Автоматизированная система электропитания магнитострикционного вибробура

атем не 4 вееаг:тйва ФаЬввв ОПИСАНИ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сею Соци Р(22) Заявлено 17.1077 (21) 2531 б 5 б/22-03 4 Ф 1)М, Кл с присоединением заявки Йо Е 21 В 5/00 Е 21 В 19/0853) УДК б 21, 311. .6088,8) Государс енный комитетССРизобретенийткрыгнй 23) Поиорите по деяаи Опубликовано 15,1179. Бюллетень Мф 4 Дата опубликованию описанию 15.1179 72) Авторы изобретен Ю. М, Быков, И. Н, Гринберг, Л. Д. Дьяков, И, В. Елиманов, А. Е, Загорский, Г. А. Крикунчик, А В, Неруш и В.И. Радин(71) Заявитель 54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОП 1 ТАНИЯ МАГНИТОСТРИКЦИОННОГО ВИБРАТОРА Изобретение относится к автоматизированным системам электропитания, а именно к системам питания магнитострикционных преобразователей для разрушения горных пород.Известны системы автоматического регулирования питания магнитострикционного бура буровой установки, состоящие из источника питания, блоков измерения параметров вибратора, блока поиска резонансной частоты, блока поиска и поддержания оптимального давления, блока поиска и поддер жания оптимального соотношения постоянного и переменного токов 1) и 2)Эти системы обладают низким быстродействием, так как содержат инерционные звенья и системы автоматического поиска резонансной частоты, оптималь ного давления и соотношения переменной и постоянной составляющих тока обмотки вибраторов.Известны также автоматизированные системы электропитания магнитострик ционных вибраторов, практически безинерционные по каналу поддержания резонансного режима 3), Эти системы со тоят иэ источника питания, включающего в себя импульсный 30 источник напряжения блока управления источником, блока автоматического поддержания резонансного режима. Импульсный источник может быть реализован, например, в виде тиристорного преобразователя частоты.Подобные системы в процессе работы вибратора поддерживают постоянный уровень поступающей в вибратор энергии. Однако в процессе бурения параметры породы значительно изменяются от периода к периоду колебаний, изменяется и энергия разрушения породы. Возможны случаи, когда энергия, отдаваемая вибратором породе, оказывается значительно меньше, чем поступающая от источника к вибратору. Таким образом возникает излишек энергии, который возбуждает колебания вибратора до амплитуды, превышающей допустимые значения, что приводит к увеличению внутренних потерь или даже к выходу вибратора из строя.Цель изобретения - обеспечение оптимальной энергопередачи в каждый период колебаний.Поставленная пель достигается тем, что система снабжена подключенным к обмотке вибратора датчика уровня энергии на каждом периоде колебаний вибратора и введенным в блок управления источником питания импульсов напряжения, ко входу которого подключен выход датчика уровня энергии на каждом периоде колебаний вибратора.На фиг. 1 предстанлена блок-схема системы на фиг, 2 - нременные диаграммы напряжения и, поступающего на вибратор, тока обмотки нибратора 1 , амплитуды колебаний торца (рабочей части) вибратора Ь а на фиг. 3 - характеристика датчика уровня энергии в виде занисимости длительности выходного импульса Л. от амплитуды генераторной ЭДС е.Система включает в себя датчик 1 уровня энергии на каждом периоде колебаний, задатчик 2 длительности импульсов напряжения блок 3 управления импульсным источником 4 питания вибратор 5 блок 6 автоматического поддержания резонансного режима. В процессе работы нибратора на каждом периоде колебаний от источника 4 питания на обмотке нибратора 5 формируются импульсы напряжения, способствующие нарастанию тока 1(Т ) или спаданию Г,) а также существует пауза н токе Т , н течение которой вибратор оказывается отключенным от источника. Так как вибратор относится к классу электромеханических преобразователей, то н период паузы тока он, в силу колебательного процесса, изменяет магнитное состояние и на его обмотке имеет место генераторная ЭДС, ег. Время передачи энергии от вибратора к породе соотнетствует периоду 7 р (Фиг, 2) . Амплитуда генераторной ЭДС е Г прямо пропорциональна кинематической энергии вибратора Е к . Таким образом в период паузы по амплитуде генераторной ЭДС можно судить об оставшейся кинематической энергии вибратора после отдачи части энергии в породу, т, е. по амплитуде е г можно судить об энергии, которую может воспринять вибратор на следующем периоде колебаний, Энергия поступаюзщая к вибратору. прямо пропорциональна длительности импульсаT.Система работает следующим обоа- зом.Амплитудное значение е фиксируется в конце периода колебаний и н зависимости от его величины изменяется длительность импульса 2 на+дГследующего периода колебаний (фиг. 3). В каждом периоде кодебаний установившегося режима будетсправедливоке==к .кгде К,К, - коэффициенты пропорцио 5нальности,В случае, если порода уменьшилаэнергию разрушения, то в конце периода колебаний появится избыток энергии, характеризующийся некоторым +Ье,который вызывает изменение длительности импульса Г, на величину - ДТвследующем периоде колебаний, Такимобразом, к концу следующего периода колебаний уровень е г восстано 5вится. В случае, если порода увеличила энергию разрушения, то длительность импульса н следующий период колебаний увеличится, что приведет к восстановлению уровня еИными слонами, система питания ра 20ботает таким образом, что к концукаждого периода колебаний кинематическая энергия магнитострикционного преобразонателя остается постоянной. Величина ЕК= К ег является25 максимально доКустимойпри ,ительной работе вибратора.Использование системы позволяетобеспечить оптимальную энерго-передачу в каждый период колебаний, что30 повышает надежность системы.формула изобретенияАвтоматизированная система элек 35 тропитания магнитострикционногонибратора, включающая импульсныйисточник питания с блоком управленияи блок автоматического поддержаниярезонансного режима, о т л и ч а ю 40 щ а я с я тем, что, с целью обеспечения оптимальной энергопередачив каждый период колебаний, она снабжена подключенным к обмотке вибраторадатчиком уровня энергии на каждом45 периоде колебаний нибратора и введенным в блок управления импульсногоисточника питания задатчиком длительности импульсов напряжения, ко входу которого подключен выход датчикауровня энергии на каждом периодеколебаний вибратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 421280, кл. Е 21 В 19/08, 1973.2, Авторское свидетельство СССРМ 483904, кл. Е 21 В 19/08, 1975.3, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 1887423/2-04,кл. Е 21 В 19/08, 1973 (прототип) .ун то Г. Решетни вская Тех ед Э, Ч ж Л. Ве Заказ 65 Цписн 4 5 11303 иал ППППатент ф, г, Ужгород, ул. Проекная, 4 11 Тираж б ПИ Государственного к делам изобретений и Москва ЖРа шск 7митета Сткрытийя наб.