УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТ^!^ •'''-^^-"'"^^'-^-^"''^j ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ВРАЩАТЕЛЯ BYPOBOfil „ JirlrHltl^ ^ ^iit:L J МАШИНЫ ОТ ПЕРЕГРУЗОК Советский патент 1972 года по МПК E21B44/00 

Известны устройства для автоматической защиты электродвигателя вращателя буровой машины от перегрузок, содержащие пневмоподатчик, связанный посредством пневмопровода с воздухораспределителем ручного унравления.

Однако в известных устройствах предусмотренная электрической схемой защита не обеснечивает своевременного снятия перегрузок с электродвигателя вращателя. Это приводит к перегреву и преждевременному выходу электродвигателя из строя.

Целью предлагаемого изобретения является предохранение электродвигателя от опрокидывающих перегрузок при заклинивании бурового органа машины, повышение производительности работы, интегральная оценка величины перегрузки, а также циклических перегрузок электродвигателя буровой машины.

Достигается это тем, что в устройство введен дополнительный воздухораспределитель автоматического управления с электромагнитом, пневматически связанный посредством воздухопровода с воздухораснределителе.м ручного управления и с аккумулятором сжатого воздуха, присоединенным к пневмосети через обратный клапан, а электромагнит воздухораспределителя автоматического управления электрически связан через электронный блок, содержащий три регулируемых логических пороговых узла, фильтр и усилитель, с датчиком нагрузки электродвигателя буровой машины.

На фиг. 1 изобрал ена принципиальная схема пневматической части устройства; на фиг. 2 - принциниальная схема электрической части.

Пневмодатчик / через воздухораспределители 2 п 3 связан с магистралью, подводящей сжатый воздух от компрессора. Аккумулятор сжатого воздзха 4 через обратный клапан 5 соединен с магистралью и в нем ноддерживается рабочее давление пневмосети.

Воздухораспределитель 3 автоматического управления при нормальной нагрузке электродвигателя вращателя позволяет осуществлять ручное управление пневмоподатчиком / с по.мощью воздухораснределителя 2.

Прн резком возрастании нагрузки электрическая часть устройства включает электромагнит воздухораспределителя 3, последний перекрывает каналы, связывающие цилиндр пневмоподатчика / с воздухораспределителем 2 ручного управления, подключает аккумулятор сжатого воздуха 4 к нижней полости цилиндра и открывает верхнюю полость, сообщая ее с атмосферой. Для обеспечения высокой скорости подъема подвпжной системы бурового органа нри освобол дении электродвигателя от перегрузок вводится аккумулятор сжатого возД ха.

При сплжспии тока электродвигателя вращагеля до определенной ве.тичипы электромагнит отключается, воздухорасиределитель о аБЮматнческого управления возвращается в нормальное положение, ноеле чего возможно унравлеиие ииевмоиодатчнком с иомощыо 1зо;;духораспределителя 2.

Элекгрическая схема устройства включает п себя следуюш,ие основные элементы и узлы: трансформатор тока 6, выпрямитель 7, конденсатор ф;лыра 8, конденсаторы 9, 10, резисторь 11, 12, 13, 14, 15, 16, транзисторы J7, 18, 19, 20, иотснцнометры 21, 22, реле 23, 24, 25, диоды 26, 27.

Трансформатор тока 6, нрннятый в качестве датчика нагрузки, через выпрямитель 7, конденсатор с|)ильтра 5, 11 и усилитель на транзисторе 17 соединен с нервым пороговым узлом 18 на транзисторе с иерестраиваемым порогом чувствительности потенциометром 21, 12. Реле 23 через замыкающий коитакт связано с времязадающей ценыо 22, 9 второго порогового узла 18 на транзисторе. Реле 23 с помощью реле 24 включает электромагнит воздухорасирсделителя и времязадающую цепь 13, 10 третьего порогового узла на транзисторе 20. Последний через реле 25 воздействует иа отключение электродвигателя. Цепи 14, 26, 15, 27 служат соответственио для разряда конденсаторов 9, 10.

С целью устранения ложного срабатывання устройства нри появлеини нерегрузки в моме)гг сравнения порогом чувствительности, ианряжепне, снимаемое с трансформатора 6, преобразуется в постоянное посредством выпрямителя 7 и фильтра 8, 11.

Выходное напряжение, снимаемое с фильтра 11, подается на базу усилителя на транзисторе 17, посредством которого воздействует на пороговый узел 18 наличия нагрузки.

Смещение, образующее порог срабатывания узла 18, нодается из цепи питания через потенциометр 21 в цепь эмиттера. Ток делителя выбирается больще, чем максимальный ток работающего устройства.

При нормальной нагрузке электродвигателя транзисторы 18, 19, 20 закрыты смещением, подаваемым в цеиь эмиттера, катушки реле 23, 24, 25 обесточены, времязадающие цепи отключены.

Появление сверхтоков в главной цени может быть при пуске электродвигателя или при заклинивании буровой коронки.

Ток при пуске двигателя вызывает срабатывание порогового узла 17 и реле 23. Замыкающий контакт реле 23 включит времязадающую цепь 22, 9, напряжение на конденсаторе 9 будет возрастать. Но порог срабатывания реле 24 выбирается ббльщим, чем напряжение заряда конденсатора к моменту спада пускового тока. Поэтому пороговый узел 19 и реле 24 не срабатывает, а при спиженпн тока двигателя схема возвращается в исходное состояние. Таким образом, схема исключает ложное срабатывание запхиты при нуске двигателя.

Коидеисатор 9 разряжается по цепи 23, 14, 26. Время разряда этой цепи устанавливается с номопхью иеремеппого сопротивления 14.

При заклинивании буровой воронки и возрастании тока электродвигателя до величины 0,7-0,8 опрокидывающего значения также включается времязадающая цепь 22, 9. Если перегрузка возрастает и сохраняется, то увеличивающееся напряжение на конденсаторе 9

вызовет через транзистор 19 срабатывание реле 24, которое замыкающим контактом подает сигнал на включение электромагнита воздухораспределителя автоматического управления, иереключающего нневмоподатчик на отвод бурового инструмента от забоя скважины. Одновременно другой замыкающий контакт реле 24 включит времязадающую цепь 13, 10. Папряжение на эту цень ностуиает непосредственно с выхода усилителя на транзисторе 17. Следовательно, время заряда этой цепи зависит как от величины сопротивления 13, так и от величины выходно нанряжения, снимаемого с усилителя.

Пели носле сигнала на электромагнит исполпптельного органа перегрузка двигателя сохраняется, то парастающее напряжение па конденсаторе 10 нревысит норог срабатывания, откроется транзистор 20, и реле 25 сработает и воздействует на отключение электродвНателя вращателя от сети.

При циклических перегрузках низкочастотная составляющая тока электродвигателя вызовет срабатывание реле 23 и включение врсмязадающего узла. Периодическое замыканне

контактов реле 23 обусловит повышенне напряжения на емкости 9 за счет определенного времени разряда по цепп 23, 14, 26. По достиженин напряжением на конденсаторе 9 порога срабатывания произойдет включение реле 24,

своим контактом через реле 25 воздействуюП-1 1м на обесточивание катущки магнитного пускателя.

Таким образом, система автоматической защиты предотвращает перегрев электродвигателя нри определенном числе часто повторяющихся перегрузок.

Предмет изобретения

. Устройство для автоматической защиты электродвигателя вращателя буровой мащины от перегрузок, содержащее нневмонодатчпк, связанный посредством нневмоировода с воздухораспределителем ручного управле} ия, отличающееся тем, что, с целью предохранения электродвигателя от опрокидывающих нерегрузок нри заклиниванни бурового органа мащины, новыщения производительности в устройство введен дополнительный воздухораснределитель автоматического уиравления с электромагнитом, пнев.матически связанный посредством воздухопровода с воздухораспределителем ручпого унравлен1:я п с аккумулятором сжатого воздуха, нрпсоедипеппым к

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью интегральной оценки величины перегрузки, а также циклических перегрузок электродвигателя буровой машины, электромагнит воздухораспределителя автоматического управления электрически связан через электронный блок, содержащий три регулируемых логических пороговых узла, фильтр и усилитель, с датчиком нагрузки электродвигателя буровой машины.

Риг Z