【正文】 驗(yàn)。 ①每周維護(hù)： *清潔所有柜體和空氣過(guò)濾器。在極限溫度下元件老化速度將加快。 豆豆圖書(shū)集 22 ④起下鉆作業(yè)時(shí)，能聽(tīng)到絞 車(chē)能耗制動(dòng)接觸器的開(kāi)斷聲。司鉆控制臺(tái)內(nèi)裝有 PLC、指配開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、給定旋鈕、儀表、指示燈和按鈕。同時(shí)對(duì)負(fù)荷變化速率進(jìn)行限制。 1． 4 電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 DDF系列電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)電控系統(tǒng)的作用是從柴油發(fā)電機(jī)組得到 — 個(gè)三相 600V和 50Hz的穩(wěn)定交流電源，并通過(guò)斷路器將發(fā)電機(jī)輸出集中到公共交流母線 — 。到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再靠電流負(fù)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(biāo)，在動(dòng)態(tài)中可能不穩(wěn)定。在 ZJ50D鉆機(jī)和 ZJ70D中采用晶閘管一電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。 為了減小溫漂，接在同相輸入端的補(bǔ)償電阻應(yīng)為 Rp=R1//R2//R3//Rf 豆豆圖書(shū)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(kāi)關(guān)操作。 1． 2． 3 差動(dòng)放大器 差動(dòng)放大器用來(lái)放大輸入信號(hào)中的差模信號(hào)，抑制共模信號(hào)。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(dāng)控制角 ? 0176。 電流從 A相流出，經(jīng) T1→負(fù)載→ T6流向 B相，負(fù)載上得到線電壓 UAB。 ω t2 時(shí)Ug2 尚未出現(xiàn)， T2 無(wú)法導(dǎo)通，故 T1也無(wú)法關(guān)斷，繼續(xù)導(dǎo)通到 ω t3 角 ，待 Ug2觸發(fā) T2后才迫使 T1關(guān)斷。過(guò)了換相點(diǎn)后，后相的二極管自然轉(zhuǎn)為導(dǎo)通，前相導(dǎo)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(dāng)晶閘管陽(yáng)極加上正向電壓后，要使管子導(dǎo)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(diǎn)是具有 PNPN 四層半導(dǎo)體材料，它的機(jī)械外形圖與符號(hào)如圖 l 一 1所示。晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通后，門(mén)極就失去對(duì)它的控制作用。如上所述，晶閘管導(dǎo)通時(shí)只有 1． 5V左右的正向管壓降，阻斷時(shí)只有很小的漏電流。三個(gè)陽(yáng)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(duì)應(yīng)的自然換流點(diǎn)為起算點(diǎn)。 1． 1． 2． 3 三相橋式全控整流 豆豆圖書(shū)集 7 三相橋式全控整流電路實(shí)質(zhì)上是由一組共陰極與一組共陽(yáng)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(dǎo)通，由 B相和 C相供電。 ? 90176。 有 — 次換流。 時(shí)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(diǎn)的電位近似為零而并不等于零。為了工作可靠起見(jiàn)，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(gè)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(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。 1． 3． 2．閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 豆豆圖書(shū)集 14 在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)反饋環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)實(shí)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(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，還表示出兩個(gè)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(dòng)鉆機(jī)交流動(dòng)力系統(tǒng)一般由 3 或 4 臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)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(guò)流、短路、過(guò)熱及應(yīng)急關(guān)斷等保護(hù)功能。 ②檢驗(yàn)工作必須由兩名電工配合進(jìn)行，在緊急情況下可相互照應(yīng)?？煽康南到y(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(diǎn)。 1． 6． 2． 1 交流／直流鉗形電流表 該表用于安全測(cè)量大電流，量程 1000A。 表 11電控系統(tǒng)縮寫(xiě)字母注釋 A Amperes 安培訓(xùn) AC Air Conditioner 空調(diào)機(jī) ALM Alarm 報(bào)警信號(hào) ABS American Bureau of shipping 美國(guó)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(guó)線規(guī) BKD blocking Diode 阻塞二極管 BLO Blower 風(fēng)機(jī) BR Brake 制動(dòng) C Capacitor 電容器 豆豆圖書(shū)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(tái) 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(hù)等級(jí)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(yùn)行操作 2． 3． 1 啟動(dòng)． ① 為安全起見(jiàn)，電動(dòng)機(jī)控 制中心的所有控制開(kāi)關(guān)都置于斷開(kāi)位置。電源電壓為 380VAC， 3相 4線 50Hz。 ③松開(kāi)新組件固定在柜壁上的 4個(gè)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(hào)，而電動(dòng)機(jī)側(cè)沒(méi)有電源信號(hào)，則判定接觸器處于斷開(kāi)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(jī)啟動(dòng)后損壞線圈。 *振動(dòng)： DDF 系列電控系統(tǒng)本身不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，然而來(lái)自發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)可能導(dǎo)致連接松動(dòng)和絕緣損壞。 ⑦在直流控制組件的測(cè)試點(diǎn)檢查 SCR電流波形。它采用一種可編程序的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算順序控制、定時(shí)、計(jì)算和算術(shù)運(yùn)算等操作指令 ，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。 1． 4． 3 直流控制裝置 (SCR) 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)直流動(dòng)力系統(tǒng)由 3或 4套 SCR(晶閘管 )整流柜和直流電動(dòng)機(jī) 組成。 DDF 系列的動(dòng)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(dāng)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(lái)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(yùn)行，在各種可能的干擾下不允許有過(guò)大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，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(duì)時(shí)間的積分，其比例常數(shù)取決于反饋電路的時(shí)間常數(shù) (τ =RC)而與放大器本身的參數(shù)無(wú)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(hào)取出一部分作為凈輸入信號(hào)，這樣可使放大器對(duì) vil 和 vi2 的放大倍數(shù)的絕對(duì)值相等，以便有效地抑制輸入信號(hào)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(kāi)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(fù)反饋條件下工作，所以放大器的有效輸入信號(hào)遠(yuǎn)小于信號(hào)源提供的信號(hào)，也遠(yuǎn)小于輸出信號(hào)。 SCR 兩端的最大電壓為√ 6Uφ。 SCR元件只在共陰極或共陽(yáng)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(dǎo)通，電流路徑為 A 相→ T1→負(fù)載→ T2→ C 相，負(fù)載上得到線電壓 UAc。另一種接法是把晶閘管的陽(yáng)極聯(lián)在一起，而三個(gè) 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(yáng)極接法。以 Dl管為例，將一個(gè)周期分成三等分，2ω t1～ω t2區(qū)間， D1導(dǎo)通， udl為 o； ω t2～ω t3區(qū)間 D2導(dǎo)通， B點(diǎn)與 K點(diǎn)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(cè)的以后的文字說(shuō)明和圖紙中經(jīng)常使用其原文的縮寫(xiě)字母“ SCR”。導(dǎo)通以后 ，晶閘管的正向壓降為。在陽(yáng)極和陰極之間只有三個(gè) 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?，即給品閘管陽(yáng)極對(duì)陰極加上正向電壓時(shí)，它還不能導(dǎo)電，元件呈正向阻斷狀態(tài)。要使晶閘管正向?qū)?，除了在?yáng)極與陰極之間加上正向電壓外，還必須同時(shí)在門(mén)極與陰極之間加上一定的正向門(mén)極電壓 Ug，有足夠的門(mén)極電流 Ig流入才行，如圖 1— 3（ a）所示。 由于正反饋?zhàn)饔茫чl管導(dǎo)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(xì)論述，請(qǐng)參閱有關(guān)專著。； ω t3～ω t4區(qū)間 D3 導(dǎo)通， Dl承受線電壓 UAc。共陽(yáng)極整流電路可以同共陰極整流電路一樣分析。從 ω t3 點(diǎn)開(kāi)始， B相電壓正值大于 A相，在脈沖 Ug3觸發(fā)下 T3導(dǎo)通。時(shí)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(fù)載時(shí)為 0～ 90176。流入放大器的輸入電流遠(yuǎn)小于流過(guò) 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(shū)集 11 可見(jiàn)差動(dòng)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(yùn)算放大器的共模擬制比為無(wú)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(gè)有百分之百電壓串聯(lián)負(fù)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(dāng)輸入端加一躍變信號(hào) Vi時(shí)，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(shí)間常數(shù) τ =（ R1+R2） C 輸入信號(hào)電壓和輸出信號(hào)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(dòng)和制動(dòng)，要求盡快加減速以提高生產(chǎn)率，同時(shí)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(dòng)態(tài)過(guò)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(shū)集 17 1． 4． 1 交流電動(dòng)機(jī)控制中心 該控制中心的主要功能是對(duì)井場(chǎng)的鉆臺(tái)、泥漿泵房、泥漿循環(huán)罐區(qū)、油罐區(qū)、壓氣機(jī)房和水 罐等區(qū)域的交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，并給井場(chǎng)提供照明電源。運(yùn)用直流接觸器進(jìn)行切換，亦稱“ 1 拖 2”驅(qū)動(dòng)方案。 1． 4． 5 電磁剎車(chē)裝置 電磁剎車(chē)裝置給絞車(chē)在下鉆作業(yè)中提供電磁制動(dòng)力矩。詳細(xì)說(shuō)明參照 SCR單元部分。