Устройство для автоматической защиты электродвигателя вращателя буровой машины от перегрузки

Устройство для автоматической защиты электродвигателя вращателя буровой машины от перегрузки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В. С. Косырихин и A. И. Иартыно в1& .ОК3ц1ь j;

ЙЛ ТЕАТР()

ТЕКИН л Ц

Тульский ордена Трудового Красного Зна ни БИНИНОТЕНа политехнической институт (72) Авторы нзобретення (7l ) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ВРАЩАТЕЛЯ БУРОВОЙ

ИАШИНЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к средствам автоматизации буровых машин.

По основному авт.св . У 674147 из-:, вестно устройство для автоматической защиты электродвигателя вращателя буровой машины от перегрузок, ис". пользуемое преимущественно на буровых станках, работающих в карьерах.

Это устройство содержит воздухораспределитель автоматического управления с электромагнитом, пневматически связанный .посредством воздухопровода с воздухораспределителем ручного управления и с аккумулятором сжатого воздуха, присоединенным к пневмосети через обратный клапан.

Электромагнит воздухораспределителя автоматического управления электрически связан через электронный блок, содержащий три регулируемых логичес. ких пороговых узла, фильтр и усилитель с датчиком нагрузки электродвигателя буровой машины. Такое устрой-

2 ство обеспечивает защиту электродвигателя вращателя путем автоматическо ro отвода бурового органа от забоя скважины при заклинивании бурового инструмента и возрастания нагрузки на привод до величины, близкой к опрокидывающей (1 1.

Однако,как показала практика эксплуатации буровых машин, оборудованных устройством, автоматической защиты электродвигателя вращателя буровой машины от перегрузок, в процессе бурения взрывных скважин часто .возникает длительная перегрузка элек"

15 тродвигателя вращателя, повышающая номинальную величину, но значительно меньше опрокидывающей. Это приводит к перегреву обмотки статора, ус коренному старению и износу изоляции, о снижению срока службы электродвигателя, вращателя, преждевременному выходу его из строя .и уменьшению эксплуатационной производительности буровой машины. Это обстоятельство имеет су968875 щественное значение, поскольку в процессе бурения скважины на полную глубину такие длительные перегрузки электродвигателя вращателя происходят многократно. 5

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей защиты в условиях возникноЪения длитель" ных перегрузок, величины которых зна" чительно меньше опрокидывающих. to

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической защиты электродвигателя вращателя буро- . вой машины от перегрузки дополнитель" но снабжено датчиком температуры, из- 15 мерительным мостом, нуль-органом, электронным блоком и реле, обмотка которогб включена на выход электронного блока, вход которого через нульорган и измерительный мост подключен 20 к датчику температуры, а замыкающий контакт этого реле включен в времязадающую цепь второго логического порогового узла.

При длительных перегрузках элекCl тродвигателя, значительно меньше опрокидывающих, происходит постепенное повышение температуры нагрева обмотки электродвигателя и чувствительного 30 элемента-датчика температуры, встроенного в электродвигатель.

При превышении температуры нагрева обмотки и чувствительного элемента допустимого значения сигнал электронного блока возрастает до ве35 личины срабатывания дополнительного реле, которое своим замыкающим контактом вызывает срабатывание второго логического порогового узла, в

40 свою очередь включающего третий логический пороговый узел устройства.

В результате этого буровой инструмент отводится от забоя скважины., а электродвигатель отключается от сети. По45 вторное включение электродвигателя возможно после снижения температуры нагрева обмотки и чувствительного элемента до величины ниже допустимой.

Наличие дополнительного реле устраняет возможность перегрева электродвигателя при длительных перегруз ках, меньше опрокидывающих. Благодаря этому повышается надежность вращателя бурового станка, увеличиваются 55 межремонтные сроки работы электродвигателя и эксплуатационная производительность бурового станка за счет сокращения его простоев при отказах электродвигателя.

На фиг. 1 изображена принципиаль" ная схема пневматической части устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема электрической части устройства с дополнительными элементами.

Пневмоподатчик 1 через воздухорас. пределители 2 и 3 связан с магистралью, подводящей сжатый воздух от компрессора. Аккумулятор сжатого воздуха 4 через обратный клапан 5 соединен с магистралью и. в нем поддерживается рабочее давление пневмосети. . ОЭлектрическая схема устройства включает следующие основные элементы и узлы: трансформатор тока 6, выпрямитель 7, конденсатор 8 фильтра, конденсаторы 9 и 10, резисторы 11-16, транзисторы 17-20, потенциометры

21 и 22, реле 23-25, диоды 26 и 27 контакт путевого выключателя 28, реле 29 с двумя замыкающими контактами 30 и 31 и кнопку 32 с размыкающим контактом. Электрическая схема устройства, включает следующие дополнительно введенные элементы: терморезистор 33, резистор 34-41 измерительного моста, .нуль-орган 42 с обмоткой 43, конденсатор 44, транзисторы 45-47,реле 48 с замыкающим контактом 49 в цепи 22, 9 второго порогового узла.

Воздухораспределитель автоматичес-. кого управления при нормальной нагрузке электродвигателя вращателя позволяет осуществить ручное управление пневмоподатчиком 1 с помощью .воздухораспределителя 2.

При резком возрастании нагрузки электрическая часть устройства включает электромагнит воздухораспределителя 3, последний перекрывает каналы, связывающие цилиндр пневмоподатчика 1 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 подвижной системы бурового органа при освобождении элек" тродвигателя от перегрузок вводится аккумулятор сжатого воздуха.

При снижении тока электродвигателя вращателя до определенной вели чины электромагнит отключается, воздухораспределитель 3 автоматического управления возвращается в нормаль5 9688 ное положение, после чего возможно ! управление пневмоподатчиком G по,мощью воздухораспределителя 2.

Трансформатор тока 6, принятый в качестве датчика нагрузки, через выпрямител 7, фильтр 8, резистор

11 и усилитель на транзисторе 17 сое.динен с первым пороговым узлом на транзисторе 18 с перестраиваемым порогом чувствительности потенциомет- !О ром 21 и резистором 12. Реле 23 через замыкающий контакт связано с времязадающей цепью 22, 9 второго порогового узла на транзисторе 19. Реле 23 с помощью реле 24 включает и электромагнит воздухораспределителя и времязадающую цепь 13, 10 третье"

ro порогового узла на транзисторе 20.

Последний через реле 25 воздействует на отключение электродвигателя. 20

Контакт 28 путевого выключателя, контролирующего перемещение буровой каретки на длину буровой штанги, включен в цепь обмотки реле 29 с двумя замыкающими контактами 30 и 3 1, один 2$ из которых включен во времязадающую цепь второго логического порогового, узла (элементы 22 и 9 ), а другой - в цепь обмотки реле 29. Последовательно с обмоткой реле 29 включена кноп- Зо ка 32 с размыкающим контактом. При бурении скважины контакт 28 путевого выключателя разомкнут, обмотка реле 29 остается обесточенной и контакты 30 и 31 разомкнуты.

При достижении буровой кареткой крайнего нижнего положения, которое соответствует проходке скважины на длину буровой штанги, происходит срабатывание путевого выключателя и 4р замыкание его контакта 28 в цепи обмотки реле 29. Реле. 29 включается и своим первым замыкающим контактом самоблокируется, что обеспечивает питание реле независимо от положения контакта путевого выключателя

28. Вторым контактом 31 реле 29 включает второй логический пороговый узел на транзисторе 19, в результате чего срабатывает реле 24, включаю- щее электромагнит воздухораспределителя 3, третий логический пороговый узел на транзисторе 20 и реле

Вследствие этого буровой инстру-: мент автоматически отводится от забоя скважины, и электродвигатель одновременно отключается от сети. Отключение реле 29 для приведения cxe"

75 4 мы 8 нормальное состояние осуществляется кнопкой 32 деблокировки.

Терморезистор 33, принятый в качестве датчика температуры, включен в измерительный мост на резисторах

34-41. В диагональ измерительного моста включен нуль-орган 42, являющейся знакочувствительным индикатором выходного напряжения этого моста.

Нуль-орган 42 через обмотку 43 связан с конденсатором 44, транзисторами 45-47 и реле 48 с контактом 49 во времязадающей цепи 22, 9 второго . порогового узла на транзисторе 19.

Выходное напряжение разбаланса, пропорциональное температуре нагре- ва обмотки двигателя, снимается с диагонали измерительного моста и по" дается на нуль-орган 42.

При изменении температуры нагрева обмотки двигателя в допускаемых пределах измерительный мост находится в неуравновешенном состоянии.При, этом в диагонали моста появляется напряжение разбаланса и на выходе, нуль-органа 42 в обмотке 43 возникают релаксационные колебания напряжения, которые поступают на транзистор 45, в результате чего заряжается конденсатор 44. Поэтому выходной транзистор 47 и реле 48 обесточены, В случае превышения температуры нагрева обмотки двигателя допустимой величины наступает равновесие измерительного моста. Колебания напряжения на обмотки 43 нуль-органа 42 прекращается. Конденсатор разряжается. Транзистор 47 открывается и срабатывает реле 48, которое своим контактом 49 включает второй пороговый логический узел на.транзисторе 19, в результате чего срабатывает реле

24, включающее электромагнит воздухораспределителя 3, третий логический пороговый узел и реле 25. Вследствие этого буровой инструмент автоматически отводится от забоя скважины, а электродвигатель отключается от сети.

Таким образом, введение в устройство дополнительных узлов обеспечивает автоматическую защиту электродвигателя вращателя буровой машины прй возникновении длительных перегру" зок, что позволит повысить надежность электродвигателя вращателя и производительность буровой машины за счет снижения простоев машины при перегреве обмотки электродвигателя и выходе его.из строя.

968875 8 ком и реле, обмотка которого включе. на на выход электронного блока, вход

Устройство для автоматической за- которого через нуль-орган и измещиты электродвигателя вращателя бу- рительный мост подключен к датчику ровой машины от перегрузки по ос" g температуры, а замыкающий контакт реновному авт.св. If 674147,.о т л и - ле включен во времязадающую цепь вточ а ю щ е е. с я тем, что, с целью рого логического порогового узла.

ЯасшиРениЯ Функциональных возможнос- . Источники инфо а сточники информации, тей, оно дополнительно снабжено дат- принятые во в им ие и ринятые во внимание при экспертизе чиком температуры, измерительным мос 10 1 Авторское свидетел ссс том, нуль-органом, электронным бло- М 674147, кл. Н 02 Н 7/08, 1979"

8НИИПИ . Заказ 8189/80 Тираж 669 Подписное филиал Ii!!0 "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4