Система автоматического управления бурового механизма

 

Изобретение относится к регулируемым тиристорным электроприводам постоянного тока с системой подчиненного регулирования приводов (П ) подачи и ротора буровых механизмов. Цель - повышение производительности; бурового механизма путем ограниченийи демпфирования динамических нагрузок, возникающих в упругих связях П подачи и ротора. Для этого система снабжена звеном 20 ограничения, а каждый из П - последовательно соединенными датчиком 9 момента упругих сил и дифференцирую1цим звеном (ДЗ ) 10,19. С первыми входами датчиков 9 и 18 соединены выходы датчиков 8 и 17 скоi (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

l O ч Е. 21 В 44/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕПЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4043647/22-03 (22) 27.03,86 (46) 23,08.87. Бюл. N- 31 (71) Всесоюзный научно-исследователь-. ский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) Н.Г.Переслегнн, Б.M.Парфенов, Е.Н.Кирбабин, А.И.Коган, H.H.Øâûðков и Л.К.Алмазова-Долженко, (53) 622,243 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 935615) кл. E 21 С 35/24., 1978, Унифицированные системы тиристорного электропривода постоянного тока наземных буровых установок. — М.-

Информэлектро, 1985, рис.9.

„Л0„„1332004 А 1 (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ БУРОВОГО МЕХАНИЗМА (57) Изобретение относится к регулируемым тиристорным электроприводам постоянного тока с системой подчиненного регулирования приводов (П ) подачи и ротора буровых механизмов.

Цель — повышение производительности. бурового механнзмапутем ограничекияи демпфирования динамических нагрузок, возникающих в упругих связях П подачи и ротора. Для этого система снабжена звеном 20 ограничения, а каждый из П вЂ” последовательно соединенными датчиком 9 момента упругих сил н дифференцирующим звеном (ÄÇ) 10,19.

С первыми входами датчиков 9 и 18 соединены вь|ходы датчиков 8 и 17 ско13320О4

yocm П подачи и ротора,, а с вторы- подключен к четвертому входу P 2. При ми входами датчиков 9 и 18 соединены увеличении момента статического сопвыходы датчиков 7 и 16 тока П нодачи ротивления на валу ротора, связанном и . ротора. Сигналы с выходов ДЗ 10 с возможным прих«атом бурового инструи 19 поступают на третьи входы регу- мента, всзрастает момент упругих сил. ля Горов (Р ) токов подачи 2 и ротора Увеличивается сигнал с ДЭ 19, который, 12, осуществляя гибкую отрицательную проходя через звено 20 на вход P 2, обратную связь по динамическим наг- снижает MQMBHT IfG валу двигателя П руэкам в упругих связях П подачи и подачи, Этим обеспечивается выход П ротора. Выхоц ДЗ 19 через звено 20 из возможной аварийной ситуации. 1 ил.

Изобретение относится к регулируемым тиристорным злектронриводам постоянного тока с системой подчиненного регулирования приводов подачи и ротора буровых механизмов, содержащих упругие механические связи и работающих со значительными динамическими нагрузками.

Цель изобретения — увеличение производительности бурового механизма эа счет снижения его простоев изза,преждевременного выхода из строя элементов оборудования приводов подачи и ротора путем ограничения и демпфирования динамических нагрузок, возникающих в упругих связях приводов подачи и ротора, На чертеже изображена блок-схема системы автоматического управления бурового механизма,, Схема содержит регулятор 1 скорости подачи„ выходом связанный с первым входом регулятора 2 тока подачи, выход которого подсоединен к тиристорному преобразователю 3, подключенному к двигателю 4 .постоянного тока, связанному через передачу 5 с буровым ставом 6, Датчик 7 тока подачи одним входом связан с тири"торным преобразователем 3. Датчик 8 скорости подачи непосредственно соединен с первым входом регулятора 1 скорости подачи и через последователь но соединенные датчик 9 момента упругих сил подачи и первое дифференцирующее звено 10 привода подачи подключен к третьему входу регулятора

2 тока подачи, Выход датчика 7 тока подачи соединен с вторым входом датчика 9 момента упругих сил подачи и с вторым входом регулятора 2 тока подачи. Регулятор 11 скорости ротора выходом связан с первым входом ре гулятора 12 тока ротора, выход которого подключен к тиристорному преоб разователю 13, подключенному к двигателю 14 постоянного тока, связанно10 му через передачу 15 с буровым инструментом 6. Датчик 16 тока ротора одним входом связан с тиристорным преобразователем 13. Датчик 17 скорости ротора непосредственно соединен с

15 первым входом регулятора 11 скорости ротора и через последовательно соединенные датчик 18 момента упругих сил ротора и второе дифференцирующее звено 19 привода ротора подключен к

20 третьему входу регулятора 12 тока ротора и через звено 20 ограничения к четвертому входу регулятора 2 тока подачи, Выход датчика 16 тока ротора соединен с вторым входом датчика 18 момента упругих сил ротора и с вторым входом регулятора 12 тока ротора.

Вторые входы регуляторов 1 и 11 скоростей подачи и ротора соединены с

-выходами соответствующих задатчи-И к о в, Система работает следующим образом, При подаче сигнала U с задатчи$,C, ка скорости подачи на второй вход регулятора 1 скорости подачи двигатель

4 подачи начинает вращаться. Одно— временно при подаче соответствующего сигнала U, на второй вход регулятора II скорости ро гора начинает вра40 щаться двигатель .:4 ротора, При буои и осз 1 332004

4 ренин из-эа действия переменной ста- чи, чем обеспечивается выход прив тической нагрузки на буровой инст — да из возможной аварийной ситуаци румент в упругих связях передачи l5 прихвата бурового инструмента. Пр ротора и передачи 5 возникают упру5 этом на регулятор 2 тока подачи и гие деформации и на валу двигателей тупает суммарный входной сигнал

4 подачи и 14 ротора возникают соот- U U KdUMqo ветственно моменты упругих сил M „„ и

М,р. При этом на выходе датчика 9 момента упругих сил подачи возникает сигнал 0м „„, а на выходе датчика

18 момента упругих сил ротора возникает сигнал Uм . Датчики моментов

М„р упругих сил соответствующих привоДов РеализУют Расчет момента в соот- 15 Система позволяет осуществлять ветствии с выражением

Ды dc

М М - 1 --- = al - Ь

4ь dt 46 dt тйУи„, dt где m — коэффициент пропорциональности звена 20 ограничения. При реверсе и торможении устройство работает аналогичным образом.

Ф о р мул а и э о б р е т е н и я

Система автоматического управления бурового механизма, содержащая привод подачи и привод ротора, каждый иэ которых включает датчик скоkd Up „

О „Рт.„= U3, и Uor.ï dt а на вход регулятора 12 тока ротора

ndU hh yp

Ьх р 3.т,р от.р рости, выход которого соединен с первым входом регулятора скорости, второй вход которого подключен к задатчику скорости, выход регулятора скорости соединен с первым входом регулятора тока, датчик тока, выход кото-.; . рого соединен с вторым входом РИгуля- . тора тока, выход регулятора тока через тиристорный преобразователь под-, ключен к двигателю постоянного тока, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности бурового механизма путем ограничения и демпфирования динамических нагрузок, возникающих в упругих связях приводов подачи и ротора, система снабжена звеном ограничения, а каждый из приводов — последовательно соединенными датчиком момента упругих сил и дифференцирующим звеном, выход которого соединен с третьим входом регулятора тока, при этом выход датчика скорости соответствующего привода соединен с первым входом, а выход где 1 — ток двигателя;

ы — частота вращения; аи Ь вЂ” коэффициенты пропорцйональности, Сигналы U м и U м поступают

vp соответственно на дифференцирующие звенья 10 и 19, сигналы с которых

kd U@ /dt u nd U /dt поступают непосредственно на третьи входы регуляторов 2 тока подачи и 12 тока ротора. При этом на вход регулятора

2 тока подачи поступает суммарный сигнал где k,n — коэффициенты пропорциональности дифференцирующих звеньев 10 и

19. СигналыkdU /dt и ndU g> /dt осуществляют гибкую отрицателт ную обратную связь по динамическим нагрузкам в упругих связях электроприводов подачи и ротора и обеспечивают в них требуемое ограничение и демпфирование возникающих колебательных динамических нагрузок.

При увеличении момента статического сопротивления M,ð на валу ротора, связанном с возможным прихватом бурового инструмента, момент упругих сил М„ возрастает, вызывая

Ф резкое увеличение сигнала с дифференцирующего звена 19 ndU „ /dt, котохр рый в свою очередь проходит через звено 20 ограничения на вход регулятора 2 тока подачи, снижал задания на момент на вану двигателя пода40

55 гибкие отрицательные обратные связи по динамическим нагрузкам, возникающим в упругих связях валопроводов подачи и ротора бурового механизма, согласовывать режимы работы ротора с подачей в зависимости от динамических нагрузок на валу ротора, предотвращая возникновение аварийных ситуаций, связанных с прихватом и заклиниванием бурового инструмента, что ведет к повышению производительности буровых механизмов за счет увеличения коэффициента использования машин.

1332004

Составитель В,Шилов

Редактор Н.Тупица Техред A.Кравчук

Корректор Л.Патай

3« 3779/29 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород„ ул.Проектная,4 датчика тока - с вторым входом датчика момента упругих сил соответству ницего привода, а выход диффереицирующего звена привода ротора через звено ограничения подключен к четвертому входу регулятора тока подачи.