Автоматизированная система электропитания магнитострикционного вибробура

Автоматизированная система электропитания магнитострикционного вибробура

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

° вт» не Ее фаг=4фи

Ф{41вЮф

ОПИСАНИЕ (ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 17.1077 (21} 2531б5б/22-03 (51) М, Кл.2 с присоединением заявки Но

Е 21 В 5/00

F, 21 В 19/08

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (23} Приоритет (53) УДК 621. З11..6 (088.8) Опубликовано 15 1179. Бюллетень М 4 2

Дата опубликования описания 151179 (72) Авторы

Ю. M. Быков, И. Н, Гринберг, Л. Д. Дьяков, И, В. Елиманов, изОб(эетения А е. загорский, Г. А ° крикунчик, A В ° неруш и В.и. Радин (71) Заявитель (5 4 ) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИ Я

МАГНИТОСТРИКЦИОННОГО ВИБРАТОРА

Изобретение относится к автоматизированным системам электропитания, а именно к системам питания магнитострикционных преобразователей для разрушения горных пород.

Известны системы автоматического регулирования питания магнитострикционного бура буровой установки, состоящие из источника питания, блоков измерения параметров вибратора, блока поиска резонансной частоты, блока поиска и поддержания оптимального давления, блока поиска и поддер жания оптимального соотношения постоянного и переменного токов (1) и 15 (2).

Эти системы обладают низким быстродействием, так как содержат инерционные звенья и системы автоматического поиска резонансной частоты, оптималь- 2{) ного давления и соотношения переменной и постоянной составляющих тока обмотки вибраторов.

Известны также автоматизированные системы электропитания магнитострик- 25 ционных вибраторов, практически безинерционные по каналу поддержания резонансного режима (3). Эти си -.т емы co(TosIT из иг точника питания, включающего в <-.ебя импульсный 3{1 источник напряжения блока управления источником, блока автоматического поддержания резонансного режима. Импульсный источник может быть реализован, например, B виде тиристорного преобразователя частоты.

Подобные системы в процессе работы вибратора поддерживают постоянный уровень поступающей в вибратор энергии. Однако в процессе бурения параметры породы значительно изменяются от периода к периоду колебаний, изменяется и энергия разрушения породы. Возможны случаи, когда энергия, отдаваемая вибратором породе, оказывается значительно меньше, чем поступающая от источника к вибратору. Таким образом возникает излишек энергии, который возбуждает колебания вибратора до амплитуды, превышающей допустимые значения, что приводит к увеличении внутренних потерь или даже к выходу вибратора из строя.

Цель изобретения — обеспечение оптимальной энергопередачи в каждый период колебаний.

Поставленная пель достигается тем, что система снабжена подключенным к обмотке вибратора датчи697678 ка уровня энергии на каждом периоде колебаний вибратора и введенным в блок управления источником питания импульсов напряжения, ко входу которого подключен выход датчика уровня энергии на каждом периоде колебаний вибратора.

На фиг. 1 предстанлена блок-схема системы на фиг. 2 — нременные диаграммы напряжения и, поступающего на вибратор, тока обмотки нибратора 1, амплитуды колебаний торца (рабочей части) вибратора hl а на фиг. 3 — характеристика датчика уровня энергии в виде занисимости длительности выходного импульса А от амплитуды генераторной ЭДС е .

Система включает в себя датчик 1 уровня энергии на каждом периоде колебаний, задатчик 2 длительности импульсов напряжения блок 3 управления импульсным источником 4 питания вибратор 5 блок 6 автоматического поддержания резонансного режима.

B процессе работы нибратора на каждом периоде колебаний от источника 4 питания на обмотке вибратора 5 формируются импульсы напряжения, способствующие нарастанию тока (Т„ ) или спаданию с),, а также существует пауза н токе Тз, н течение которой вибратор оказывается отключенным от источника. Так как вибратор оТНо сится к классу электромеханических преобразователей, то н период паузы тока он, в силу колебательного процесса, изменяет магнитное состояние и на его обмотке имеет место генераторная ЭДС, е . Бремя передачи энергии от вибратора к породе соотнетствует периоду 7,Р (фиг. 2) . Амплитуда генераторной ЭДС е Г прямо пропорциональна кинематической энергии вибратора E к . Таким образом в период паузы по амплитуде генераторной ЭДС можно судить об оставшейся кинематической энергии вибратора после отдачи части энергии в породу, т. е. по амплитуде е,. можно судить об энергии, которую может воспринять вибратор на следующем периоде колебаний. Энергия поступаюзщая к вибратору прямо пропорциональна длительности импульсаT„.

Система работает следующим обра- . зом.

Амплитудное значение е фиксируется в конце периода колебаний и н зависимости от его величины изменяется длительность импульсами на+дГследующего периода колебаний (фиг. 3). В каждом периоде кодебаний установившегося режима будет справедливо

) " к к где К„,К вЂ” коэффициенты пропорцио5 нальности, В случае, если порода уменьшила энергию разрушения, то в конце периода колебаний появится избыток энергии, характеризующийся некоторым +Ье, который вызывает изменение длительности импульса Г1, на величину — ЬТ в следующем периоде колебаний. Таким образом, к концу следующего периода колебаний уровень е г восстано15 вится. В случае, если порода увеличила энергию разрушения, то длительность импульса н следующий период колебаний увеличится, что приведет к восстановлению уровня е „

Иными слонами, система питания ра20 ботает таким образом, что к концу каждого периода колебаний кинематическая энергия магнитострикционного преобразонателя остается постоянной. Величина Е = Крег является

25 максимально доКустимогй при „и тельной работе вибратора.

Использование системы позволяет обеспечить оптимальную энерго-передачу в каждый период колебаний, что

З0 повышает надежность системы.

Формула изобретения

Автоматизированная система элекЗ5 тропитания магнитострикционного нибратора, включающая импульсный источник питания с блоком управления и блок автоматического поддержания резонансного режима, о т л и ч а ю40 щ а я с я тем, что, с целью обеспечения оптимальной энергопередачи в каждый период колебаний, она снабжена подключенным к обмотке вибратора датчиком уровня энергии на каждом

45 периоде колебаний нибратора и введенным в блок управления импульсного источника питания задатчиком длительности импульсов напряжения, ко входу которого подключен выход датчика уровня энергии на каждом периоде колебаний вибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 421280, кл. Е 21 В 19/08, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 483904, кл. Е 21 В 19/08, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 1887423/27-04, кл ° E 21 В 19/08, 1973 (прототип) 697678

Фиг. 2

Составитель P. Гладун

Редакто Л. Веселовская Тех ед Э, Ч жик ко екто Г. Решетник

Заказ 6553/11 Тираж 657

UHHHtlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб.

Подписное

4 5

Филиал ППП Патент ™, г. Ужгород, ул. Проекная, 4