Система автоматического управления бурового механизма

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 3200 СПУБЛИК 2) 4 Е.21 В 44/00 БРЕТЕН ПИСАН ИДЕТ ЕПЬСТВУ РСКОМ(54 ЕН (57 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 4043647/22-03 (22) 27.03,86 (46) 23,08,87, Бюл. У 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.М.Парфенов, Е,Н.Кирбабин, А,И.Коган, Н.Н.Швырков и Л.К.Алмазова-Долженко, (53) 622,243 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 935615, кл. Е 21 С 35/24., 1978,Унифицированные системы тиристорного электропривода постоянного тока наземных буровых установок. - М.: Информэлектро, 1985, рис.9.Г) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛ ИЯ 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 механизмапутем ограничекияи 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 н дифференцирующим звеном (ДЗ) 10,19, С первыми входами датчиков 9 и 18 соединены вьходы датчиков 8 и 17 ско 1332004росям П подачи и ротора а с вторы- подключен к четвертому входу Р 2. При ми входами датчиков 9 и 18 соединены увеличении момента статического сопвыходы датчиков 7 и 16 тока П подачи ротивления на валу ротора, связанном и ,ротора. Сигналы с выходов ДЗ 10 с возможнымприхатом буровогоинструи 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 Р 2, обратную связь по динамическим наг- снижает момент па 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 иротора буровых механизмов, содержащих упругие механические связи иработающих со значительными динамическими нагрузками.Цель изобретения - увеличениепроизводительности бурового механизма эа счет снижения его простоев изза,преждевременного выхода из строяэлементов оборудования поиводов подачи и ротора путем ограничения идемпфирования динамических нагрузок,возникающих в упругих связях приводов подачи и ротора,На чертеже изображена блок-схема системы автоматического управления бурового механизмаСхема 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 сбуровым ставом 6, Датчик 7 токаподачи одним входом связан с тиристорным преобразователем 3, Датчик 8скорости подачи непосредственно соединен с первым входом регулятора 1скорости подачи и через последовательно соединенные датчик 9 момента упругих сил подачи и первое дифференцирующее звено 10 привода подачи подключен к третьему входу регулятора2 тока подачи, Выход датчика 7 токаподачи соединен с вторым входом датчика 9 момента упругихсил подачи ис вторым входом регулятора 2 тока подачи. Регулятор 11 скорости роторавыходом связан с первым входом регулятора 12 тока ротора, выход которого подключен к тиристорному преобразователю 13, подключенному к двигателю 14 постоянного тока, связанноО му через передачу 15 с буровым инструментом 6, Датчик 16 тока ротора одним входом связан с тиристорным преобразователем 13, Датчик 17 скоростиротора непосредственно соединен с5 первым входом регулятора 11 скоростиротора и через последовательно соединенные датчик 18 момента упругих силротора и второе дифференцирующее звено 19 привода ротора подключен к20 третьему входу регулятора 12 тока ротора и через звено 20 ограниченияк четвертому входу регулятора 2 токаподачи, Выход датчика 16 тока роторасоединен с вторым входом датчика 18момента упругих сил ротора и с вторым входом регулятора 2 тока ротора.Вторые входы регуляторов 1 и 11 скоростей подачи и ротора соединены свыходами соответствующих задатчи 30 ков,Система работает следующим образом,При подаче сигнала О с задатчи,Ска скорости подачи на второй вход регулятора 1 скорости подачи двигатель4 подачи начинает вращаться. Одновременно при подаче соответствующегосигнала О, на второй вход регулятора 11 скорости ро гора начинает вра 40 щаться двигатель ,4 ротора, При буоииосз 1 3320044 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 5 прихвата бурового инструмента. Пр ротора и передачи 5 возникают упру 5этом на регулятор 2 тока подачи и гие деформации и на валу двигателей тупает суммарный входной сигнал 4 подачи и 14 ротора возникают соот- О О КЮмчо ветственно моменты упругих сил МиМр. При этом на выходе датчика 9момента упругих сил подачи возникает сигнал О , а на выходе датчика18 момента упругих сил ротора возникает сигнал О д , Датчики моментовМ урупругих сил соответствующих приводов реализуют расчет момента в соот Система позволяет осуществлять ветствии с выражениемДы дММ -= адо, дь,1 ф пнц 1 и урйС где ш - коэффициент пропорциональности звена 20 ограничения, При реверсе и торможении устройство работаетаналогичным образом. 20 25 Формула изобретения 30 Система автоматического управления бурового механизма, содержащая привод подачи и привод ротора, каждый иэ которых включает датчик ско ОиОьхт.о Оз. и Оот.пя а на вход регулятора 12 тока роторапЖурРЬх ,Р 3,т.р о РЙЬ 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 регуля- .тора тока, выход регулятора тока через тиристорный преобразователь под-, ключен к двигателю постоянного тока, о т л и ч а ю щ а я с я 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- ток двигателя;й - частота вращения; аи Ь - коэффициенты пропорцйональности,Сигналы Орд и Опоступаютрд уо чрсоответственно на дифференцирующие звенья 10 и 19, сигналы с которых И Орду/дй и пд О /сй 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 Е,п - коэффициенты пропорциональности дифференцирующих звеньев 10 и 19. Сигнаны 1 Ю,иу /Ы и пЮу Я 1 осуществляют гибкую отрицательную 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 М,р на валу ротора, связанном с возможным прихватом бурового инструмента, момент упругих сил М возрастает, вызывая резкое увеличение сигнала с дифференцирующего звена 19 лсП 1 /М, котоур рый в свою очередь проходит через звено 20 ограничения на вход регулятора 2 тока подачи, снижая задания на момент на вану двигателя пода 40 45 50 55 гибкие отрицательные обратные связипо динамическим нагрузкам, возникающим в упругих связях валопроводовподачи и ротора бурового механизма,согласовывать режимы работы ротора сподачей в зависимости от динамических нагрузок на валу ротора, предотвращая возникновение аварийных ситуаций, связанных с прихватом и заклиниванием бурового инструмента, чтоведет к повышению производительностибуровых механизмов за счет увеличениякоэффициента использования машин.1332004 Составитель В,ШиловРедактор Н.Тупица Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай Заказ 3779/29 Тираж 532 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5Производственно"полиграфическое предприятие, г,ужгород ул.Проектная,4 датчика тока - с вторым входом датчика момента упругих сил соответству. ацего привода, а выход дифференцирующего звена привода ротора череззвено ограничения подключен к четвертому входу регулятора тока подачи.