【正文】 驗。 ①每周維護： *清潔所有柜體和空氣過濾器。在極限溫度下元件老化速度將加快。 豆豆圖書集 22 ④起下鉆作業(yè)時，能聽到絞 車能耗制動接觸器的開斷聲。司鉆控制臺內(nèi)裝有 PLC、指配開關(guān)、選擇開關(guān)、給定旋鈕、儀表、指示燈和按鈕。同時對負荷變化速率進行限制。 1． 4 電氣控制系統(tǒng)簡介 DDF系列電驅(qū)動鉆機電控系統(tǒng)的作用是從柴油發(fā)電機組得到 — 個三相 600V和 50Hz的穩(wěn)定交流電源，并通過斷路器將發(fā)電機輸出集中到公共交流母線 — 。到達穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負反饋，不再靠電流負反饋發(fā)揮主要作用。 1． 3． 3 PI 調(diào)節(jié)器 前面所述系統(tǒng)是采用比例放大器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，它只能滿足穩(wěn)態(tài)精度的指標，在動態(tài)中可能不穩(wěn)定。在 ZJ50D鉆機和 ZJ70D中采用晶閘管一電動機調(diào)速系統(tǒng)。 為了減小溫漂，接在同相輸入端的補償電阻應(yīng)為 Rp=R1//R2//R3//Rf 豆豆圖書集 12 1． 2． 6 比較器 圖 l一 16為比較器電路，比較器通常用于開關(guān)操作。 1． 2． 3 差動放大器 差動放大器用來放大輸入信號中的差模信號，抑制共模信號。這樣連接使得從反相輸入端和從同相輸入端向外部看去的等效直流電阻相等。 。稱這種方式為雙窄脈沖觸發(fā)。 當控制角 ? 0176。 電流從 A相流出，經(jīng) T1→負載→ T6流向 B相，負載上得到線電壓 UAB。 ω t2 時Ug2 尚未出現(xiàn)， T2 無法導通，故 T1也無法關(guān)斷，繼續(xù)導通到 ω t3 角 ，待 Ug2觸發(fā) T2后才迫使 T1關(guān)斷。過了換相點后，后相的二極管自然轉(zhuǎn)為導通，前相導通的二極管自 然轉(zhuǎn)為截止。元件的散熱條件：和冷卻方式必須符合廠家規(guī)定，否則管子容易燒壞。當晶閘管陽極加上正向電壓后，要使管子導通，關(guān)鍵是使承受反向電壓的 PN結(jié) J2失去阻擋作用。晶閘管的結(jié)構(gòu)特點是具有 PNPN 四層半導體材料，它的機械外形圖與符號如圖 l 一 1所示。晶閘管一旦觸發(fā)導通后，門極就失去對它的控制作用。如上所述，晶閘管導通時只有 1． 5V左右的正向管壓降，阻斷時只有很小的漏電流。三個陽極分別接到三相電源上。 三相半波可控整流的控制角是以對應(yīng)的自然換流點為起算點。 1． 1． 2． 3 三相橋式全控整流 豆豆圖書集 7 三相橋式全控整流電路實質(zhì)上是由一組共陰極與一組共陽極三相半波可控整流電路相串聯(lián)并去掉中線而組成的，如圖 1—7所示。在 ω t3～ ω t4區(qū)間， T2和 T3導通，由 B相和 C相供電。 ? 90176。 有 — 次換流。 時波形斷續(xù)?！疤摰亍迸c真正的“地”的根本區(qū)別在于“虛地”點的電位近似為零而并不等于零。為了工作可靠起見，通常在輸出端和反相輸入端之間接入反饋電阻 Rf，而在同相端接入 — 個減小溫漂的電阻 Rp，且使 Rp=Rf，如圖 l 一 14 所示。 由克希荷夫電流定律可得 C [dVi(t)／dt]=V0／ R 所以圖 1— 20 本微分器 V0(t)=RC [dVi(t)／ dt] (1— 13)． 即輸出電壓為輸入電壓對時間的導數(shù)。 1． 3． 2．閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 豆豆圖書集 14 在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度的調(diào)節(jié)是通過反饋環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)系統(tǒng)來實現(xiàn)的。故 PI 調(diào)節(jié)器在調(diào)速系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。在圖中標出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，還表示出兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅的。 1． 4． 2 交流控制裝置 電驅(qū)動鉆機交流動力系統(tǒng)一般由 3 或 4 臺柴油發(fā)電機組構(gòu)成。 直流控制柜中主要安裝有下列設(shè)備： 1． 4． 3． 1 斷路器 (CB) 該斷路器主要通斷 SCR柜與主母線，并具有過流、短路、過熱及應(yīng)急關(guān)斷等保護功能。 ②檢驗工作必須由兩名電工配合進行，在緊急情況下可相互照應(yīng)。可靠的系統(tǒng)能有效防止突然性故障或性能突然變差。最后將表面擦干。 有些故障可根據(jù)鉆井作業(yè)中所發(fā)現(xiàn)的故障現(xiàn)象迅速找到故障點。 1． 6． 2． 1 交流／直流鉗形電流表 該表用于安全測量大電流，量程 1000A。 表 11電控系統(tǒng)縮寫字母注釋 A Amperes 安培訓 AC Air Conditioner 空調(diào)機 ALM Alarm 報警信號 ABS American Bureau of shipping 美國船泊局 AAC Amps Alternating Current 安培（交流） ADC Amps Direct Current 安培（直流） AWG American Wire Gauge 美國線規(guī) BKD blocking Diode 阻塞二極管 BLO Blower 風機 BR Brake 制動 C Capacitor 電容器 豆豆圖書集 25 CB Circuit Breaker 斷路器 CM Control Module 控制組件 CP Cement Pump 水泥泵 COM Common 公共的 CPC Cemmon Pump Console 水泥泵控制臺 CPT Control Power Transforme 控制電源變壓器 CT Current transformer 電流互感器 C/O Chain Oiler 鏈條注油器 176。柜子的防護等級為 IP40，柜子能承受 65kA的短路電流。 ④將抽屜手柄旋轉(zhuǎn)到接通位置，使單元斷路器閉合。 在熱元件冷卻之前，繼電器不能復(fù)位。 2． 3 MCC的運行操作 2． 3． 1 啟動． ① 為安全起見，電動機控 制中心的所有控制開關(guān)都置于斷開位置。電源電壓為 380VAC， 3相 4線 50Hz。 ③松開新組件固定在柜壁上的 4個緊固螺栓。先查接觸器兩側(cè)，如果 SCR整流橋側(cè)有電源信號，而電動機側(cè)沒有電源信號，則判定接觸器處于斷開狀態(tài)。 *清潔速度傳感器插頭，不要將傳感器太靠近飛輪，以免柴油機啟動后損壞線圈。 *振動： DDF 系列電控系統(tǒng)本身不會產(chǎn)生振動，然而來自發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)機械的振動可能導致連接松動和絕緣損壞。 ⑦在直流控制組件的測試點檢查 SCR電流波形。它采用一種可編程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算順序控制、定時、計算和算術(shù)運算等操作指令 ，通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出來控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。 1． 4． 3 直流控制裝置 (SCR) 電驅(qū)動鉆機直流動力系統(tǒng)由 3或 4套 SCR(晶閘管 )整流柜和直流電動機 組成。 DDF 系列的動力和控制流向如圖 l一 33所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出 去控制觸發(fā)裝置。那么，既要穩(wěn)態(tài)精度高，又要瞬態(tài)響應(yīng)快，只要把兩種控制規(guī)律結(jié)合起來就行了。 1． 3． 1． 2 穩(wěn)速 以 — 定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運行，在各種可能的干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動，以滿足鉆井工藝要求。 由克希荷夫電流定律可得 Vi(t)/R=C(dv0(t)/dt) 由此得出 V0(t)=1/RC[∫ Vi(t)dt] (18) 上式表明積分器的輸出電壓正 比于輸入電壓對時間的積分，其比例常數(shù)取決于反饋電路的時間常數(shù) (τ =RC)而與放大器本身的參數(shù)無關(guān)。接于同相輸入端的電阻 Rpl 和 Rp2 組成分壓器，將同相輸入端的信號取出一部分作為凈輸入信號，這樣可使放大器對 vil 和 vi2 的放大倍數(shù)的絕對值相等，以便有效地抑制輸入信號的共模分量。由圖 1一 10和克希荷夫定律可知 由 于放大器的開環(huán)放大倍數(shù) Ao和環(huán)輸入電阻數(shù)值極大，放大器又是在很深的并聯(lián)負反饋條件下工作，所以放大器的有效輸入信號遠小于信號源提供的信號，也遠小于輸出信號。 SCR 兩端的最大電壓為√ 6Uφ。 SCR元件只在共陰極或共陽極組的本組內(nèi)換流，每隔 120176。 及 90176。在 ω t2～ ω t3 區(qū)間， T1 和 T2導通，電流路徑為 A 相→ T1→負載→ T2→ C 相，負載上得到線電壓 UAc。另一種接法是把晶閘管的陽極聯(lián)在一起，而三個 陰極分別接三相交流電源，如圖 1— 6(a)所示，這種接法稱為共陽極接法。以 Dl管為例，將一個周期分成三等分，2ω t1～ω t2區(qū)間， D1導通， udl為 o； ω t2～ω t3區(qū)間 D2導通， B點與 K點電位同電位，所以 D1承受的電壓為線電壓 UAB， UAB超前 A相電壓 UA30186。 晶閘管的原文是“ Silicon Controlled Rectifier” (硅可控整流 )，在本手冊的以后的文字說明和圖紙中經(jīng)常使用其原文的縮寫字母“ SCR”。導通以后 ，晶閘管的正向壓降為。在陽極和陰極之間只有三個 PN結(jié) J J2和 J3，這種結(jié)構(gòu)使晶閘管具有可控的正向?qū)щ娞匦裕唇o品閘管陽極對陰極加上正向電壓時，它還不能導電，元件呈正向阻斷狀態(tài)。要使晶閘管正向?qū)?，除了在陽極與陰極之間加上正向電壓外，還必須同時在門極與陰極之間加上一定的正向門極電壓 Ug，有足夠的門極電流 Ig流入才行，如圖 1— 3（ a）所示。 由于正反饋作用，晶閘管導通以后，即使 Ig＜ 0，也不能使其關(guān)斷。關(guān)于晶閘管 SCR的詳細論述，請參閱有關(guān)專著。； ω t3～ω t4區(qū)間 D3 導通， Dl承受線電壓 UAc。共陽極整流電路可以同共陰極整流電路一樣分析。從 ω t3 點開始， B相電壓正值大于 A相，在脈沖 Ug3觸發(fā)下 T3導通。時的波形。 換流一次。 ④三相橋式全控整流電路必須用雙脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)，脈沖的移相范圍在大電感負載時為 0～ 90176。流入放大器的輸入電流遠小于流過 Rf2 的電流，即 V_Vi， V_Vo， v_vvi。 由圖 l一 12得 (VilV_)／ Rfl=(V0 –V_)／ Rf2 (Vi2 一 V+)／ Rpl=V+／ Rp2 V_=V+ 聯(lián)立解以上三式可得 V0=Rf2{Vi2/Rp1(1/Rp1+1/Rp2)Vi1/Rf1(1/Rf1+1/Rf2)}(1/Rf1+1/Rf2) 若電路平衡 , 即 Rf1=Rp1=R1, Rf2=Rp2=R2, 則 V0=R2/R1(Vi2Vi1) (15) 豆豆圖書集 11 可見差動放大器也可作為模擬減法器 . 差模放大倍數(shù)為 Ad=V0/(Vi2Vi1)=R2/R1 (16) 若運算放大器的共模擬制比為無限大 ,則其共模輸出為零 . 1． 2． 4 電壓跟隨器 圖 l— 13為電壓跟隨器電路，這是一個有百分之百電壓串聯(lián)負反饋的電路，因此它的輸入阻抗極高，輸出阻抗極低，電壓放大倍數(shù)小于 l而接近于 l。 圖 1— 18（ a）為滯 后積 分器 電路，當輸入端加一躍變信號 Vi時，輸出電壓的躍 變 值 為Vj=Vi(t)R1[R2/(R1+R2)Ri] (1— 9) 輸出電壓的最終值為 vf=ViR1/Ri (1— 10) 時間常數(shù) τ =（ R1+R2） C 輸入信號電壓和輸出信號電壓的波形圖如圖 1一 18(b)所示。 1． 3． 1． 3 加、減速 在起下鉆作業(yè)中，頻繁啟動和制動，要求盡快加減速以提高生產(chǎn)率，同時也要求盡量平穩(wěn)。 圖 l一 22給出了 PI調(diào)節(jié)器輸出和輸入的動態(tài)過程。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)器在里面，叫做內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器在外邊，叫做外環(huán)。 豆豆圖書集 17 1． 4． 1 交流電動機控制中心 該控制中心的主要功能是對井場的鉆臺、泥漿泵房、泥漿循環(huán)罐區(qū)、油罐區(qū)、壓氣機房和水 罐等區(qū)域的交流電動機進行控制，并給井場提供照明電源。運用直流接觸器進行切換，亦稱“ 1 拖 2”驅(qū)動方案。 1． 4． 5 電磁剎車裝置 電磁剎車裝置給絞車在下鉆作業(yè)中提供電磁制動力矩。詳細說明參照 SCR單元部分。