Регулируемый электропривод буровой лебедки по системе ТП-ДПТ




Функциональная схема регулируемого электропривода БЛ по системе ТП-ДПТ.Электропривод БЛ по системе ТП-ДПТ применяется в большинстве современных БУ. В качестве двигателей используются двигатели постоянного тока с независимым возбуждением. Упрощенная схема электро1ривода БЛ по системе ТП-ДПТ приведена на рисунке 2.12 [20, 24]. Входными сигналами системы регулирования являются сигнал UСК задания начальной частоты вращения двигателя (с сельсинного командоаппарата СК на пульте бурильщика), сигнал задания ЭДС (сигнал UЗЭ) и сигнал с датчика веса колонны на крюке (сигнал UДВ). Система регулирования электропривода лебедки двухзонная, с зависимым управлением током возбуждения, с обратными связями по скорости, току якоря и току возбуждения. Датчиком скорости ДС является тахогенератор ТГ. Регулирование в первой зоне производится при скорости от нуля до номинальной. Управление скоростью осуществляется регуляторами мощности РМЛ, скорости РС и тока РТ. Сигналом задания скорости UЗС является сигнал на выходе задатчика интенсивности, формируемый из сигнала UРМЛ регулятора мощности РМЛ.

 

Рисунок 2 - Упрощенная схема электропривода БЛ по системе ТП-ДПТ

 

СК – сельсинный командоаппарат РЭ – регулятор ЭДС

ФВУ – фазочувствительный выпрямитель РТВ – регулятор тока возбуждения

ДВ – датчика веса ДСВ – делитель веса

РМЛ – регулятор мощности УО – узел ограничения

ФП – функциональный преобразователь ЗИ – задатчик интенсивности

РТ – регулятор тока РТВ – регулятор тока возбуждения

В приводе БЛ уровень максимальной скорости подъема колонны должен изменяться в зависимости от веса на крюке так, чтобы мощность, развиваемая приводом, оставалась приблизительно постоянной. Это обеспечивает узел регулирования мощности. Сигнал задания частоты вращения с пульта бурильщика через фазочувствительный выпрямитель ФВУ поступает на вход регулятора мощности РМЛ, на другой вход которого поступает сигнал UДВ от датчика веса на крюке. Блок РМЛ представляет собой функциональный преобразователь ФП с узлом ограничения УО на его входе. Функциональный преобразователь формирует сигнал UРМЛ. величина которого обратно пропорционально весу на крюке FКР (сигнал UДВ). Задатчик интенсивности формирует характер изменения скорости при разгоне двигателя и темп ускорения колонны при ее подъеме. Обратные связи по скорости (сигнал UС) и току предназначены для улучшения характеристик в динамических режимах. Регулирование во второй зоне производится при скорости больше номинальной. Такие скорости возможны при малом весе на крюке при подъеме, а также при спуске колонны. Управление скоростью осуществляется регулятором РЭ (регулятор ЭДС) и регулятором тока возбуждения РТВ. Сигнал, пропорциональный ЭДС, получается как разность сигналов от датчиков напряжения ДН и тока ДТ. Сигнал UЭ сравнивается с постоянным сигналом задания UЗЭ, причем сигнал задания UЗЭ соотвествует номинальному значению ЭДС. Регулятор ЭДС РЭ представляет собой пропорциональный усилитель с ограничением выходного сигнала при достижении максимальной скорости. Пока скорость меньше номинальной (регулирование в первой зоне) сигнал UЭ, пропорциональный ЭДС меньше сигнала задания UЗЭ., сигнал на выходе блока РЭ отсутствует. При этом, вследствие наличия обратной связи по току вощбуждения (сигнал UОС.ТВ) ре­гулятор РТВ работает как стабилизатор заданного тока возбуждения. Ток возбуждения остается постоянным и равным номинальному. При этом регулирование происходит изменением напряжения якоря при постоянном токе возбуждения. После того, как напряжение якоря и скорость двигателя достигнут номинальных значений, сигнал ЭДС UЭ начинает превышать заданное значение UЗЭ, в результате чего регулятор РЭ выходит из нулевого ограничения и на выходе РЭ формируется сигнал UРЭВ. Регулирование скорости двигателя переходит во вторую зону (регулирование по ЭДС).

При регулировании во второй зоне (при малых значениях веса на крюке FКР) регулятор мощности работает в зоне ограничения и сигнал задания скорости меняется мало. При этом увеличение сигнала задания скорости UЗС на входе регулятора скорости РС почти полностью компенсируется сигналом обратной связи по скорости UС. При этом сигнал на выходе регулятора скорости РС почти не изменяется (он находится в зоне «ограничения»), и при изменении скорости во второй зоне от номинальной до максимальной напряжение якоря увеличивается лишь на несколько процентов. Таким образом, регулирование во второй зоне происходит за счет изменения тока возбуждения при постоянном напряжении якоря, равном номинальному. При скорости выше номинальной система поддерживает заданную ЭДС. Поддержание заданной ЭДС при увеличении скорости возможно пу­тем уменьшения тока возбуждения. Система автоматического управления электропри­вода лебедки обеспечивает регулирование скорости двигателя по системе ТП-ДПТ в двух зонах. В первой зоне от нуля до номинальной скорости (0 - 1000 об/мин) регулирование осуществляется изменением напряжения питания якорной цепи при номинальном потоке возбуждения. Регулирова­ние скорости во второй зоне осуществляется изменением потока (тока) возбуждения при скорости выше номинальной (1000 - 1500 об/мин). Управление главным электроприводом лебедки обеспечивает:

- работу привода в двигательном режиме при подъеме грузов;

- торможение привода при подъеме с ограничением момента дви­гателя. В этом случае исключается образование слабины каната и образо­вание петли;

- силовой спуск;

- работу электропривода в тормозном режиме при спуске грузов. Во всех тормозных режимах торможение осуществляется в рекупе­ративном режиме.

Механические характеристики двигателя в перечисленных режимах приведены на рисунке 2.14.

Рисунок 3 - Механические характеристики двигателя лебедки

При работе привода лебедки в первом квадранте механи­ческой характеристики обеспечивается подъем грузов. Двигатель лебедки МЛ ра­ботает в двигательном режиме и, соответственно, работает тиристорная группа "вперед" в выпрямительном режиме. Для остановки груза, движущегося с определенной скоростью вверх, необходимо прежде всего прекратить подвод энергии к двигателю (за­крыть тиристорную группу "вперед"). При этом скорость подъема будет уменьшаться под действием силы тяжести груза, и кинетическая энергия движущихся частей будет расходоваться на работу по дальнейшему подъ­ему груза (на выбеге), а часть энергии будет рассеиваться на трение. Время торможения и путь выбега будет тем больше, чем выше скорость подъема. После закрытия группы "вперед» ток якорной цепи уменьшается до нуля и после этого включается группа «назад». Ток в якорной цепи меняет свое направление, которое совпадает с ЭДС двигателя. Двигатель работает в генераторном (тормоз­ном) режиме (II квадрант механической характеристики). При этом кине­тическая энергия движущихся частей привода лебедки превращается в двигателе в электрическую энергию постоянного тока и далее в тиристорном преобразователе ТПЗ энергия постоянного тока преобразуется в энер­гию переменного тока и отдается в сеть. При спуске грузов включается группа «назад». Двигатель работает в двигательном режиме (III квадант). Энергия из сети через тиристор­ную группу «назад» подводится к двигателю, который превращает ее в ки­нетическую энергию движущихся частей лебедки и груза. В кинетическую энергию превращается также потенциальная энергия груза. При достижении заданной скорости спуска система управления за­крывает тиристорную группу "назад" и включает группу "вперед" в инверторном режиме. Двигатель работает в тормозном (генератор­ном) режиме. Потенциальная энергия груза через двигатель и преобразова­тель ТПЗ преобразуется в электрическую энергию и отдается в сеть (IV квадрант).



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-10-26 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: