坑道钻机变频调速系统设计及仿真李庚午（山西焦煤西山煤电官地矿，山西太原030053）摘要：通过对ZDY型坑道钻机的实际运行工况进行分析，并基于液压回转回路系统进行变频调速设计，通过在不同负载条件下控制液压系统流量对坑道钻机输出速度以及输出转矩进行灵活调节。通过仿真分析可以看出，该控制系统在遭遇突变负载时能够快速进行自适应调节，调节速度较快，可以满足实际钻探需要。关键词：坑道钻机回转回路变频调速AMESim中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）02-0008-02引言矿用ZDY型坑道钻机作为井下常用的钻孔设备，具有设计结构简单、运行平稳、操作简单且噪声小等特点。坑道钻机主要应用于地质构造探明以及瓦斯抽放、探放水等方面。近年来，煤矿机械不断朝着智能化方向发展，而坑道钻井设备在钻探工艺以及制造水平上已得到很大提高，因此本文通过对坑道钻机变频调速系统设计来对坑道钻机设备进行优化改进，提高钻机设备的智能化水平。1坑道钻机实际参数及效率计算以ZDY-1200型坑道钻机为例，具体参数如表1所示。在坑道钻机实际使用过程中要求整机效率η不应低于40%，计算公式如下：η=P1P2×100%.（1）式中：P2为坑道钻机的电机输入功率；P1为坑道钻机实际回转轴的输出功率。对于坑道钻机输入功率的测定可以通过三相电功率测量仪测得，具体计算公式为：P2=3■UI×10-3cosθ.（2）式中：U为坑道钻机电机的额定电压值；I为坑道钻机电机的额定电流值；cosθ为设定工况下的功率因数。而P1即坑道钻机实际回转轴的输出功率计算公式为：P1=πN30L.（3）式中：L为坑道钻机的电机回转器主轴转矩；N为坑道钻机的电机回转主轴转速。2坑道钻机变频调速系统设计通过上述坑道钻机效率计算可以看出，该设备进行能量传递时首先会将电机内的电能转化为机械能，通过推动液压油缸内推杆工作将机械能转化为液压能，再由液压马达转化为机械能进行坑道钻机运行。因此，对坑道钻机进行变频调速设计，首先要考虑对液压泵站控制方式进行优化设计。2.1液压泵站控制系统基于上述分析，对坑道钻机变频调速系统设计总体上是进行液压系统的变频调速设计，其控制流程图如图1所示[1]，可以看出，液压泵站在出口处设计有压力传感器，通过传感器对出口压力进行监测，监测到的数据信号可通过A/D转换进入控制器，同时液压油缸驱动坑道钻机运行的速度以及承受负载值也可通过速度传感器、力矩传感器进行数据监测，分别传入控制器后由控制器进行分析处理，从而...
