海洋用液压转盘马达转速同步控制系统研究

时琦昊，乔长奎，魏孔财，陈宁生，宋志龙

(1.兰州兰石石油装备工程股份有限公司，兰州 730314；2.川庆钻探长庆钻井总公司，西安 710021；3.中国石油和石油化工设备工业协会，北京 100825)

目前，海洋用液压转盘主要在活动钻具、辅助MWD随钻测井中使用，或者为液压动力卡瓦在上卸扣时提供反转矩[1]，具有低速大转矩及传动紧凑、安装尺寸小等特点。液压转盘的旋转主要是由布置在液压转盘4个角的4个液压马达驱动。

在活动钻具或者MWD随钻测井作业中，转盘复杂的外负载环境，导致液压马达转速波动，造成转速不同步，影响转盘控制精度，降低马达使用寿命。因此，应使液压转盘中的4个液压马达输出的转速同步。

根据液压控制原理，转盘中4个液压马达实现同步控制，主要是控制4个液压马达具有相同的进入流量。随着控制技术的不断发展，电液比例控制已经成为工程中主流的控制技术，在提高系统动态性及控制精度等方面效果明显[3-5]。因此，液压采用电液比例控制的方法，运用同等控制方式及控制算法[6-7]控制入4个液压马达的流量，提高马达转速同步的性能，使液压转盘能更好地适应现场工况的需求。

1 转盘同步控制系统设计

转盘同步控制原理如图1所示。为方便研究，将系统部件简化为液压泵站、比例阀、液压马达、转速传感器等。系统工作原理为：液压泵站为液压系统提供动力及限制最高工作压力；系统有4个液压马达，每个液压马达都有1个比例阀进行单独控制和对应的转速传感器采集其转速信息，采集到的转速信号传送到控制器中，由控制器对其进行计算，计算后的信号被送入比例放大器中，信号经比例放大后，进入比例阀中，形成1个闭环的马达转速同步控制系统。……