Устройство управления электромагнитным ферропорошковым тормозом Советский патент 1980 года по МПК F16D63/00 

Изобретение относится к технике управления электромагнитными ферропорошковыми тормозами и может быть использовано в системах элект ропривода спуско-подъемных агрегатов буровых установок, обеспечивакяцих режимы спуска инструмента и поддержания нагрузки на долото при бурении. Известны устройства управления возбуждением электромагнитных муфт и тормозов, в которых регулирование тока осуществляется вручную, п воротом рукоятки автотрансформатора, подключенного к обмотке возбуж ния через выпрямитель, а источнико напряжения служит сеть освещения Недостатком таких устройств явл ется невозможность автоматического регулирования заданных параметров и низкая точность. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для управления возбуждением электромагнитной порошковой муфты, содержащее диоднотиристорный регулятор тока возбуждения, охваченный обратными связями по скорости спуска и по нагрузке на долото, а также контур размагничивания обмотки возбуждения 2. Недостатками указанного устройства являются сложность схемы управления и, следовательно, невысокая надежность и отсутствие низкочастотной пульсирующей составлякяцей тока возбуждения, уменьшающей явление гистерезиса, что приводит к снижению точности поддержания нагруз-ки на долото. Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его надежности. Указанная цель достигается тем, что диодно-тиристорный регулятор выполнен в виде двухфазного однополупериодного выпрямителя, к выходу которого последовательно с обмоткой возбуждения тормоза подключен регулирующий тиристор,управляющий переход которого зашунтирован вспомогательны тиристором, цепь управления которого подключена к узлу задания нагрузки на долото, а его управляющий переход шунтирован дру-им вспомогательным тиристором, цепь управления которого соединена с узлом задания скорости спуска, а параллельно обмотке возбуждения подключена цепочка из последовательно соединенных тиристора и резистора.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики напряжения и обмотке возбуждения.

В рассматриваемом устройстве регулирующий тиристор 1 подключен последовательно с обмоткой 2 возбуждения к выходу выпрямителя 3,4. Управляющий переход регулирующего тиристора 1 зашунтирован вспомогательным тиристором 5, подключенным к узлу 6 задания нагрузки на долото Другой вспомогательный тиристор 7, к управляющему электроду которого подключается узел 8 задания скорости спуска, шунтирует управляющий переход вспомогательного тиристора 5.

Узел 8 задания скорости спуска содержит несколько стгчбнлитронов 9, включенных последовательно, и тахогенератор 10, установленный на валу тормоза.

Контур размагнич1-шания состоит из двух диодов 11 и 12, подключенных через контакты командоаппарата

13к двум фазам сети последовательно с регулируе 4ыми сопротивлениями

14и 15 и включенного в цепь размагничивания контакта командоаппарата 13.

Устройство работает следующим образом.

Тиристор 1 открывается анодным напряжением, и -ток нагрузки увеличивается до тех пор, пока напряжение на резисторе 16, пропорциональное току в цепи обратного тиристора 17; не превысит значения,при котором открывается вспомогательный тиристор 5. Открываясь, вспомогательный тиристор 5 шунтирует управляющий переход регулировочного тиристора 1 . Вследствие этого в следующий положительный период напряжения регулировочный тиристор 1 не откроется и будет закрыт до тех пор, пока экспоненциально спадающий ток в цепи обратного тиристора 17 снизится до величины,при которой напряжение, снимаемое с регулировочного резистор 16,не станет меньше напряжения,необхдимого для отпирания вспомогательного тиристора 5. Изменяя величину резистора 16, можно регулировать время включения и выключения тиристора 1, а, следовательно, и средний ток нагрузки. При закорачивании резистора 16 обеспечивается максимальный ток возбуждения (форсировка),та как питание обмотки -возбуждения осуществляется максимальным напряжение

В режиме спуска инструмента ток возбуждения задается переключателем 18, который шунтирует соответствуюцее каждой уставке скорости количество стабилизаторов 9, включенных тюследовательно с обмоткой якоря тахогенератора 10.

При превышении заданной скорости спуска пробивается -соответствующий , стабилитрон 9 и открывается вспомогательный тиристор 7, так как на его управлякщий электрод подается напряжение тахогенератора 10. Резистор 16 оказывается зашунтированным, и на обмотку возбуждения подается максимальное {форсировочное) напряжение.

Размагничивание обмотки 2 возбуждения осуществляется током обратной полярности, выпрямленным s диодам 11,12. Ток размагничивания подается в обмотку при замыкании цепи размагничивания контактами командоаппарата 13 и при разомкнутой цепи управляющего электрода 0 обратного тиристора 17.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается высокая надежность вследствие простоты схемы управления и повышается точность j. -поддержания нагрузки на долото.

Формула изобретения

Устройство для управления электромагнитным ферропорошковым тормозом спуско-подъемного агрегата буровой установки,содержащее диодно-тиристорный регулятор тока возбуждения, охваченный обратными связями по

скорости спуска и по нагрузке на долото, а контур размагничивания обмотки возбуждения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышение его надежности, диодно-тиристорный регулятор выполнен в виде двухфазного однополупериодного выпрямителя, к выходу которого последовательно с обмоткой возбуждения тормоза подключен регулирующий тиристор, управляющий переход которого зашунтирован вспомогательным тирист.ром, цепь управления которого подключена к узлу задания нагрузки на долото, а его управляющий переход шунтирован другим вспомогательным тиристором, цепь управления которого соединена с узлом задания скорости спуска, а параллельно указанной обмотке возбуждения подключена цепочка из последовательно соединенных тиристора и резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зарубежные буровые установки с автономным электрическим приводом. М., ВНИИОЭНГ, 1968, с. 61.

2. Электропривод новых буровых установок с применением,тиристорных преобразователей - Машины и оборудование нефтегазовой промьпиленности, с. 120-121, рис. 39. (прототип).