Электропривод постоянного тока

 

библиоте

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

347872

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 23.XII.1968 (№ 1293223j24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.V111.1972. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 27.1Х.1972

М. Кл. Н 02р 5/06

F 044 15",00

Комитет по делам изобретений и атнрытий при Совете тлиниотрое

СССР

УДК 621.316.718.5 (088.8) Авторы изобретения

Б. М. Плющ, M. Я. Флейшман и Э. М. Фархадзаде

Заявитель

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение касается электроприводов, а именно электропривода механизмов с,кривошипной передачей, преимущественно станковкачалок (глубиннонасосных нефтедобывающих установок.

Работа ста нка- качалки характеризуется циклическим графиком нагрузии с периодом цикла, равным продолжительности одного качания. Вследствие значительной неравномерности графика нагрузки, возрастает величина максимальной и среднеквадратичной мощности, что приводит к завышению установленной мощности приводного электродвигателя и ухудшению его энергетических показателей.

Кроме того, вследствие жесткой механической характеристики электрэпривода станкакачалки с асинхронным короткозамкнутым электродвигателем — наиболее распространенным электроприводом станка- качалки возникают большие динамические моменты и динамические усилия в насосных штангах и других конструктивных узлах станка-качалки.

С целью уменьшения динамичесиих усилий для привода станка-качалки использует=я асинхронный электродвигатель повышенного скольжения. В известном электроприводе обратная связь, уменьшающая динамические нагрузки станка, является внутрен|ней обратной связью двигателя, обладающего мягкой механической характеристикой.

Мягкая механическая характеристика двигателя повышенного скольжения позволяет использовать маковые массы установки, что способствует выравниванию графика нагрузки электродвигателя.

Однако применение двигателей с повышенным скольжением приводит лишь к частичнощ му выравниванию .графика нагрузки, а следовательно к незначительному уменьшению установленной мощности электродвигателя и к незначительному снижению динамическик моментов и динамических усилий. Энергети15 ческие показатели электропривода, такие как средний эксплуатационный к. п.д. и коэффициент мощности, остаются низкими.

Целью изобретения является повышение эффективности использования в механизмах

20 с кривошип ной передачей, преимущественно в станках-качалках с поршневым насосом.

Для этого в цепь обратной связи включен индуктивный датчик, взаимодействующий с кулачком, профиль .которого соответствует по25 строенной в полярных координатах кривой одного цикла изменения момента на грузки двитателя, снятой для привода без обратной связи, причем кулачок установлен со сдвигом его малой оси от оси кривошипа станка-ка30 чалки на угол не менее 45 .

347872

На фиг. 1 показана блок-схема предлож иного электро привода; на фиг. 2 вЂ,принципиальная схема электропривода с тиристорным преобразователем; на фиг. 3 †крив а— момент нагрузки двигателя без включенной обратной связи, кривая б — момент нагрузки двигателя с IBKJIюченной обратной связью; па фиг. 4 — на пряже ние на выходе прео бразователя; на фиг. 5 — угловое ускорение дввгателя; на фиг. 6 — разве рнутая кривая профиля кулачка; на фиг. 7 — кривая а — статическая на грузка на штанги, кривая б — нагрузка на штанги с учетом динамической нагрузки без включенной обратной свя зи, кривая а" — нагрузка на штаяпи с учетом динамической нагрузки при включенной обратной связи; на фиг. 8 — профиль кулачка.

Блок-схема содержит трехфазный тиристорный преобразователь 1, систему 2 управления тиристорным преобразователем, усилитель 8 постоянного тока, двухполупериодный выпрямитель 4, индуктивный датчи к 5, фигурный ,кулачок о и двигатель 7 постоянного тока.

При работе глубиннонасосной установки фигурный кулачок 6, устанавливаемый на валу кривошипа станка-качалки, перемещает сердечник индуктивного датчика 5, изменяя тем самым выходное araпряжен ие этого датчи ка. С выхода индуктивного датчика 5 напряжение через двухполупериодный выпрямитель 4 поступает на вход а — б усилителя 3 постоянного тока, с выхода которото — на вход системы 2 управления тиристорным преобразователем 1 (см. фиг. 2). С .выхода тиристорного:преобразователя 1 напряжение поступает на якорь двигателя 7 постоянного тока.

При край нем нижнем положении сердечника индуктивного датчика напряжение на входе системы 2 управления тиристорным преобразователем — минимально, напряжение на выходе тиристорного преобразователя 1— максимально. При крайнем верхнем положении сердечника индуктивного датчика, напряжение на входе системы 2 управления тиристорным;преобразователем = ма ксимально, напряжение на выходе тиристорного преобразователя 1 — минимально.

Профиль кулачка (см. фиг. 8) соответствует уравнению

P = r, — r cos 2 (О),р/+ Е/2 — 45 ) где

E = arctgK, К вЂ” коэффициент, определяемый нагрузкой. и скоростью станка-качалки.

Так как момент, развиваемый двивателем, равен:

М„= М„+ Л,„„= Л„+ 1

dt то для того, чтобы отладить нагрузочную диа10 грамму двигателя необходимо, чтобы при максимальном и минимальном статических моментах дв и гателя динамический момечт принимал бы соответственно максимальное отрицательное и максимальное положитель15 ное значения.

Придав кулачку определенный профиль (см. фиг. 4) и отрегулировав систему так, чтобы при минимальном моменте угловое ускорение вращения двигателя достигало бы

20 максимального положительного, значения (разгон двигателя), а при максимальном моменте угловое ускорение вращения двигателя достигало бы максимального отрицательного значения (замедление двигателя), можно до25 биться существенного сглаживания наврузочной дна граммы электродвигателя станкакачал ки.

В случае необходимости регулирования производительности глубиннонасосной уста30 новки изменение числа качаний станка-качалки достигается регулированием напряжения, поступающего на вход с — б усилителя постоянного тока 8.

Предмет изобретения

Электропривод постоянного тока, вьппол40 пенный по системе управляемый .преобразователь-двигатель с цепью обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования в механизмах с кривошипной передачей, преимущественно

45 в ста|нках-,качалках с поршневым насосом, в цепь обратной связи включен индуктивный датчик, взаимодействующий с установленным на валу кулачком, профиль которого соответствует построенной в полярных координата

50 кривой одного цикла изменения момента нагрузки двигателя, снятой для привода без обратной свя|зи, причем кулачок уста|новлен со сдвигом его малой оси от оси кривошипа на угол не меньший 45 .

347872 Ю 2уу 2 иг.4 иг.5 иг.b я у 1Риг. T

Составитель P. Давыдов

Редактор Е. Кравцова Техред Е. Борисова Корректор Е. Миронова

Заказ 3212/17 Изд. № 1308 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2