聯(lián)系電話：0537-4412753/4436665
聯(lián)系傳真：0537-4436829
聯(lián)系郵箱：qfzyj@163.com
聯(lián)系地址：曲阜經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)逵泉路東首
|
|
|
|
|
| 當(dāng)前位置：首頁 > 新聞中心 > 電動(dòng)機(jī)知識(shí)小課堂 > 查看新聞 |
|
電機(jī)的分類與調(diào)制分解 |
作者：admin 來源：本站 發(fā)表時(shí)間：2014/11/17 14:31:17
點(diǎn)擊：3403
|
在國內(nèi)外鉆井市場(chǎng)上，由于電驅(qū)動(dòng)具有更好的經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性、可靠性、適應(yīng)性、機(jī)動(dòng)性、互換性；特別是更能適應(yīng)現(xiàn)代越來越復(fù)雜和精確的鉆井工藝的要求，近些年特別是在國內(nèi)，電動(dòng)鉆機(jī)得到了大力發(fā)展和推廣應(yīng)用。出現(xiàn)了實(shí)力雄厚的蘭州石油機(jī)械廠，寶雞石油機(jī)械廠和四川的廣漢宏華等電動(dòng)鉆機(jī)生產(chǎn)廠家，為我國石油鉆探設(shè)備向電氣化升級(jí)換代起到了關(guān)鍵作用。 1電動(dòng)鉆機(jī)的分類電動(dòng)鉆機(jī)主要分為兩大類，一類為可控硅直流調(diào)速；一類為交流變頻調(diào)速。由于可控硅直流調(diào)速應(yīng)用的比較早，成本、技術(shù)和維護(hù)都得到了廣大客戶的認(rèn)可和眾多技術(shù)人員的技術(shù)支持；而交流變頻則是近幾年發(fā)展起來的，由于其成本高，維護(hù)難度大，現(xiàn)在一般只應(yīng)用在頂驅(qū)和采用轉(zhuǎn)盤獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械鉆機(jī)中。絕大部分可控硅直流調(diào)速的電動(dòng)鉆機(jī)都采用串勵(lì)直流電機(jī)來驅(qū)動(dòng)主要的鉆井設(shè)備，如：絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵。 2電機(jī)調(diào)速原理分析電動(dòng)鉆機(jī)的大部分優(yōu)點(diǎn)都來自于所采用的串勵(lì)直流電機(jī)和其先進(jìn)的直流調(diào)速系統(tǒng)，串勵(lì)直流電機(jī)比其他直流電機(jī)工作更可靠，供電更方便，無需勵(lì)磁電源，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，供電線路上產(chǎn)生的壓降不會(huì)影響電機(jī)工作；同時(shí)為了使電動(dòng)鉆機(jī)設(shè)備工作更有效，串勵(lì)直流電機(jī)（某無纜化驅(qū)動(dòng)電機(jī)研究）的調(diào)速系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其控制模型如所示。 Un為電機(jī)速度給定，N為速度反饋，I為電流反饋。其中內(nèi)環(huán)用電流負(fù)反饋構(gòu)成電流環(huán)，對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)予以補(bǔ)償，同時(shí)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)電樞電流和電流變化率進(jìn)行限制；其外環(huán)用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成電壓環(huán)，對(duì)被調(diào)量轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)控制，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速與手輪給定相符。 在這個(gè)控制系統(tǒng)中，反饋量I可以通過霍爾電流傳感器得到，但是轉(zhuǎn)速信號(hào)的反饋沒有采用常規(guī)的測(cè)速電機(jī)或編碼器，而是通過電機(jī)的特征方程的轉(zhuǎn)換，利用已有的其它反饋信號(hào)經(jīng)過計(jì)算得出可用的速度反饋信號(hào)，這樣就完全消除了由于增加了測(cè)速電機(jī)或編碼器而可能帶來的故障率，從而增加了電動(dòng)鉆機(jī)的可靠性。 3轉(zhuǎn)速算法推導(dǎo)串勵(lì)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：n={U-Ia（Ra Rs）}Ce5=ECe5（1）式中：Ra――電樞電阻；Rs――串勵(lì)繞組電阻；Ce――電勢(shì)常數(shù)；5――磁通量；n――電機(jī)速度；U――電機(jī)直流電壓；Ia――電樞電流（在串勵(lì)電機(jī)中等于勵(lì)磁電流If）；E――電樞反電勢(shì)又因?yàn)樵诖畡?lì)電機(jī)中，電機(jī)電壓U與電樞反電勢(shì)E近似成正比，在這里設(shè)為UE=K（K決定于電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為一常數(shù)），則n=U（K×Ce×5） 由上式可知：電機(jī)轉(zhuǎn)速可由電壓U和磁通5相除得到。電壓可以測(cè)量到，但是磁通量怎么測(cè)量呢 對(duì)于串勵(lì)直流電機(jī)，其磁通5與勵(lì)磁電流即電樞電流有如所示磁化曲線：4轉(zhuǎn)速反饋的實(shí)現(xiàn)為了能夠?qū)㈦娏鬓D(zhuǎn)換成磁通，特設(shè)計(jì)出具有如所示功能的函數(shù)發(fā)生器，可以看出其電流磁通的關(guān)系曲線基本與電機(jī)的真實(shí)磁化曲線一致，并且在實(shí)際應(yīng)用中也如理論設(shè)計(jì)一致。 函數(shù)發(fā)生器的具體電路如所示：運(yùn)放Z702以及電阻和二極管網(wǎng)絡(luò)組成函數(shù)發(fā)生器，18端輸入的電樞電流經(jīng)過該函數(shù)發(fā)生器，模擬從電流到磁通的變換，成為磁通5.發(fā)生器共有四條反饋支路：①當(dāng)電流信號(hào)很小時(shí)，只有R725起負(fù)反饋?zhàn)饔�，其余三條支路由于D703、D704和D705截止，沒有反饋?zhàn)饔�，在這種條件下，5――Ia關(guān)系如磁化曲線的oa段；②當(dāng)電流輸入信號(hào)增大一些后，由于D703陰極電位最低，所以D703首先導(dǎo)通，反饋比原來加強(qiáng)，5與Ia的比值相對(duì)減小，相當(dāng)于曲線的ab段；③當(dāng)電流信號(hào)繼續(xù)增大，D704導(dǎo)通，負(fù)反饋更加強(qiáng)，相當(dāng)于曲線的bc段；④當(dāng)電流信號(hào)再增大時(shí)，全部二極管導(dǎo)通，負(fù)反饋?zhàn)顝?qiáng)，相當(dāng)于曲線的cd段。由圖可以看出曲線oabcd與電機(jī)磁化曲線非常相近，因此可將Z702的輸出看作與電流成對(duì)應(yīng)關(guān)系的磁通量，再將該磁通量經(jīng)R715、R713和C706穩(wěn)定及濾波后，送到除法器Z703的6端作為除數(shù)；電壓信號(hào)通過16端和17端輸入，經(jīng)過R705～R708和C703組成的濾波網(wǎng)絡(luò)，去掉交流成分，再經(jīng)由運(yùn)放Z701構(gòu)成的差動(dòng)放大器處理后，從15端輸?shù)匠ㄆ鱖703的3端作為被除數(shù)。除法器的商從Z703的1和4端輸出，作為串勵(lì)直流電機(jī)的速度反饋信號(hào)，由19端輸至速度調(diào)節(jié)器中參與速度的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)控制。 5結(jié)論這種調(diào)速系統(tǒng)在電動(dòng)鉆機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際中，調(diào)速穩(wěn)定可靠，完全能滿足鉆井中各種鉆井工藝的要求，為快速、高效的石油勘探開發(fā)提供了強(qiáng)有力的設(shè)備保障。 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
