривода определяются параметры схемы замещения асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Схема замещения фазы асинхронного электродвигателя при частотном управлении приведена на рис 1. На схеме замещения приняты следующие обозначения:
— активное сопротивление обмотки фазы статора;
— приведенное к обмотке статора активное сопротивление обмотки фазы;
— индуктивное сопротивление обмотки фазы статора;
— приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление обмотки фазы ротора.
Рис. 1. Схема замещения фазы асинхронного электродвигателя: 
— индуктивное сопротивление намагничивающей цепи; 
— номинальное напряжение фазы статорной обмотки; 
— ЭДС фазы статорной обмотки; 
— приведенная к статорной обмотке ЭДС фазы роторной обмотки; 
— ток фазы статорной обмотки; 
— приведенный к статорной обмотке ток фазы роторной обмотки; 
— ток намагничивающей цепи; 
— относительное напряжение статора; 
— относительная частота тока статора
Схема замещения приведена для фазы асинхронного двигателя, поэтому расчетные значения токов и напряжений являются фазными.
Номинальный ток фазы статора:
А.
Активное сопротивление фазы статора:
Ом.
Номинальная угловая скорость магнитного поля статора двигателя:
с-1, 
с-1.
Номинальный и максимальный моменты двигателя:
Н м, 
Н м.
Индуктивное сопротивление короткого замыкания:
Ом.
Индуктивные сопротивления статора и приведенное ротора:
Ом.
Приведенное к обмотке статора активное сопротивление фазы ротора:
Ом.
Номинальный приведенный ток ротора:
А.
Номинальный коэффициент мощности роторной цепи:
тогда 
.
Номинальный ток намагничивающей цепи:
А.
Номинальная ЭДС фазы статора:
В.
Индуктивное сопротивление намагничивающей цепи:
Ом. [3]
Для установления оптимальных режимов работы насоса НБ-32 буровой установки УРБ-3А3 нами предлагается частотный преобразователь марки «KEB COMBIVERT».
При использование, нерегулируемых электродвигателей бурового насоса НБ-32 возрастали потери электроэнергии. Это способствовало к увеличению затрат на бурения геотехнологических скважин в условиях РУ-5 Навоийского ГМК. Применения частотного преобразователя для буровых насосов типа НБ-32 приведет к значительную экономию затрат на электроэнергию при бурении геотехнологических скважин в условиях РУ-5 Навоийского ГМК [3].
Основными параметрам определяющими экономию электроэнергии в данном расчете являются «наименьшая за расчетный период подача насоса» и «фактическая высота поднятия глинистого раствора».
Чем меньше эти значения от номинальных, тем больше потери электроэнергии при использование не регулируемого электропривода, соответственно тем больше становится экономически целесообразным применение буровых насосов с регулируемым электроприводом.
Литература:
- Б. Н. Абрамович. Электропривод и электроснабжение горных предприятий. Санк-Петербург,2004.
- Холин Д. С., Сидоров А. В. Способ управления трехфазным асинхронным электродвигателем погружного насоса и система управления электродвигателем погружного насоса. — Ижевск: МПК, 2005.
- Плеханов С. Н. Увеличение максимальной частоты вращения двигателей переменного тока с помощью переключения их обмоток электронными ключами. — М.: Электропривод, 2007.
