16.5. Перспективы развития электропривода и

электрооборудования

Для обеспечения оптимальных режимов бурения в породах с различными физико-химическими свойствами необходимо ре­гулирование частоты вращения бурового става в широких пре­делах.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, кото­рые применяются на ряде буровых станков для привода меха­низма вращения бурового става, не обеспечивают оптималь­ных режимов бурения.

Применяющаяся на станках БСШ и 2СБШ-200 для привода вращателя система Г—Д позволяет осуществить автоматиче­ское регулирование частоты вращения бурового инструмента в зависимости от крепости буримых пород и обеспечить опти­мальные режимы бурения.

Однако большие размеры, высокая стоимость и значительные эксплуатационные расходы делают нерациональным применение этой системы для буровых станков. Более совершенной является пред­ложенная для станков удар­но-вращательного бурения система электропривода си­ловой магнитный усили­тель—двигатель (СМУ—Д). Привод вращателя бу­рового става станков СБШ-250МН и СБШ-320 выполнен по системе тири-сторный преобразователь — двигатель (ТП—Д) с элек­тромагнитной системой ре­гулирования. Такая си­стема электропривода яв­ляется наиболее перспек­тивной.

В систему привода вра­щателя входят: электродвигатель, тахогенератор, задатчик ча­стоты вращения, выпрямительное устройство, тиристорный пре­образователь.

Для привода вращателя использован крановый двигатель постоянного тока. Тахогенератор представляет собой генератор постоянного тока, напряжение на выходе которого меняется в зависимости от частоты вращения его якоря. Задатчик час­тоты вращения предназначен для ручного регулирования час­тоты вращения бурового става путем изменения тока управления тиристорного преобразователя. Выпрямительное устрой­ство предназначено для питания напряжением 110В обмоток возбуждения двигателя и тахогенератора, а также цепей уп­равления на постоянном токе.

Тиристорный преобразователь, структурная схема которого приведена на рис. 16.3, предназначен для питания напряже­нием постоянного тока якорной обмотки двигателя. На вход преобразователя подается трехфазное напряжение 380 В переменного тока, на выходе имеем выпрямленное напряжение, ре­гулируемое по величине от нуля до 400 В.

Настройка преобразователя на требуемое значение выпрям­ленного напряжения производится машинистом подачей соот­ветствующего сигнала F₃ от задатчика частоты вращения на блок ) магнитного усилителя. Сюда же подается сигнал F_TГ с тахогенератора ТГ, осуществляющего обратную связь по час­тоте вращения привода. В блоке / эти сигналы суммируются.

Блок магнитного усилителя представляет собой комплект­ное устройство, состоящее из трансформатора, магнитного уси­лителя, диодов и регулировочных сопротивлений.

Напряжение с выхода магнитного усилителя поступает на блоки системы управления 2, которые предназначены для фор­мирования управляющих импульсов и подачи их на первичные обмотки импульсных трансформаторов. Все три блока имеют одинаковое устройство и взаимозаменяемы. Блоки импульсных трансформаторов служат для подачи отпирающих импульсов на управляющие электроды тиристоров силового модуля. Каж­дый тиристор имеет свой источник импульсов.

На блоках 2 в свою очередь производится суммирование сигнала с выхода блока 1 с сигналом смещения F_CM и отсечки по току F_T, поступающими непосредственно на блоки системы управления. Результирующий сигнал управления Fуф форми­рует в блоках 2 отпирающие импульсы и подает их на управ­ляющие электроды тиристоров силового модуля 3, который предназначен для преобразования трехфазного переменного на­пряжения 380 В в постоянное, регулируемое по величине. Вы­ход силового модуля подключен на якорную обмотку двига­теля вращателя Д.

Узел датчика тока 4, 5 я блок отсечки по току 6 осуществ­ляют обратную связь по току якорной цепи двигателя Д. Узел 4, 5 предназначен для получения напряжения пропорциональ­ного току якоря двигателя вращателя. Он состоит из трехфаз­ного проходного магнитного усилителя, выпрямительного моста и сопротивлений нагрузки. Через сердечник магнитного усили­теля проходит токоведущая шина, идущая с силового модуля на якорь двигателя. В зависимости от величины тока, прохо­дящего по ней, меняется подмагничивание сердечника, а сле­довательно, и напряжение на выходе рабочих обмоток усили­теля, питающих выпрямительный мост. С выпрямительного моста напряжение, пропорциональное току якоря, подается на блок токовой отсечки. Питание рабочих обмоток магнитного усилителя осуществляется напряжением 220 В.

Блок токовой отсечки 6 предназначен для защиты двига­теля и тиристоров от перегрузки. В блок входят: трехфазный выпрямительный мост, сопротивления, стабилитроны, триод и конденсатор.

Если при работе привода якорный ток двигателя не превы­шает допустимого значения, напряжение, снимаемое с узла датчика тока 4, 5, не в состоянии открыть стабилитроны и тран­зистор. При повышении тока якоря сверх допустимого сигнал с датчика тока достигает величины, достаточной для отпира­ния стабилитронов и транзистора. Напряжение на выходе пре­образователя падает и привод останавливается.

Трансформатор тока 7 служит для измерения тока на сто­роне переменного напряжения.

Напряжение на силовой модуль 3 подается через анодные дроссели 8, магнитный пускатель 9 и автомат 10. Анодные дроссели служат для ограничения величины и скорости нарас­тания тока в силовой цепи преобразователя при коротких за­мыканиях. Кроме того, они служат для разделения параллельно работающих тиристорных устройств, питающихся от одного трансформатора. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения установлен дроссель 11.

В качестве других перспективных систем электропривода вращателя могут быть: асинхронный двигатель с дросселем на­сыщения и система частотного регулирования.

Г л а в а 17

ЭЛЕКТРОПРИВОД И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗНОГО ТРАНСПОРТА