SU1641969A1 - Electric drive of drilling rig - Google Patents

Electric drive of drilling rig Download PDF

Info

Publication number
SU1641969A1
SU1641969A1 SU894669354A SU4669354A SU1641969A1 SU 1641969 A1 SU1641969 A1 SU 1641969A1 SU 894669354 A SU894669354 A SU 894669354A SU 4669354 A SU4669354 A SU 4669354A SU 1641969 A1 SU1641969 A1 SU 1641969A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
current
adder
signal
Prior art date
Application number
SU894669354A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Викторович Поваров
Раис Мухибович Рахматулин
Владимир Алексеевич Дегтярев
Владимир Владиславович Шулдяков
Сергей Анатольевич Чикулаев
Лев Иосифович Кантиус
Владимир Федосеевич Лопуленко
Лев Александрович Пилип
Рафаиз Хазеевич Гафиятуллин
Original Assignee
Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола filed Critical Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority to SU894669354A priority Critical patent/SU1641969A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1641969A1 publication Critical patent/SU1641969A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к автоматизированному электроприводу и м.б. использовано при автоматизации технологических Процессов. Цель изобретени  - повышение производительности путем формировани  предельно допустимых механических х-к в повторно-кратковременном режимах. Устройство содержит трансформатор 1 тока, управл емые выпр мители 2,3, 4, двигатель 5 с переключателем 6 режимов работы и задатчиком 7 частоты вращени , задатчик 8 интенсивности разгона и торможени , сумматоры 9, 13, 24, регул тор 10 напр жени , ключи 11, 12, 16, блок 14 управлени , датчикThis invention relates to an automated electric drive, and may be. used in the automation of technological processes. The purpose of the invention is to increase productivity by forming the maximum allowable mechanical x-k in intermittent modes. The device contains a current transformer 1, controlled rectifiers 2,3, 4, a motor 5 with a switch of 6 operating modes and a setpoint generator 7 of rotational speed, a setter 8 of acceleration and deceleration intensity, adders 9, 13, 24, a voltage regulator 10, keys 11, 12, 16, control unit 14, sensor

Description

Электропривод относитс  к автоматиированному электроприводу и может быть спользован при автоматизации технологиеских процессов, например, при построеии систем управлени  электроприводами танков геологоразведочного бурени .The electric drive relates to an automated electric drive and can be used in the automation of technological processes, for example, in building control systems for electric drives of geological exploration drilling tanks.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности путем формировани  предельно допустимых механических арактерис ик в повторно кратковременном режиме.The aim of the invention is to increase productivity by forming the maximum allowable mechanical speed in a re-short-term mode.

На фиг.1 - приведена функциональна  схема электропривода бурового станка; на фиг.2 - электромеханические характеристики электропривода бурового станка; на фиг.3,4 - выходные статические характеристик пвгчоюрых блоков электропривода; на фиг.5 - пример технической реализации нелинейного элемента и его выходные статические характеристики.Figure 1 - shows the functional diagram of the electric drilling machine; figure 2 - electromechanical characteristics of the electric drilling rig; in Fig.3.4 - output static characteristics of pvgchouyury blocks of the electric drive; figure 5 is an example of the technical implementation of the nonlinear element and its output static characteristics.

В состав эле ропривода вход т трансформатор 1 тока, управл емые выпр мители 2,3,4, двигатель 5, переключатель 6 режима работы, задатчик 7 частоты вращени , задатчик 8 интенсивности, первый сумматор 9, регул тор 10 напр жени  с пр мым и инверсным выходами, ключи 11, 12, второй сумматор 13, блок 14 управлени  управл емыми выпр мител ми 2,3, ключи 15,16, датчик 17 тока, датчик 18 напр жени  и датчик 19 тока  кор , блок 20 токовой отсечки , блок 21 переключени  с четырьм  управл ющими выходами, а также нелинейный элемент 22 с зоной нечувствительности и насыщением, нелинейный элемент 23 с зоной нечувствительности , насыщением и пе- ременным коэффициентом усилени , третий сумматор 24, обмотка 25 возбуждени , регул тор 26 напр жени  возбуждени  и Олик. 27, управлени  возбудителем, источник 28 порогового напр жени , источник 29 уставки номинального тока возбуждени .The drive actuator includes a current transformer 1, controlled rectifiers 2,3,4, a motor 5, an operating mode switch 6, a rotational speed setting device 7, an intensity setting device 8, a first adder 9, a voltage regulator 10 with direct voltage inverse outputs, keys 11, 12, second adder 13, control unit 14 for controllable rectifiers 2.3, keys 15.16, current sensor 17, voltage sensor 18 and core current sensor 19, current cut-off unit 20, block 21 switching with four control outputs, as well as a non-linear element 22 with dead band and saturation, elineyny member 23 is dead band, and saturation of a variable gain coefficient, a third adder 24, winding 25, excitation controller 26 drive voltage and Olik. 27, driver control, threshold voltage source 28, nominal field current setting source 29.

Нелинейный элемент 23 состоит из усилител  30, диодов 31, 32, резисторов 33-39, контакты 40, 41 переключател  режимов работы .The nonlinear element 23 consists of an amplifier 30, diodes 31, 32, resistors 33-39, and contacts 40, 41 of the operating mode switch.

Задатчик 8 интенсивности разгона иUnit 8 intensity acceleration and

торможени  представл ет собой интегратор с регулируемыми интенсивност ми нарастани  и спадани  сигнала. Установившийс  выходной сигнал задатчика 8 по уровню всегда раве,н входному. В качестве задатчика 8 интенсивности может быть использован сглаживающий фильтр. На фиг.4,б приведена статическа  характеристика задатчика 8 интенсивности.deceleration is an integrator with adjustable intensities of rise and fall of the signal. The steady state output signal of the setting device 8 is always equal on the level, on the input level. A smoothing filter can be used as an intensity adjuster 8. 4, b shows the static characteristic of the intensity setting device 8.

Регул торы напр жени  10 и 26 - пропорционального типа. Регул тор напр жени  10 имеет пр мой и инверсный выходы, может быть реализован на двух операционных усилител х.Voltage regulators 10 and 26 are of proportional type. The voltage regulator 10 has direct and inverse outputs, and can be implemented on two operational amplifiers.

Датчик 17 тока предназначен дл  выпр млени  выходного сигнала трансформатора 1 тока. В состав датчика 17 тока введен контакт 6-1 ручного переключател  6 режима работы, который предназначен дл  изменени  коэффициента передачи датчика 17 тока. .4, а приведены статические характеристики датчика 17 тока. В длительном режиме работы электропривода (ПВ 100%) контакт ручного переключател  режима работы 6 разомкнут, т.е. Ue-1 0, и датчик 17 тока имеет большой коэффициент передачи. В повторно-кратковременном режиме работы электропри вода () контакт переключател  режимов работы 6 замкнут, т.е.Current sensor 17 is designed to rectify the output signal of current transformer 1. The current sensor 17 includes a contact 6-1 of the manual switch 6 of the operating mode, which is intended to change the transmission coefficient of the current sensor 17. .4, and shows the static characteristics of the sensor 17 current. In the long-time mode of operation of the electric drive (100%), the contact of the manual mode switch 6 is open, i.e. Ue-1 0, and the sensor 17 current has a large transmission coefficient. In the intermittent operation mode of the electric power (), the contact of the operating mode switch 6 is closed, i.e.

Ue-1 1. и датчик 17 тока имеет меньший коэффициент передачи,Ue-1 1. and the current sensor 17 has a lower transmission coefficient,

Блок 18 токовой отсечки представл ет собой пороговый элемент. При достижении входным сигналом датчика 17 тока значени The overcurrent block 18 is a threshold element. When the input signal of the sensor 17 current value

порога 18, который может задаватьс , например , с помощью стабилитрона, на выходе блока 18 по вл етс  сигнал, которыйa threshold 18, which can be set, for example, by means of a zener diode, a signal appears at the output of block 18, which

поступает на второй сумматор 13. А поскольку блок 18токовой отсечки имеет большой коэффициент усилени , при дальнейшем увеличении сигнала с датчика тока 17 выходной сигнал блока 18 быстро нарастает, что приводит к компенсации выходного сигнала регул тора напр жени  10. На фиг.4,6 приведена статическа  характеристика блока 18 токовой отсечки.arrives at the second adder 13. And since the 18-cutoff block has a large gain factor, as the signal from the current sensor 17 increases further, the output signal of the block 18 quickly increases, which leads to compensation of the output signal of the voltage regulator 10. FIG. 4,6 shows static characteristic of the block 18 current cutoff.

Блок 21 переключени  предназначен дл  управлени  ключами 11, 12, 15, 16.Switching unit 21 is designed to control the keys 11, 12, 15, 16.

Переключающий блок 21 осуществл етс  в функции пол рности выходного сигнала первого сумматора 9, если в  корной цепи двигател  5 отсутствует ток (сигнал запрета с л тчика нулевого тока 20). Если пол рность выходного сигнала 9 положительна  на втором и третьем выходах логического переключающего блока по вл ютс  выходные сигналы и ключи 11 и 15 замыкаютс . На первом и четвертом выходах сигналы отсутствуют и ключи 12 и 16 разомкнуты. При изменении пол рности выходного сигнала сумматора 9 с положительной на отрицательную блок 21 должен переключитьс , но не переключитс  до тех пор, пока ток в  корной цепи исполнительного двигател  4 не станет равным нулю. В этот момент времени сигнал запрета с выхода датчика 20 тока  кор  становитс  равным нулю и блок 21 переключаетс . Сигналы на втором и третьем выходах станов тс  равным нулю и ключи 11 и 15 размыкаютс . С другой стороны на первом и четвертом выходах блока 21 по вл ютс  сигналы и ключи 12 и 16 замыкаютс .The switching unit 21 is implemented as a function of the polarity of the output signal of the first adder 9 if there is no current in the engine circuit 5 (the zero-current switch signal is 20). If the polarity of the output signal 9 is positive, on the second and third outputs of the logical switching unit, the output signals appear and the keys 11 and 15 are closed. On the first and fourth outputs there are no signals and the keys 12 and 16 are open. When the polarity of the output signal of the adder 9 changes from positive to negative, block 21 should switch, but it will not switch until the current in the crustal circuit of the executive motor 4 becomes zero. At this point in time, the inhibit signal from the output of current sensor 20 of the core becomes zero and block 21 is switched. The signals at the second and third outputs become zero and the keys 11 and 15 are opened. On the other hand, signals appear on the first and fourth outputs of block 21, and keys 12 and 16 are closed.

Нелинейный элемент 22 с зоной нечувствительности и насыщением предназначен дл  ИШПРЛРНИЯ из выходного сигнала задат- чика частоты вращени  однопол рного положительного сигнала задани  на изменение тока возбуждени . На фиг.З, а представлена его статическа  характеристика . Он может быть реализован на двух операционных усилител х.The nonlinear element 22 with the dead zone and saturation is intended for the PID of the output signal of the setpoint of the rotational speed of the unipolar positive reference signal to the change of the excitation current. Fig. 3a shows its static characteristic. It can be implemented on two operational amplifiers.

Нелинейный элемент 23 с зоной нечувствительности , насыщением и переменным коэффициентом усилени  предназначен дл  корректировки сигнала задани  на изменение тока возбуждени  в функции этого сигнала и выходного сигнала датчика 17 тока . На вход элемента 23 заведены три сигнала: пороговый Unop, выходной сигнал блока 22 и сигнал с датчика 17 тока. Кроме того, в состав нелинейного элемента 23 введены два контакта ручного переключател  6 режимов работы. В длительном режиме работы электропривода (ПВ 100%) контакты переключател  6 режимов работы разомкнуты и нелинейный элемент 23 имеетA nonlinear element 23 with a dead zone, saturation, and a variable gain is designed to correct the reference signal for a change in the excitation current as a function of this signal and the output signal of the current sensor 17. Three signals are input to the input of the element 23: a threshold Unop, an output signal of the block 22 and a signal from the current sensor 17. In addition, the composition of the nonlinear element 23 introduced two contacts of the manual switch 6 modes. In the long-time operation of the electric drive (PV 100%), the contacts of the switch 6 operating modes are open and the nonlinear element 23 has

большой коэффициент усилени . Поэтому при превышении сигналом с датчика 17 тока порогового сигнала Unop на выходе элемента 23 по вл етс  выходной сигнал, который 5 поступает на третий сумматор 24. В длительном режиме работы выходной сигнал блока 22 не оказывает вли ни  на работу нелинейного элемента 23, так как из-за разомкнутого контакта переключател  6 режи0 мов работы сигнал блока 22 на вход элемента 23 не поступает.large gain factor. Therefore, when the signal from the sensor 17 of the current threshold signal Unop at the output of the element 23 appears, the output signal 5 which is supplied to the third adder 24 appears. In the long-term operation mode, the output signal of the block 22 does not affect the operation of the nonlinear element 23, since - due to the open contact of the switch 6 operation modes, the signal of the block 22 is not received at the input of the element 23.

Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.

При перемещении руко тки управлени When moving the control knob

5 задатчиком 7 частоты вращени  двигател  на его выходе формируетс  сигнал задани , который поступает одновременно на вход задатчика 8 интенсивности и элемента 22 с зоной нечувствительности.5, the engine speed setting device 7 generates a reference signal at its output, which simultaneously arrives at the input of the intensity setting device 8 and the element 22 with the dead zone.

0На выходе элемента 22 сигнал равен0 At the output of element 22, the signal is

нулю до тех пор, пока величина сигнала с выхода задатчика 7 частоты вращени  двигател  не превысит зоны нечувствительности элемента 22.zero as long as the signal from the output of the engine speed control unit 7 does not exceed the dead zone of the element 22.

5 Напр жение на выходе задатчика 8 интенсивности измен етс  при этом от нул  до некоторого установившегос  значени . Зона нечувствительности элемента 22 выбираетс  равной амплитуде выходного сигнала5 The voltage at the output of the intensity setting device 8 changes from zero to a certain steady-state value. The dead band of element 22 is chosen equal to the amplitude of the output signal.

0 задатчика 7 частоты вращени  двигател , при которой на  коре двигател  5 номинальное напр жение.0 setting unit 7 of the engine speed, at which the nominal voltage is on the engine bark 5.

При дальнейшем перемещении руко тки 7 управлени  задатчиком 8 амплитудаWith further movement of the handle 7 control unit 8 amplitude

5 выходного сигнала с выхода задатчика 8 интенсивности остаетс  неизменной, а выходной сигнал элемента 22 начинает увеличиватьс  от нул  до некоторого значени , величина которого определ етс  углом5 of the output signal from the output of the intensity adjuster 8 remains unchanged, and the output signal of the element 22 begins to increase from zero to a certain value, the value of which is determined by the angle

0 поворота руко тки управлени  задатчиком 7 частоты вращени  двигател 0 rotation control knob knob 7 engine speed

До тех пор, пока исполнительный двигатель 4 не разгонитс  до номинального числаUntil the executive engine 4 accelerates to the nominal number

5 оборотов, выходной сигнал элемента 22 равен нулю. Поэтому входной сигнал выпр мител  4 определ етс  сигналом установки номинального тока возбуждени  Цвн, поступающим на сумматор 24 вместе с сигналами5 turns, the output of element 22 is zero. Therefore, the input signal of the rectifier 4 is determined by the setting signal of the nominal excitation current Tsvn, fed to the adder 24 along with the signals

0 элементов 22 и 23, которые равны нулю. При этом по обмотке 25 возбуждени  протекает номинальный ток.0 elements 22 and 23, which are equal to zero. In this case, the rated current flows through the excitation winding 25.

Задатчик 7 интенсивности формирует линейно измен ющеес  напр жение, ин5 тенсивность изменени  которого определ ет темп разгона (торможени ) двигател  5. Регул тор 10 напр жени  совместно с датчиком 18 напр жени  и сумматором 9 образуют контур стабилизации напр жени  на  коре двигател  5 на уровне, определ вом выходным сигналом задатчика 8 интенивности . Под воздействием выходного сигала задатчика 8 интенсивности и датчика 18 напр жени  на выходе сумматора 9 повл етс  сигнал, пропорциональный их разности , В результате на пр мом и инверсном выходах регул тора 10 напр жени  также ормируютс  сигналы.The intensity setting unit 7 generates a linearly varying voltage, the intensity of which change determines the acceleration (deceleration) rate of the engine 5. The voltage regulator 10 together with the voltage sensor 18 and the adder 9 form the voltage stabilization circuit on the engine bark 5 at the level determined by the output signal setpoint 8 intensity. Under the influence of the output signal of the intensity setting device 8 and the voltage sensor 18 at the output of the adder 9, a signal proportional to their difference is affected. As a result, the signals are also formed at the direct and inverse outputs of the voltage regulator 10.

Ключи 11 и 12 не могут быть одновременно замкнуты, т.е. когда один из них замкнут , то другой об зательно разомкнут. Аналогичным образом работают ключи 15,16.Keys 11 and 12 cannot be simultaneously closed, i.e. when one of them is closed, the other is necessarily open. Keys 15,16 work in the same way.

Поскольку в первый момент времени напр жение на  коре двигател  5 равно нулю , сминай с датчика 18 напр жени  также оавен нул О, то весь сигнал с выхода задатчика 8 г/шге г.и :1юсти поступает на вход регул торе iO непр жени . Силовой ток в  корной иепи отсутствует, поэтому сигнал запрета иа переключение блока 21 переключение с датчика 20тока отсутствует. Под действием ра,юстного сигнала с выхода сумма эра 9 Ьлок 21 включит или ключи 11 и 15, или ключи 12 и 16.Since at the first moment of time the voltage on the engine bark 5 is zero, smina with voltage sensor 18 also Oven zero O, then the entire signal from the output of the setpoint device 8 g / shge gi: 1yusty is fed to the input of the iO nonvoltage regulator. There is no power current in the core unit, therefore, the prohibition signal and the switching of the block 21, there is no switching from the 20-current sensor. Under the action of the pa, the output signal from the output of the era era 9 block 21 will include either keys 11 and 15, or keys 12 and 16.

В о эчисимости от того, какой ключ замкнут , иа вход блока 14 управлени  поступает сигнал пр мого или инверсного выходов регул тора 10 напр жени  после сумматора 13, так как на втором входе сумматора 13 сигнал с выхода блока 20 токовой отсечки равен нулю. Блок14 управлени  обеспечивает формирование управл ющих импульсов длл выпр мител  2 или 3 и их фазовый сдвиг пропорционально входному сигналу, поступающему с выхода регул тора 10 напр жени .In spite of which key is closed, both the input or control unit 14 receives the signal of the direct or inverse output of voltage regulator 10 after adder 13, since at the second input of adder 13 the signal from the output of current-cutoff unit 20 is zero. The control unit 14 provides the formation of control pulses of rectifier 2 or 3 and their phase shift is proportional to the input signal from the output of voltage regulator 10.

По ключам 15 или 16 управл ющие им- nyjiLCL поступают на выпр мители 2 или 3 и на выходе одного из них формируетс  напр жение питани   корной обмотки двига- тел  5.The keys 15 or 16 control the imyjLCL are fed to rectifiers 2 or 3 and the voltage of the main winding of the motor 5 is formed at the output of one of them.

На выходе датчика 19 напр жени  по витс  сигнал, который поступает на сумма- TOD 9. Однако, поскольку на выходе задатчика 8 интенсивности формируетс  нарастающий сигнал, его амплитуда будет больше, чем амплитуда сигнала с датчика 19 напр жени . Поэтому пол рность разностного сигнала на выходе сумматора 9 не изменитс . Следовательно блок 21 сохранит свое состо ние и ключи 11, 12, 15, 16, останутс  в прежнем состо нии, т.е. двигатель 5 будет продолжать разгон тьс  в ту же сторону,At the output of the voltage sensor 19, a voltage is produced according to the VITS, which is fed to the sum TOD 9. However, since an increasing signal is generated at the output of the intensity setting device 8, its amplitude will be greater than the amplitude of the signal from the voltage sensor 19. Therefore, the polarity of the difference signal at the output of the adder 9 does not change. Therefore, the block 21 will retain its state and the keys 11, 12, 15, 16 will remain in the same state, i.e. engine 5 will continue to accelerate in the same direction

В установившемс  режиме всегда существует разница сигналов задани  и обратной св зи, под воздействием которой будет поддерживатьс  заданное положение руко тки задатчика 7 частоты вращени  двигател  5,In the steady-state mode, there is always a difference in the setpoint and feedback signals, under the influence of which the predetermined position of the knob of the knob 7 of the rotational speed of the engine 5 will be maintained,

В случае, если интенсивность разгона исполнительного двигател  будет определ тьс  задатчиком 8 достаточно высокой, тогда ток  кор  двигател  5 достигнет такойIn the event that the acceleration rate of the executive motor is determined by the setting device 8 sufficiently high, then the current of the engine core 5 will reach such

величины, что выходное напр жение датчика 17 тока может достигнуть порога нечувствительности блока 20 токовой отсечки. На выходе блока 20 по витс  напр жение, которое будет вычитатьс  из напр жени  ре0 гул тора 10 напр жени  в сумматоре 13. Напр жение управлени  блока 14 за счет этого снизитс  и будет поддерживатьс  на таком уровне, чтобы ток  кор  двигател  5 не превышал заданной величины в зависи5 мости от режима работы привода. Интенсивность разгона двигател  5 в данном случае станет ниже заданной задатчиком 8 интенсивности и будет определ тьс  только нагрузкой на валу двигател  5.the magnitudes that the output voltage of the current sensor 17 can reach the insensitivity threshold of the current-cutoff unit 20. At the output of unit 20, Vits voltage that will be subtracted from the voltage of the controller 10 of the voltage in the adder 13. The control voltage of the unit 14 due to this decreases and will be maintained at such a level that the current of the motor 5 does not exceed the specified value depending on the mode of operation of the drive. The intensity of acceleration of the engine 5 in this case will become lower than the intensity specified by unit 8 and will be determined only by the load on the shaft of the engine 5.

0 Разгон двигател  5 будет осуществл тьс  по предельной электромеханической характеристике , имеющей вид экскаваторной (фиг.2,а).0 Acceleration of the engine 5 will be carried out according to the limiting electromechanical characteristic, having the form of an excavator (figure 2, a).

В случае, если руко ткой управлени  за5 датчиком 7 частоты вращени  задана противоположна  пол рность сигнала задани , алгоритм работы электропривода аналогичен выше приведенному с той разницей, что пол рность разностного сигнала на выходеIn case the control knob for sensor 5 of the rotation frequency 7 specifies the opposite polarity of the reference signal, the algorithm of the drive operation is similar to the one given above with the difference that the polarity of the difference signal at the output

0 сумматора 9 будет противоположной, блок 21 переключени  включит другие ключи, блок 14 управлени  будет подключен к другому выходу регул тора 10 скорости, а импульсы с выхода блока 14 будут поступать на0 adder 9 will be opposite, switching unit 21 will turn on other switches, control unit 14 will be connected to another output of speed controller 10, and pulses from unit 14 will be sent to

5 другой выпр митель 2 или 3, напр жение на  корной обмотке двигател  3 будет другой пол рности.5 another rectifier 2 or 3, the voltage on the main winding of the motor 3 will have a different polarity.

Если после окончани  разгона двигател  5 до номинальной частоты вращени  мо0 мент сопротивлени  на валу двигател  отсутствует, а руко тка управлени  задатчиком 7 установлена в такое положение, что на выходе нелинейного элемента 22 также формируетс  сигнал задани , при этом, по5 скольку сигнал задани  на выходе задатчика 8 интенсивности не мен етс , напр жение на  коре двигател  5 также неизменно.If after the end of acceleration of the engine 5 to the nominal rotational frequency, the moment of resistance on the motor shaft is absent, and the control knob of the setting device 7 is set in such a position that the output signal of the nonlinear element 22 also generates a reference signal, thus, the reference signal at the output of the reference 8, the intensity does not change, the voltage on the engine bark 5 is also constant.

Сигнал задани  с выхода элемента 22 0 поступает на сумматор 24. На выходе сумматора 24 формируетс  сигнал и поступает на вход регул тора 26 напр жени  возбуждени . Под действием этого сигнала регул тор 26 измен ет (уменьшает) свой выходной 5 сигнал, блок 27 управлени  мен ет фазу управл ющих импульсов, поступающих на выпр митель 4. В результате этого измен етс  (уменьшаетс ) напр жение на выходе выпр мител  4, а следовательно, и ток возбуждени .The target signal from the output of the element 22 0 is fed to the adder 24. At the output of the adder 24, a signal is formed and fed to the input of the controller 26 of the excitation voltage. Under the action of this signal, the regulator 26 changes (decreases) its output signal 5, the control unit 27 changes the phase of the control pulses fed to the rectifier 4. As a result, the output voltage of the rectifier 4 changes (decreases), and consequently, the excitation current.

Двигатель 5 начинает разгон тьс  до скорости, определ емой потоком возбуждени , а следовательно, сигналом задатчика 7, т.е. скорость двигател  5 во второй зоне регулировани  определ етс  положением руко тки управлени  задатчиком 7 частоты вращени .The engine 5 begins to accelerate to a speed determined by the excitation flow, and therefore by the setting signal 7, i.e. The speed of the engine 5 in the second control zone is determined by the position of the control knob of the speed setting device 7.

Если момент сопротивлени  на валу двигател  увеличиваетс , то под его воздействием начинает увеличиватьс  ток в  корной обмотке двигател  5, а следовательно, увеличиваетс  сигнал с трансформатора 1 тока.If the moment of resistance on the motor shaft increases, then under its influence the current in the engine winding 5 begins to increase, and consequently, the signal from the current transformer 1 increases.

Нелинейный элемент 23 с зоной нечувствительности , насыщением и переменным коэффициентом усилени  предназначен дл  изменени  токовой уставки электропривода во второй зоне регулировани  при и реализации режима посто нства мощности при ПВ 100%.A nonlinear element 23 with a dead zone, saturation, and a variable gain is intended to change the current setpoint of the electric drive in the second control zone when the power constant mode is implemented at a PV of 100%.

Функционально, дл  формировани  участка АВ характеристики 2 привода при и вертиального участка АД характеристики 1 при ПВ 100% (фиг.2), элементом 23 осуществл етс  изменение сигнала управлени  регул тора 26, Таким образом, чтобы ток возбуждени  увеличивалс  пропорционально превышению током  кор  номинального значени .Functionally, to form the section AB of the characteristic 2 of the drive when the vertical section of the HELL of the characteristic 1 at 100% P (figure 2), element 23 modifies the control signal of the regulator 26, so that the excitation current increases in proportion to the current exceeding the nominal value core .

Наклон вышеуказанных участков характеристик привода определ етс  коэффициентом передачи нелинейного элемента 23 по входу U17, а порог срабатывани  определ етс  напр жени ми источника 28, а также 1)22 при , которые поступают на два других входа элемента 23. Изменение вида характеристик, реализуемых электроприводом осуществл етс  ручным переключателем режимов работы, который осуществл ет коммутацию как элемента 23, так и датчика 17.The slope of the above sections of the drive characteristics is determined by the transfer coefficient of the nonlinear element 23 at the input U17, and the response threshold is determined by the voltage of source 28 as well as 1) 22 at which goes to the other two inputs of element 23. The change in the characteristics implemented by the electric drive A manual mode switch that commits both element 23 and sensor 17.

В режиме ПВ 100% при достижении током  кор  исполнительного двигател  номинального (характеристика 1, фиг.2) значе- ни  на выходе элемента 23 по вл етс  напр жение U23, которое за счет большого коэффициента передачи элемента 23 становитс  большим при малейшем увеличении тока  кор . При этом результирующий сигнал на выходе сумматора 24 изменитс  таким образом, что ток возбуждени  станет возрастать, частота вращени  двигател  5 снизитс , а момент, развиваемый приводом , увеличитс  за счет увеличени  потока двигател  5. В результате привод будет развивать возросший момент на валу за счет увеличени  потока двигател  5 при снижении частоты вращени  практически без увеличени  тока  кор .In the 100% duty cycle mode, when the current of the actuator motor reaches its nominal (characteristic 1, figure 2) value at the output of element 23, voltage U23 appears, which due to the high transmission coefficient of element 23 becomes large with the slightest increase in the current of the core. In this case, the resulting signal at the output of the adder 24 changes in such a way that the excitation current will increase, the rotational speed of the engine 5 will decrease, and the torque developed by the drive will increase due to an increase in the flow of the engine 5. As a result, the drive will develop an increased torque on the shaft due to an increase engine flow 5 while reducing the rotational speed with little or no increase in the current of the core.

В результате элемент 23 обеспечивает стабилиизацию тока  кор  на уровне номинального за счет усилени  потока возбуждени  в функции превышени  током  кор  5 номинального значени . Благодар  этому обеспечиваетс  работа двигател  5 с номинальной мощностью.As a result, the element 23 provides for stabilization of the current of the core at the nominal level due to the enhancement of the excitation flow as a function of the current exceeding the current of the core 5 of the nominal value. This ensures that the engine 5 is operating at rated power.

В режиме элемент 23 имеет значительно меньший коэффициент переда- 10 чи по входу Ui7, поэтому участок АВ характеристики 2 (фиг.2) более пологий. В этом режиме работы электропривода на вход элемента 23 кроме напр жени  источника 28, также поступает сигнал U22, который необ- 5 ходим дл  изменени  результирующего порога срабатывани  элемента 23.In the mode, the element 23 has a significantly lower transmission coefficient at the input Ui7, therefore the section AB of characteristic 2 (FIG. 2) is flatter. In this mode of drive operation, the input element 23, in addition to the voltage source 28, also receives the signal U22, which is necessary to change the resulting threshold of the element 23.

В этом случае результирующий порог срабатывани  элемента 23  вл етс  функцией выходного сигнала элемента 22, кото- 0 рый во второй зоне регулировани  пропорционален частоте вращени  двигател  25, благодар  чему механическа  характеристика содержит участок АВ характеристики 2 (фиг.2), который  вл етс  5 предельно допустимым дл  исполнительного двигател  при .In this case, the resultant trigger threshold of element 23 is a function of the output signal of element 22, which in the second control zone is proportional to the rotational speed of engine 25, whereby the mechanical characteristic contains a section AB of characteristic 2 (figure 2), which is 5 extremely valid for the actuator at.

При ПВ 100% управл ющие сигналы ручного переключател  6 режимов работы равны нулю, т.е. его контакты, заеденные в 0 состав элемента 23 (на фиг.5,а обозначены 40 и 41), разомкнуты. Тогда на вход усилител  30 поступают сигналы:With a PV of 100% control signals of a manual switch, the 6 operating modes are zero, i.e. its contacts, stuck in the 0 part of the element 23 (in figure 5, and marked 40 and 41), are open. Then the input of the amplifier 30 receives signals:

через резистор 37 поступает пороговыйthrough the resistor 37 enters the threshold

сигнал источника 28 отрицательного знака;signal source 28 negative sign;

5 через резистор 38 поступает сигнал с5 through the resistor 38 receives a signal from

датчика тока 17, пропорциональный токуcurrent sensor 17 proportional to current

 кор , положительного знака.cor, positive sign.

Сигнал задани  U22 на ослабление тока возбуждени  на усилитель 30 не поступает, 0 так как контакт 40 разомкнут.The command signal U22 to attenuate the excitation current to the amplifier 30 does not flow, 0, since contact 40 is open.

Величина порогового сигнала источника 28 выбираетс  равной величине сигнала с датчика 17 при токе  кор , протекающем по  корной обмотке двигател , равном но- 5 минальному значению.The magnitude of the threshold signal of source 28 is chosen equal to the magnitude of the signal from sensor 17 at a current of the core flowing through the engine core winding equal to the nominal value of 5 min.

Благодар  диодам 31, 32 усилитель 30 (фиг.5,а) включен по схеме идеального диода , т.е. на его выходе может присутствоватьDue to the diodes 31, 32, the amplifier 30 (FIG. 5, a) is connected in the ideal diode circuit, i.e. at its output may be present

0 только отрицательное напр жение. Поэтому до тех пор, пока сигнал с выхода датчика 17 не станет равным величине порогового сигнала Unop (пока ток  кор  не станет равным номинальному значению), на выходе усили5 тел  30 - нулевой сигнал. При дальнейшем увеличении тока  кор , поскольку сигнал с датчика 17 положительного знака, на выходе усилител  30 сигнал измен етс  от нул  до максимального отрицательного значени .0 only negative voltage. Therefore, until the signal from the output of sensor 17 becomes equal to the value of the threshold signal Unop (until the current of the core becomes equal to the nominal value), the output of the amplifiers 30 is a zero signal. With a further increase in the current of the core, since the signal from the positive sign sensor 17, at the output of the amplifier 30, the signal changes from zero to a maximum negative value.

Таким образом, на сумматор 24 с нелинейного элемента 23 поступает максимальный , противоположный по знаку сигналу задани  на ослабление тока возбуждени , сигнал, что приводит к уменьшению до нул  сигнала на выходе сумматора 24, а следовательно , к увеличению до номинального тока возбуждени .Thus, the adder 24 of the nonlinear element 23 receives the maximum signal opposite to the sign of the task to attenuate the excitation current, which leads to a reduction to zero of the signal at the output of the adder 24, and therefore to an increase to the nominal excitation current.

Значение тока  кор , при котором сок возбуждени  достигнет номинальной вели- чины, определ етс  коэффициентом усилени  30. Коэффициент усилени  30 по сигналу с датчика 17 достаточно большой, К -20-30, поэтому характеристика электропривода в длительном режиме практически вертикальна  (фиг.2, характеристика 1). На фиг.5,б выходна  характеристика блока 23 в режиме ПВ 100% изображена пунктирной линией, а соответствующа  ей характеристика электропривода на фиг.2, обозначена цифрии 1.The value of the core current at which the excitation juice reaches the nominal value is determined by the gain factor 30. The gain factor 30 by the signal from the sensor 17 is quite large, K-20-30, therefore, the characteristic of the electric drive in the continuous mode is almost vertical (Fig. 2, feature 1). In Fig. 5, b, the output characteristic of the unit 23 in the PV mode is 100% indicated by a dotted line, and the corresponding characteristic of the electric drive in Fig. 2 is denoted by numeral 1.

Теперь рассмотрим работу блока 23 в режиме работы при .Now consider the operation of block 23 in the operation mode at.

В э гом случае контакт 40 подключает на вход усилител  30 сигнал 1)22 (отрицательно- го знака) через элементы 39 и 33, а контакт 41 замкнут. Следовательно, кроме сигналов с блока 17 и порогового сигнала на вход усилител  30 будет поступать сигнал задани  на ослабление тока возбуждени  U22. In this case, the contact 40 connects the signal 1) 22 (a negative sign) to the input of the amplifier 30 via the elements 39 and 33, and the contact 41 is closed. Consequently, in addition to the signals from block 17 and the threshold signal, a reference to the attenuation of the excitation current U22 will be sent to the input of the amplifier 30.

Поскольку резистор 35 зашунтирован контактом 41, коэффициент усилени  в усилителе 30 К 4 - 5, поэтому выходна  характеристика элемента 23 не вертикальна , а полога . Характеристика электропривода за счет этого также имеет пологий участок АВ (фиг.2), наклон которого определ етс  коэффициентом усилени  усилител  30.Since the resistor 35 is shunted by pin 41, the gain in the amplifier is 30 K 4 - 5, therefore, the output characteristic of element 23 is not vertical, but canopy. The drive characteristic also has a flat area AB (Fig. 2), the slope of which is determined by the gain of the amplifier 30.

Сигнал задани  на ослабление тока возбуждени  поступает на вход усилител  30 дл  изменени  результирующего порога элемента 23. Результирующий порог складываетс  из порогового сигнала Unop и сиг- нала задани  на ослабление тока возбуждени  U22.The reference signal for the attenuation of the excitation current is fed to the input of the amplifier 30 to change the resulting threshold of the element 23. The resulting threshold is added up from the threshold signal Unop and the reference signal to the attenuation of the excitation current U22.

Элемент 23 рассчитан таким образом, чтобы при максимальном напр жении задани  на ослабление тока возбуждени  величина результирующего порога соответствовала номинальному току двигател  5, а при уменьшении напр жени  задани  на ослабление тока возбуждени , результирующий порог увеличивалс  линейно и при IJ22 0 соответствовал максимально допустимому току  кор  1 имакс.Element 23 is designed in such a way that, at the maximum voltage of the setpoint for attenuating the excitation current, the magnitude of the resulting threshold corresponds to the rated current of the motor 5, and when the voltage of the setpoint for the attenuation of the excitation current decreases, the resulting threshold increases linearly and at IJ22 0 corresponds to the maximum permissible current of the corr 1 imax.

Таким образом, элементом 23 осуществл етс  формирование участка характеристики электропривода как при изменении напр жени  задани  на ослабление токаThus, the element 23 carries out the formation of a section of the characteristic of the electric drive as if the voltage of the task for current attenuation changes

возбуждени , так и изменении нагрузки на валу двигател .excitation and change of load on the motor shaft.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Электропривод бурового станка, содержащий трансформатор тока, выход которого подключен к датчику тока, выход которого подключен к блоку токовой отсечки, причем выход задатчика частоты вращени  подключен к входу первого нелинейного элемента и к входу задатчика интенсивности, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, к второму входу которого подключен датчик напр жени , а выход первого сумматора подключен к входу регул тора напр жени , первый выход которого через первый ключ подключен к первому входу второго сумматора, а второй выход регул тора напр жени  через второй ключ подключен к первому входу второго сумматора, к второму входу которого подключен выход блока токовой отсечки, а выход второго сумматора через первый блок управлени  подключен к входам третьего и четвертого ключей, выход третьего ключа подключен к управл ющему входу первого управл емого выпр мител , а выход четвертого ключа подключен к управл ющему входу второго управл емого выпр мител , причем первый и второй управл емые выпр мители включены встречно и входами подключены через трансформатор тока к сети питани , а выходами через датчик тока  кор  - к  корю двигател , выход первого сумматора подключен к первому входу блока переключений , ко второму входу которого подключен выход датчика тока  кор , а первый и второй выходы блока переключений подключены соответственно к управл ющим входам первого и второго ключей, третий и четвертый выходы блока переключений подключены к управл ющим входам соответственно третьего и четвертого ключей, а регул тор напр жени  возбуждени  через второй блок управлени  подключен к третьему управл емому выпр мителю, выход которого подключен к обмотке возбуждени  двигател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности путем формировани  предельно допустимых механических характеристик в повторно кратковременном режиме, электропривод снабжен вторым нелинейным элементом, переключателем режима работы, третьим сумматором, источником уставки номинального тока возбуждени  и источником порогового напр жени , выход которого подключен к первому входу второго нелинейного элемента, к второму входу которого подключен выход датчика тока, а к третьемуThe electric drive of the drilling machine, containing a current transformer, the output of which is connected to a current sensor, the output of which is connected to a current cut-off unit, the output of the rotational frequency control unit is connected to the input of the first nonlinear element and to the input of the intensity setting unit, the output of which is connected to the first input of the first adder, to the second input of which is connected to the voltage sensor, and the output of the first adder is connected to the input of the voltage regulator, the first output of which through the first key is connected to the first input of the second totalizer Pa, and the second output of the voltage regulator is connected via the second switch to the first input of the second adder, to the second input of which the output of the current cutoff unit is connected, and the output of the second adder through the first control unit is connected to the inputs of the third and fourth switches, the output of the third switch is connected to the control input of the first controllable rectifier, and the output of the fourth key is connected to the control input of the second controllable rectifier, the first and second controllable rectifiers being switched on and counter inputs Without the current transformer to the mains and the outputs through the current sensor kor to the motor core, the output of the first adder is connected to the first input of the switching unit, to the second input of which the output of the current sensor kor is connected, and the first and second outputs of the switching unit are connected respectively to the control the inputs of the first and second keys, the third and fourth outputs of the switching unit are connected to the control inputs of the third and fourth keys, respectively, and the field voltage regulator through the second connection control unit to the third controlled rectifier, the output of which is connected to the motor excitation winding, characterized in that, in order to improve performance by forming the maximum permissible mechanical characteristics in the re-intermittent mode, the actuator is equipped with a second non-linear element, mode switch, third adder, source of setpoint rated excitation current and the source of the threshold voltage, the output of which is connected to the first input of the second nonlinear element, to the second input to The output of the current sensor is expensively connected, and to the third входу - выход первого нелинейного элемента , а выход второго нелинейного элемента подключен к первому входу третьего сумматора , к второму входу которого подключен выход первого нелинейного элемента, а к третьему - выход источника уставхи номинального тока возбуждени , выход третьегоinput - the output of the first nonlinear element, and the output of the second nonlinear element is connected to the first input of the third adder, to the second input of which the output of the first nonlinear element is connected, and to the third - the output of the source of the nominal excitation current, the third output сумматора подключен к входу регул тора напр жени  возбуждени , а первый выход переключател  режима работы подключен к второму входу датчика тока, второй и третий выходы переключател  режима работы подключены к четвертому и п тому входам второго нелинейного элемента.the adder is connected to the input of the excitation voltage regulator, and the first output of the operation mode switch is connected to the second input of the current sensor, the second and third outputs of the operation mode switch are connected to the fourth and fifth inputs of the second nonlinear element. // // Щи г. 2Schi 2 и,and, t, t оt, t o Повторно - кратковременный режимRepeated - short term mode аbut Длительный режиLong mode 1меглс1 meg «81"81 tz Y V tz y v Фиг.ЗFig.Z OnOn фиг.44 UnUn
SU894669354A 1989-03-30 1989-03-30 Electric drive of drilling rig SU1641969A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894669354A SU1641969A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Electric drive of drilling rig

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894669354A SU1641969A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Electric drive of drilling rig

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1641969A1 true SU1641969A1 (en) 1991-04-15

Family

ID=21437380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894669354A SU1641969A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Electric drive of drilling rig

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1641969A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1036479C (en) * 1992-04-29 1997-11-19 北京市西城区新开通用试验厂 Fully electrically controlled well top driving mechanism

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Чиликин М.Г. и др. Основы автоматизированного электропривода, М.: Энерги , 1974, с.543. Богословский А.П. и др. Электрооборудование кранов, М.: Машиностроение, 1983, с. 138. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1036479C (en) * 1992-04-29 1997-11-19 北京市西城区新开通用试验厂 Fully electrically controlled well top driving mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1641969A1 (en) Electric drive of drilling rig
KR920701635A (en) Control system of operating parameters of the internal combustion engine for vehicles
KR910015101A (en) Manual Damper Motor Control and Method
CA1105119A (en) Automatic control system with integrator offset
US3612972A (en) Adjusting drive
EP0196543A2 (en) Current control of an inductive load
KR910012515A (en) Method and apparatus for controlling fuel flow of combustion turbine
SU1716065A2 (en) Drill electric drive
ATE157784T1 (en) CONTROL DEVICE
US3609486A (en) Method and apparatus for movement of mechanical members by an electric motor
JPS5936153B2 (en) Solenoid valve drive device for hydraulic control
SU907178A1 (en) Power shovel electric drive control system
SU1137442A1 (en) Relay-pulse control
SU1170426A1 (en) Pulse regulator
US3573591A (en) Proportional speed floating controller
US2619631A (en) Regulating apparatus
SU1131004A1 (en) Device for adjusting d.c.motor
SU1309015A1 (en) Extremal regulator of power supplied from d.c.power source
SU1138913A1 (en) Reversible rectifier electric drive
SU1304160A2 (en) Device for limiting current in d.c.reversible electric drive
SU1375490A1 (en) Apparatus for automatic stabilizing of vehicle speed
SU1234538A1 (en) Apparatus for controlling the motor of slewing gear of power shovel
SU951631A1 (en) Asynchronous device for pulse phase controlling of thyratron dc converter
SU1577050A1 (en) Dc electric drive
SU1372571A1 (en) Method of controlling current of adaptive electric drive