Способ управления системой приводов вибросита



Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
Способ управления системой приводов вибросита
B07B1/42 - Разделение или сортировка твердых материалов путем просеивания или грохочения; разделение с помощью газовых или воздушных потоков; прочие виды разделения сухими способами сыпучих материалов или штучных изделий, хранимых навалом и пригодных для сортировки как сыпучие материалы (комбинирование устройств для сухого разделения с устройствами для мокрого разделения B03B; сортировка почтовых отправлений, сортировка изделий или материалов вручную или автоматически с помощью механизмов, срабатывающих под действием импульса элементов, воспринимающих или измеряющих параметры сортируемых изделий или материалов B07C)

Владельцы патента RU 2649203:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") (RU)

Предложенный способ относится преимущественно к нефтяной и газовой промышленности и может быть применен для управления системой приводов бурового вибросита с линейной или эллиптической траекторией колебаний рамы. Способ управления системой приводов вибросита из двух дебалансных возбудителей включает измерение времени оборота первого дебаланса, измерение сдвига по фазе между углами поворотов второго и первого дебалансов, определение разности между полученными значениями и значением сдвига по фазе заданного конструкцией вибросита и воздействие на электродвигатели дебалансных возбудителей для сведения к нулевому значению этой разности. Дополнительно осуществляют измерение времени оборота второго дебаланса. Затем определяют разность времен оборотов дебалансов. Потом определяют линейную комбинацию этой разности и разности сдвига фаз, и если первоначально знак разности сдвига фаз положителен и текущий знак линейной комбинации положителен, то отключают от сети электродвигатель привода дебаланса, вращающегося в положительном направлении. Если же текущий знак линейной комбинации фаз отрицателен, то этот электродвигатель подключают к сети. Если первоначально знак разности сдвига фаз отрицателен и текущий знак линейной комбинации отрицателен, то отключают от сети электродвигатель привода дебаланса, вращающегося в отрицательном направлении. Если же текущий знак линейной комбинации положителен, то этот электродвигатель подключают к сети. Технический результат - повышение пропускной способности вибросита качеством регулирования вследствие использования релейного управления в фазовом пространстве. 6 ил.

 

Способ относится преимущественно к нефтяной и газовой промышленности и может быть применен для управления системой приводов бурового вибросита с линейной или эллиптической траекторией колебаний рамы.

Близким к предлагаемому способу является способ управления синхронизацией системы приводов вибросита (А.с. СССР 1264998, МПК7 B07B 1/40. Способ управления процессом синхронизации динамической системы / Трубицын В.Г., Блехман И.И., Усменец А.С., Полоцкий В.А., Печенев А.В., Тодоров B.C., Рожков В.А.).

Недостатком этого способа является неоднородность траекторий виброколебаний по длине рамы вибросита, что уменьшает его пропускную способность.

Наиболее близким заявляемому способу является способ управления системой приводов вибросита (Патент на изобретение РФ №2402387, МКИ 7 B07B 1/42, E21B 21/06. Способ управления системой приводов вибросита / Кичкарь И.Ю., Кичкарь Ю.Е., Миллер А.С).

Недостатком этого способа является невысокое качество регулирования, проявляющееся в нестабильности траектории рамы вибросита, и сложность технической реализации изменения значения фазного напряжения трехфазной сети, подводимого к электродвигателям вибровозбудителей. Невысокое качество регулирования объясняется тем, что система приводов является слишком сложным объектом для одноконтурной системы автоматического регулирования даже при Пропорционально-Интегрально-Дифференциальном - регуляторе.

Задачей изобретения является повышение качества регулирования системы приводов, позволяющего повысить эффективность просеивания вибросита и упрощение технической реализации способа управления системой приводов вибросита.

Техническим результатом является повышение пропускной способности вибросита качеством регулирования вследствие использования релейного управления в фазовом пространстве.

Способ управления системой приводов вибросита из двух дебалансных возбудителей, включающий измерение времени оборота первого дебаланса, измерение сдвига по фазе между углами поворотов второго и первого дебалансов, определение разности между полученным значением и значением сдвига по фазе заданного конструкцией вибросита и воздействие на электродвигатели дебалансных возбудителей для сведения к нулевому значению этой разности, в котором дополнительно осуществляют измерение времени оборота второго дебаланса, затем определяют разность времен оборотов дебалансов, потом определяют линейную комбинацию этой разности и разности сдвига фаз, и если первоначально знак разности сдвига фаз положителен и текущий знак линейной комбинации положителен, то отключают от сети электродвигатель привода дебаланса, вращающегося в положительном направлении, если же текущий знак линейной комбинации фаз отрицателен, то этот электродвигатель подключают к сети, если первоначально знак разности сдвига фаз отрицателен и текущий знак линейной комбинации отрицателен, то отключают от сети электродвигатель привода дебаланса, вращающегося в отрицательном направлении, если же текущий знак линейной комбинации положителен, то этот электродвигатель подключают к сети.

Время оборота первого и второго дебалансов связано с их средними за период угловыми скоростями вращения ω1 и ω2 следующими соотношениями:

где Δt1, Δt2 - время оборота соответственно первого и второго дебалансов;

ω1, ω2 - средние за период угловые скорости вращения соответственно первого и второго дебалансов.

Разность времен оборотов роторов дебалансов Δt=Δt1-Δt2 связана с разностью их угловых скоростей Δω=ω21 следующим образом:

В переходных процессах разность Δω не более одного процента от ω1, а последняя изменяется незначительно (в пределах от 149 до 155 с-1) и может быть принята постоянной. Поэтому с достаточной для управления точностью разность угловых скоростей Δω пропорциональна разности времен оборотов Δω

Разность между значением сдвига по фазе углов поворота роторов второго и первого дебалансов заданного конструкцией вибросита и его измеренным значением

где αК - сдвиг по фазе углов поворота роторов второго и первого дебалансов заданного конструкцией вибросита;

αИ - измеренное значение сдвига по фазе углов поворота роторов второго и первого дебалансов;

связана с разностью угловых частот Δω соотношением

Скорость изменения разности угловых частот Δω роторов второго и первого дебалансов описывается следующим дифференциальным уравнением:

где ΔM1, ΔM2 - избыточные моменты приводов соответственно первого и второго дебалансных вибровозбудителей:

Jэкв - эквивалентный момент инерции роторов системы приводов вибросита.

Эти обстоятельства, а именно выражения (5) и (6), позволяют рассматривать движение системы приводов вибросита на фазовой плоскости в координатах (Δα, Δω).

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы управления системой приводов вибросита по предлагаемому способу. На фиг. 2 и фиг. 3 изображена фазовая плоскость с тремя устойчивыми точками и фазовыми траекториями перехода из одной точки в другую точку для вибросита СВ1Л. На фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 6 изображены результаты процесса управления системой приводов на фазовой плоскости по предлагаемому способу.

Способ реализован в системе управления системой приводов вибросита на фиг. 1, состоящей из двух дебалансных вибровозбудителей (ДБВ), образованных соответственно приводными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями 1 и 2 и дебалансами 3 и 4. Датчики 5 и 6 нулевых положений дебалансов подключены к входным портам программируемого контроллера 7. Клавиатура контроллера 8 подключена к входному порту контроллера 7, а цифровой индикатор 9 - к его выходному порту. Управляющие входы бесконтактных пускателей 10 и 11 подключены к портам дискретных выходов контроллера 7.

По сигналам датчиков 5 и 6 в программируемом контроллере 7 измеряются времена оборотов роторов первого и второго дебалансных возбудителей Δt1, Δt2, затем вычисляется разность этих времен Δt. Как видно в формуле (2), эта разность пропорциональна разности угловых частот роторов дебалансов. По сигналам датчиков 5 и 6 в программируемом контроллере 7 измеряется также интервал времени между прохождением роторами второго и первого ДБВ своих нулевых положений Δtразн, который затем пересчитывается в измеренный сдвиг по фазе αИ по формуле (1) из прототипа

Затем по формуле (4) вычисляется разность сдвигов по фазе Δα, после чего вычисляется линейная комбинация

Анализ движения системы приводов вибросита можно наглядно производить на фазовой плоскости в координатах (Δα, Δω). При отсутствии управления на фазовой плоскости имеются три устойчивые точки как показано на фиг. 2 и 3. В точке А включены двигатели обеих ДБВ. Если после выхода вибросита на установившиеся виброколебания, выключить один из двигателей ДБВ, то при достаточном значении вибрационного момента продолжится вращение ротора этого ДБВ синхронно с другим ДБВ, но на немного меньшей угловой скорости и при существенно другом сдвиге по фазе между углами поворотов дебалансов. На фиг. 2 и 3 точка В соответствует выключенному электродвигателю ДБВ, вращающемуся в отрицательном направлении, а точка C - выключенному электродвигателю ДБВ, вращающемуся в положительном направлении. Положение точки А на фазовой плоскости относительно ее начала определяется экспериментально.

Цель управления системой приводов вибросита состоит в том, чтобы привести изображающую точку в центр фазовой плоскости и удерживать ее там. На фиг. 2 показана фазовая траектория перехода из точки А в точку В. На фиг. 3 показана фазовая траектория перехода из точки B в точку A, а также линия, соответствующая нулевому значению линейной комбинации c=Δt+a⋅Δα=0. Выше этой линии линейная комбинация положительна c=Δt+a⋅Δα>0, ниже этой линии линейная комбинация отрицательна c=Δt+a⋅Δα<0.

В зависимости от положения точки А относительно линии нулевого значения линейной комбинации используются одна из двух стратегий управления.

Если точка А расположена в области, соответствующей с<0, как показано на фиг 3, то при с<0 выключают электродвигатель ДБВ, вращающийся в положительном направлении, а при с>0 этот электродвигатель включают. Линия нулевого значения линейной комбинации, по сути, является линией переключения. Результат такого управления показан на фиг. 4, где виден скользящий режим по линии переключения. Чрезмерное увеличение коэффициента а в линейной комбинации c=Δt+a⋅Δα делает линию переключения более крутой, что приводит к «протыканию» линии переключения, как показано на фиг. 5. В результате этого ухудшается качество регулирования из-за увеличения длительности переходного процесса.

Если точка А расположена в области соответствующей c>0, как показано на фиг. 6, то при c>0 выключают электродвигатель ДБВ, вращающийся в положительном направлении, а при c<0 этот электродвигатель включают. Линия нулевого значения линейной комбинации и в этом случае является линией переключения. Результат такого управления показан на фиг. 6, где виден скользящий режим по линии переключения.

Опробование предлагаемого способа управления системой приводов вибросита проведено путем моделирования с использованием математической модели серийного вибросита СВ1Л (Свидетельство №2015661254 от 22.10.2015: программы для ЭВМ. Моделирование функционирования вибросита для очистки буровых растворов / Ю.Е. Кичкарь, И.Ю. Кичкарь, С.В. Горишный). Результаты моделирования управления по предлагаемому способу представлены на фиг. 2, 3, 4, 5 и 6. После окончания переходного процесса, т.е. когда изображающая точка приходит в область вблизи центра фазовой плоскости, в системе приводов вибросита СВ1Л возникают устойчивые автоколебания по Δα амплитудой не более 0,04 радиана и частотой менее 2 Гц.

Способ управления системой приводов вибросита из двух дебалансных возбудителей, включающий измерение времени оборота первого дебаланса, измерение сдвига по фазе между углами поворотов второго и первого дебалансов, определение разности между полученными значениями и значением сдвига по фазе заданного конструкцией вибросита и воздействие на электродвигатели дебалансных возбудителей для сведения к нулевому значению этой разности, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют измерение времени оборота второго дебаланса, затем определяют разность времен оборотов дебалансов, потом определяют линейную комбинацию этой разности и разности сдвига фаз, и если первоначально знак разности сдвига фаз положителен и текущий знак линейной комбинации положителен, то отключают от сети электродвигатель привода дебаланса, вращающегося в положительном направлении, если же текущий знак линейной комбинации фаз отрицателен, то этот электродвигатель подключают к сети, если первоначально знак разности сдвига фаз отрицателен и текущий знак линейной комбинации отрицателен, то отключают от сети электродвигатель привода дебаланса, вращающегося в отрицательном направлении, если же текущий знак линейной комбинации положителен, то этот электродвигатель подключают к сети.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области промысловой геологии и может быть использовано в процессе добычи углеводородов из подземных геологических формаций. В данном документе описан способ измерения вязкости неньютоновской жидкости для поточного измерения и управления процессом.

Изобретение относится к области промысловой геологии и может быть использовано в процессе добычи углеводородов из подземных геологических формаций. В данном документе описан способ измерения вязкости неньютоновской жидкости для поточного измерения и управления процессом.

Изобретение может быть использовано в области нефтяной и газовой промышленности для дегазации буровых растворов, насыщенных пластовым газом и воздухом. Для осуществления способа буровой раствор подают снизу вверх по установленному в закрытом резервуаре (1) манифольду (2).

Изобретение относится к разделению и нагреву водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Установка для разделения и нагрева водонефтяной эмульсии содержит емкость 1 с патрубками 2, 3, 4, 5 ввода нефтяной эмульсии, вывода нефти, вывода воды, нефтяного газа, расположенный снаружи емкости 1 цилиндрический кожух 6 с патрубками 7, 8 ввода и вывода теплоносителя и с размещенной в нем жаровой трубой 9, циркуляционный насос 10 и нагреватель 11.

Изобретение относится к горно-добыающей промышленности и может быть использовано при бурении скважин. Устройство включает подающую трубу с прорезью в нижней части для выхода раствора, ротор, окружающую шнек сетку, трубу с форсунками для подачи промывочной жидкости на сетку, бак, внутри которого вращается ротор.

Изобретение относится к методам возвращения в хозяйственный оборот земель, загрязненных нефтепродуктами. Осуществляют извлечение отработанного бурового шлама экскаватором из земляных амбаров на ровную поверхность и просушивание на солнце.

Изобретение относится к способам и системам обработки скважин. Способ обработки скважины, включающий перемещение растворителя от первого источника жидкости к первому насосу, перемещение смачивающей жидкости от второго источника жидкости ко второму насосу, подачу смачивающей жидкости через смеситель полимера, используя второй насос, подачу полимера из устройства подачи полимера в смеситель полимера и объединение в нем смачивающей жидкости и полимера с получением суспензии, содержащей нерастворенный полимер, объединение суспензии с растворителем выше по потоку от входа в первый насос и, используя первый насос, подачу суспензии, объединенной с растворителем, в резервуар для геля, растворение полимера с получением геля и применение геля в обработке скважины.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к наземным комплексам контроля параметров промывочной жидкости. Устройство содержит аккумулирующую емкость с сетчатым фильтром и выходным отверстием, гидравлически сообщающимся с откалиброванным струйным аппаратом.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к очистке буровых растворов, применяемых при бурении скважин. Устройство включает первую систему сбора текучей среды для функционального размещения под фильтром вибрационного сита и несущей системой для сбора бурового раствора от первой секции фильтра сита и несущей системы, вторую систему сбора текучей среды для присоединения при модификации к вибрационному ситу.

Изобретение относится к способам рекультивации шламов бурения. Осуществляют разбавление шлама растворителем-разбавителем с последующим разделением полученной смеси на минеральную и жидкую фазы и их последующую утилизацию.

Изобретение относится к сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве и обогатительной промышленности. Вибрационный сепаратор включает деку, закрепленную на подвесках, установленных на основании, связанный с декой вибровозбудитель с регулируемой амплитудой колебаний деки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для открытой разработки сложноструктурных месторождений и получения посредством классификации непосредственно в процессе добычи высококачественного продукта с отделением пустой породы.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Роликовый сепаратор состоит из обрезиненных вальцов, размещенных с зазорами параллельно друг другу и установленных на общей раме в горизонтальной плоскости с возможностью вращения.

Предложенная группа изобретений относится к обработке минерального материала. Может быть использована для дробления и грохочения минерального материала.

Предложенная группа изобретений относится к способам отделения твердой фазы от текучей среды, может быть использована для отделения твердой фазы из бурового раствора.

Изобретение относится к сортировке дисперсных материалов, состоящих из частиц различной крупности, и предназначено для выделения крупной фракции фрезерного торфа для кипования на валково-дисковом грохоте.

Изобретение относится к ситам для использования в качестве фильтров в оборудовании для вибрационной фильтрации, например в вибрационных ситах. Сито с покрытием содержит раму сетки.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в устройствах для очистки и сортирования зерна. Зерноочистительная машина включает цилиндрическое решето и распределительный ротор с винтовой спиралью.

Предложенное изобретение относится к установке для обработки материала. Установка для обработки материала содержит раму, устройство для обработки материала, корпус устройства для обработки материала, шарнирно присоединенный к раме питатель для подачи материала к обрабатывающему устройству, первое соединительное средство, которое содержит первый поворотный опорный рычаг, имеющий первую ось поворота и вторую ось поворота, расположенные на первом расстоянии друг от друга.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к установкам для извлечения перги и прочих органических загрязнений из ячеек сот. Вибрационная установка для очистки пчелиных сотов от загрязнений содержит расположенный на несущей раме рабочий корпус с нижней частью, выполненной в виде несущей плиты, и вибровозбудитель.

Предложенный способ относится преимущественно к нефтяной и газовой промышленности и может быть применен для управления системой приводов бурового вибросита с линейной или эллиптической траекторией колебаний рамы. Способ управления системой приводов вибросита из двух дебалансных возбудителей включает измерение времени оборота первого дебаланса, измерение сдвига по фазе между углами поворотов второго и первого дебалансов, определение разности между полученными значениями и значением сдвига по фазе заданного конструкцией вибросита и воздействие на электродвигатели дебалансных возбудителей для сведения к нулевому значению этой разности. Дополнительно осуществляют измерение времени оборота второго дебаланса. Затем определяют разность времен оборотов дебалансов. Потом определяют линейную комбинацию этой разности и разности сдвига фаз, и если первоначально знак разности сдвига фаз положителен и текущий знак линейной комбинации положителен, то отключают от сети электродвигатель привода дебаланса, вращающегося в положительном направлении. Если же текущий знак линейной комбинации фаз отрицателен, то этот электродвигатель подключают к сети. Если первоначально знак разности сдвига фаз отрицателен и текущий знак линейной комбинации отрицателен, то отключают от сети электродвигатель привода дебаланса, вращающегося в отрицательном направлении. Если же текущий знак линейной комбинации положителен, то этот электродвигатель подключают к сети. Технический результат - повышение пропускной способности вибросита качеством регулирования вследствие использования релейного управления в фазовом пространстве. 6 ил.

Наверх