Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Автокомпенсатор переменного тока широко применяют в совре­менной буровой контрольно-измерительной аппаратуре (рис. 14.12). Автокомпенсатор по своей универсальности может рассматриваться в различных разделах: компенсационный способ измерения, измери­тельные приборы и схемы, регистраторы.

Совместно с датчиком его можно рассматривать как замкнутую автоматическую измерительную систему с обратными связями.

В качестве звена обратной связи в автокомпенсаторе применен бес­контактный индукционный потенциометр-компенсатор К, вырабаты­вающий компенсирующее напряжение. Потенциометр состоит из стато­ра и ротора. Индукционный потенциометр вырабатывает напряжение переменного тока, пропорциональное углу поворота ротора. Статор вклю­чает обмотку возбуждения ¥^ а ротор — измерительную обмотку ]¥л.

Ротор потенциометра механически связан с валом реверсивного двигателя РД. При угле поворота ротора а = 0 потокосцепление между обмотками Щ, и Щ, отсутствует, и выходное напряжение потенцио­метра — напряжение обратной связи 1/ж1 = 0. При повороте ротора от­носительно статора на угол а*0 индуцируется ЭДС, пропорциональ­ная углу поворота а, т. е. 1/ос1=/(а).

Работа автокомпенсатора заключается в следующем. Выходная цепь датчика Д включается встречно-последовательно с источником ком­пенсирующего напряжения — роторной обмоткой компенсатора у входа нуль-усилителя НУ. Характеристика нуль-усилителя имеет крутой пе­редний фронт, поэтому при незначительном разбалансе схемы, т. е. при появлении AU на входе усилителя выходное напряжение усилителя U достигает номинального значения напряжения питания управляющей обмотки реверсивного двигателя РД.

Реверсивный двигатель РД, кинематически связанный через ре­дуктор Ред с компенсирующим потенциометром К (угол поворота ротора потенциометра а") и отсчетным (в ряде приборов и регистри­рующим РУ) устройством ОУ (угол поворота оси ОУ а’).

В зависимости от фазы сигнала-разбаланса AU на входе нуль-уси­лителя двигатель поворачивает ротор потенциометра в ту или иную сто­рону и изменяет компенсирующее напряжение иж] в сторону умень­шения сигнала разбаланса AU.

На вход автокомпенсатора подается сигнал от датчика в виде на­пряжения переменного тока: Ua = Um sin (со/ + ф). Равновесие компенса­ционной системы наступает при юд = со1С, Uma= UmK, фд-фк = л, где сод, Umд, Фл — параметры измеряемого напряжения (частота, амплитуда, на­чальная фаза); сок, UmK, фк —параметры компенсирующего напряжения. Условие юд = сок выполняется автоматически, так как и датчик, и по­тенциометр питаются от одной и той же сети. Требование фя-фк = тг удовлетворяется соответствующим расчетом параметров датчика и ком­пенсирующего потенциометра и противофазным включением этих эле­ментов в схему. Таким образом, процесс компенсации переменного напряжения сводится к компенсации амплитуды напряжения.

В идеальном случае после окончания переходного процесса сиг­нал AU на входе нуль-усилителя станет равным нулю и стрелка от — счетного устройства ОУ установится на отметке, соответствующей на­пряжению датчика. Однако в реальных условиях полной компенсации входного сигнала в установившемся режиме не происходит. Статиче­ская погрешность складывается из погрешности, обусловленной нали­чием зоны нечувствительности, несовершенством изготовления и др.

Наряду со статической погрешностью одной из основных характе­ристик автокомпенсационных приборов является динамическая ошиб­ка, определяемая их быстродействием. Быстродействие прибора ком­пенсационного типа измеряется, как правило, временем отклонения стрелки прибора от нижнего до верхнего предела измерения. Опыт­ным путем установлено, что для контроля параметров процесса буре­ния достаточным является быстродействие в пределах 3 с. При этом колебания с частотой 15 Гц практически не пропускаются прибором.

Другой важной динамической характеристикой автокомпенсацион­ных приборов является качество переходного процесса. Для обеспе­чения устойчивости и хороших динамических качеств автокомпенса­торов предусмотрены специальные меры, наибольшее распростране­ние из которых получило введение отрицательной обратной связи по скорости вращения реверсивного двигателя. Наиболее широко приме­няемым способом введения такой обратной связи в автокомпенсаторах является использование тахогенератора ТГ, кинематически связанного с исполнительным двигателем РД и включенного своей выходной цепью в измерительную цепь автокомпенсатора таким образом, что сигнал обратной связи 1}ж2 при работе двигателя уменьшает сигнал разбаланса. При определенной глубине обратной связи, согласованной с инер­ционностью нагруженного двигателя автокомпенсатора, остановка дви­гателя происходит в положении компенсатора, при котором компен­сационное напряжение точно уравновешивает входное напряжение

(и^иж1).

Комментарии запрещены.