3. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

(α=10÷40, 2 и 3- характеристики жёсткие ) .

4. Двигатель постоянного тока со смешанным возбуждением.

5. Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением

( 4 и 5 α ≤ 10 характеристики мягкие)

18. Двигатели постоянного тока. Регулирование частоты вращения электродвигателей постоянного тока.

Двигатели основного привода буровой установки выбирают в зависимости от ожидаемых источников питания, величины требуемой мощности и ограничений по массе и габаритам. При выборе двигателей учитывают механические характеристики буровых насосов, ротора и лебедки, обусловленные технологией бурения и спускоподъемных операций.

В числе преимуществ электродвигателей при использовании их в приводе буровых установок следует отметить экономичность и надежность, способность реверсирования и преодоления кратковременных перегрузок, бесшумность работы и сохранение чистоты окружающей среды и рабочих мест.

Тип электродвигателя выбирают с учетом его механических характеристик. Различают естественную и искусственную механические характеристики электродвигателя. Первая соответствует номинальным условиям его питания, нормальной схеме соединений и отсутствию каких-либо добавочных сопротивлений в цепях двигателя. Искусственные характеристики получаются при изменении напряжения на зажимах двигателя, включении добавочных сопротивлений в цепи двигателя и соединении этих цепей по специальным схемам.

Естественная механическая характеристика электродвигателей.

1 .Синхронный двигатель абсолютно жёсткий.

(α = ∞ , Δn=0.)

2. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

3. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

(α=10÷40, 2 и 3- характеристики жёсткие ) .

4. Двигатель постоянного тока со смешанным возбуждением.

5. Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением

( 4 и 5 α ≤ 10 характеристики мягкие)

Регулирование двигателей постоянного тока.

а)Регулирование двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

б)Регулирование двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

ω = ω=

В)Регулирование двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением.

ω =

г)Регулирование двигателя постоянного тока от электромагнитных преобразователей переменного тока, поступающих от сети или от автономных дизель-электрических станций.

19. Силовые передачи трансмиссий буровых установок. Конструктивная схема и основные параметры шинно-пневматических муфт.

Силовые передачи представляют собой устройства, предназначенные для передачи мощности от двигателей лебедке, насосам, ротору и другим потребителям энергии буровой установки.

В приводе буровых установок используются механические, гидравлические, электрические и пневматические передачи, различающиеся по способу преобразования передаваемого вращающего момента. Как правило, гидравлические и электрические передачи используются в сочетании с механическими, образуя гидромеханические и электрические передачи.

Механические передачи наиболее просты и надежны в эксплуатации, отличаются ступенчатым изменением частоты вращения и сравнительно высоким к. п. д., не зависящим от передаточных чисел. В приводе буровых установок используются следующие виды механических передач: понизительные зубчатые редукторы, суммирующие и раздаточные цепные редукторы, клиноременные и карданные передачи, цепные и зубчатые коробки перемены передачи, шинно-пневматические муфты и другие устройства, выбираемые в зависимости от используемых двигателей, назначения и компоновки привода.

Ш инно-пневматическая муфта состоит из концентрично расположенных обода 1 и шкива 5, между которыми помещается резинокордный баллон З с фрикционными накладками. Сжатый воздух через ниппель 2 поступает в баллон и прижимает накладки 4 к поверхности шкива. В рассматриваемой конструкции баллон крепится к стальному ободу и под давлением воздуха обжимает шкив.

Момент сцепления обжимной шинно-пневматической муфты

где Р- радиальное усилие, создаваемое давлением воздуха в баллоне; Р - центробежная сила, отжимающая фрикционные накладки; D- наружный диаметр шкива муфты (диаметр поверхности трения); - коэффициент трения.

Радиальное усилие, создаваемое давлением воздуха в баллоне муфты:

где - давление в баллоне; - давление, необходимое для выбора зазора между накладками и шкивом муфты; F- площадь поверхности кольцевой полости баллона, передающей давление на шкив.

Центробежная сила, отжимающая фрикционные накладки:

где m- масса фрикционных накладок и других частей баллона, отжимаемых центробежными силами; v- окружная скорость центра тяжести отжимаемой части; R- расстояние от оси вращения до центра тяжести отжимаемой части баллона ( R=D/2); n- частота вращения муфты, об/мин.

Подставляя значения P и P в формулу (16.1), получаем

Из полученной формулы следует, что момент сцепления шинно-пневматической муфты достигает наибольшего значения в тормозном режиме (n=0):

С увеличением частоты вращения момент сцепления обжимных шинно-пневматических муфт снижается и достигает нуля при условии

Частоту вращения, при которой момент сцепления муфты равен нулю, называют предельной частотой вращения муфты:

В лияние частоты вращения на величину момента сцепления муфты учитывается коэффициентом момента:

где — момент сцепления муфты при частоте вращения п.

Влияние частоты вращения муфты на величину передаваемой мощности учитывается коэффициентом мощности: ,

где — мощность, передаваемая муфтой при частоте вращения n; — максимальная мощность, передаваемая муфтой при номинальной частоте вращения.