СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Российский патент 2004 года по МПК H02P7/42 H02H7/08 

Изобретение относится к управлению асинхронными двигателями и может быть использовано для добычи нефти и воды с помощью погружных и прочих насосов.

Известна станция управления погружными насосами, содержащая блок питания со стрелочным измерительным прибором (миллиамперметром), блок органов управления и индикации, схему измерения частоты вращения двигателя, фильтр прямой последовательности с контактным миллиамперметром, два измерительных трансформатора тока с амперметром, устройство контроля изоляции системы "кабель - погружной электродвигатель" с показывающим устройством. Выходы указанных блоков и узлов, а также контактного манометра и термоманометрической системы, находящихся вне станции и не входящих в ее состав, соединены с блоком управления, выход которого соединен с входом коммутационного аппарата. Блок управления формирует управляющий сигнал для коммутационного аппарата, включающего или выключающего погружной электродвигатель, в зависимости от результатов обработки и анализа входных сигналов [1].

Станция не обеспечивает защиту погружного электродвигателя по дисбалансам токов и напряжений в связи с недостаточным количеством входных сигналов, дающих информацию о величинах напряжений и токов всех трех фаз (одно линейное напряжение и токи двух фаз). Отсутствует запоминание хронологии включений и отключений станции.

Наиболее близким техническим решением является станция управления погружными электродвигателями, содержащая последовательно включенные в трехфазную цепь питания вводной выключатель и контактор, трансформаторы тока, каждый из которых подключен к соответствующей фазе цепи питания между вводным выключателем и контактором, выход каждого трансформатора тока зашунтирован соответствующим резистивным шунтом, а сами выводы выходов трансформаторов тока подключены к соответствующим клеммам разъема, предназначенного для подключения контроллера; три трансформатора питания, первичные обмотки которых через первый автоматический выключатель подключены к одной из фаз цепи питания между вводным выключателем и контактором, выводы вторичной обмотки одного из трансформаторов питания подключены к входу первого выпрямителя напряжения, выводы вторичных обмоток другого трансформатора питания подключены к соответствующим клеммам разъема, предназначенным для питания контроллера, выводы вторичной обмотки третьего трансформатора питания подключены к входу второго выпрямителя напряжения, выходы второго выпрямителя напряжения подключены к соответствующим клеммам разъема, причем один из выводов выхода второго выпрямителя напряжения соединен с общей шиной, а второй через первый резистор подключен к реле, которое предназначено для включения и отключения контактора по сигналу контроллера; блок, предназначенный для получения сигнала, пропорционального сопротивлению изоляции, выполненный в виде цепочки, состоящей из последовательно включенных трех стабилитронов и резистора, свободный вывод которого соединен с нулевой фазой трехфазной цепи питания, первый вывод первого стабилитрона подключен к общей шине и через второй резистор к плюсовому выходу первого выпрямителя напряжения, подключенного к соответствующей клемме разъема, а между выходами первого выпрямителя напряжения включен третий стабилитрон цепочки; блок, предназначенный для формирования сигнала с частотой, соответствующей частоте вращения электродвигателя, включающий первый резистор, вывод которого подключен к одной фазе цепи питания, и второй резистор, первый вывод которого подключен к другой фазе цепи питания, вторые выводы резисторов соединены через конденсатор, второй вывод первого резистора подключен через третий резистор к соответствующей клемме разъема, которая через четвертый стабилитрон соединена с вторым выводом второго резистора, который соединен с общей шиной; измерительный трехфазный трансформатор для выделения напряжений, пропорциональных фазным значениям силового напряжения питания, первичные обмотки которого через второй автоматический выключатель подключены к соответствующим фазам цепи питания между вводным выключателем и контактором, выводы вторичных обмоток измерительного трансформатора подключены к соответствующим клеммам разъема [2].

Недостатком известного устройства является недостаточная надежность, что выражается в выполнении измерительного трансформатора фазных напряжений в виде трехфазного, первичные обмотки которого объединены в треугольник и через автоматический выключатель подключены к соответствующим фазам цепи питания, что не исключает возможность включения контактора и выход из строя измерительного трансформатора при обрыве одной из фаз питающего напряжения, к которой не подключены трансформаторы питания, так как при этом на вторичной обмотке, соответствующей оборванной фазе, все равно будет наводиться напряжение, а также в наличии трех трансформаторов питания, подключенных первичными обмотками к питающей фазе через разные коммутирующие контакты одного автоматического выключателя, при этом рабочие нагрузки на них могут отличаться в несколько раз. Также отсутствует защита электродвигателя от перегрева обмоток.

Технической задачей изобретения является повышение надежности станции управления и расширение ее функциональных возможностей.

Сущность изобретения заключается в том, что в станции управления асинхронным двигателем, содержащей последовательно включенные в трехфазную цепь питания вводной выключатель и контактор, первый и второй автоматические выключатели, подключенные к цепи питания между вводным выключателем и контактором, причем первый автоматический выключатель подключен к трем фазам цепи питания, а второй - к одной из фаз цепи питания, контроллер, трансформаторы тока, каждый из которых подключен к соответствующей фазе цепи питания между вводным выключателем и контактором, выход каждого трансформатора тока зашунтирован соответствующим резистивным шунтом, а сами выходы трансформаторов тока подключены к соответствующим входам контроллера; источник переменного напряжения, первый выпрямитель напряжения, второй выпрямитель напряжения, выходы которого подключены к соответствующим входам контроллера, причем минусовой выход второго выпрямителя напряжения соединен с общей шиной, плюсовой подключен через первый резистор к реле, входом управления подключенное к контроллеру, а выходом - к первому выводу катушки контактора, соединенной вторым выводом с выходом второго автоматического выключателя; блок измерения сопротивления изоляции, выполненный в виде цепочки, состоящей из последовательно включенных трех стабилитронов и резистора, первый вывод первого стабилитрона подключен к общей шине и через второй резистор к плюсовому выходу первого выпрямителя напряжения, подключенного к соответствующему входу контроллера, а третий стабилитрон цепочки подключен между плюсовым выходом и через третий резистор - минусовым выходом первого выпрямителя напряжения; блок измерения частоты вращения электродвигателя, включающий первый резистор, вывод которого подключен к одной фазе цепи питания, и второй резистор, первый вывод которого подключен к другой фазе цепи питания, между вторыми выводами резисторов подключен конденсатор, причем второй вывод первого резистора подключен через третий резистор к соответствующему входу контроллера, который через четвертый стабилитрон соединен с вторым выводом второго резистора, соединенным с общей шиной; устройство измерения фазных напряжений, устройство измерения фазных напряжений выполнено в виде трех однофазных трансформаторов, первые выводы первичных обмоток которых подключены к выходам первого автоматического выключателя, а вторые выводы - к "нейтрали" цепи питания, первые выводы вторичных обмоток однофазных трансформаторов подключены к соответствующим входам контроллера, а вторые - к обшей шине, источник переменного напряжения выполнен в виде трансформатора, первый вывод первичной обмотки которого подключен к выходу второго автоматического выключателя, а второй - к общей шине питания, выводы первой вторичной обмотки трансформатора подключены к входу первого выпрямителя напряжения, выводы второй вторичной обмотки трансформатора подключены к входу второго выпрямителя напряжения, выводы третьей, четвертой, пятой и шестой вторичных обмоток трансформатора подключены к соответствующим входам контроллера, кроме того, контроллер содержит блок питания, по входу подключенный к третьей, четвертой и пятой вторичным обмоткам трансформатора, панель управления и устройство индикации. Кроме того, к выходу контактора может быть подключен повышающий трансформатор напряжения, к вторичным обмоткам которого кабелем присоединены обмотки двигателя, вывод "нейтрали" вторичных обмоток трансформатора соединен с входом устройства контроля сопротивления изоляции системы "вторичные обмотки трансформатора - кабель - обмотки двигателя", а к входу контроллера могут быть подключены также датчик уровня и термоманометрическая система.

Выполнение устройства измерения фазных напряжений в виде трех однофазных трансформаторов позволяет исключить возможность включения контактора и выход из строя измерительного трансформатора при обрыве одной из фаз питающего напряжения. Выполнение источника переменного напряжения в виде одного трансформатора позволяет исключить несрабатывание автоматического выключателя при недопустимом превышении тока потребления по одной из нагрузок, так как токи потребления могут различаться в несколько раз. Расширение функциональных возможностей достигается за счет введения датчика уровня, измеряющего уровень жидкости в скважине; термоманометрической системы, позволяющей измерять температуру обмоток двигателя, давление и температуру среды, окружающей электродвигатель, и повышающего трансформатора, позволяющего использовать высоковольтные приводы.

На чертеже изображена схема электрическая принципиальная станции управления асинхронным двигателем.

Станция управления асинхронным двигателем содержит последовательно включенные в трехфазную цепь питания вводной выключатель 1 и контактор 2, первый 3 и второй 4 автоматические выключатели, подключенные к цепи питания между вводным выключателем 1 и контактором 2, причем первый автоматический выключатель подключен к трем фазам цепи питания, а второй - к одной из фаз цепи питания, контроллер 5, трансформаторы тока 6-8, каждый из которых подключен к соответствующей фазе цепи питания между вводным выключателем 1 и контактором 2, выход каждого трансформатора тока 6-8 зашунтирован соответствующим резистивным шунтом 9-11, а сами выходы трансформаторов тока подключены к соответствующим входам контроллера 5; источник переменного напряжения 12, первый выпрямитель напряжения 13, второй выпрямитель напряжения 14, выходы которого подключены к соответствующим входам контроллера, причем минусовой выход второго выпрямителя напряжения 14 соединен с общей шиной, плюсовой подключен через первый резистор 15 к реле 16, входом управления подключенное к контроллеру 5, а выходом - к первому выводу катушки контактора 17, соединенной вторым выводом с первым выходом второго автоматического выключателя 4; блок измерения сопротивления изоляции 18, выполненный в виде цепочки, состоящей из последовательно включенных трех стабилитронов 19-21 и резистора 22, первый вывод первого стабилитрона 19 подключен к общей шине и через второй резистор 23 к плюсовому выходу первого выпрямителя напряжения 13, подключенного к соответствующему входу контроллера, а третий стабилитрон 21 цепочки подключен между плюсовым выходом и, через третий резистор 24, минусовым выходом первого выпрямителя напряжения 13; блок измерения частоты вращения электродвигателя 25, включающий первый резистор 26, вывод которого подключен к одной фазе цепи питания, и второй резистор 27, первый вывод которого подключен к другой фазе цепи питания на выходе контактора 2, между вторыми выводами резисторов 26 и 27 подключен конденсатор 28, причем второй вывод первого резистора 26 подключен через третий резистор 29 к соответствующему входу контроллера 5, который через четвертый стабилитрон 30 соединен с вторым выводом второго резистора 27, соединенным с общей шиной; устройство измерения фазных напряжений 31, выполненное в виде трех однофазных трансформаторов 32-34, первые выводы первичных обмоток которых подключены к выходам первого автоматического выключателя 3, а вторые выводы - к "нейтрали" цепи питания, первые выводы вторичных обмоток однофазных трансформаторов 32-34 подключены к соответствующим входам контроллера 5, а вторые к обшей шине, источник переменного напряжения 12 выполнен в виде трансформатора 35, первый вывод первичной обмотки которого подключен к второму выходу второго автоматического выключателя 4, а второй - к общей шине питания, выводы первой вторичной обмотки трансформатора 35 подключены к входу первого выпрямителя напряжения 13, выводы второй вторичной обмотки трансформатора 35 подключены к входу второго выпрямителя напряжения 14, выводы третьей, четвертой, пятой и шестой вторичных обмоток трансформатора 35 подключены к соответствующим входам контроллера 5. Кроме того, контроллер 5 содержит блок питания 36, по входу подключенный к третьей, четвертой и пятой вторичным обмоткам трансформатора 35, панель управления 37 и устройство индикации 38. К выходу контактора 2 может быть подключен повышающий трансформатор напряжения 39, к его вторичным обмоткам присоединены кабелем обмотки двигателя, вывод "нейтрали" вторичных обмоток трансформатора 39 соединен с входом устройства контроля сопротивления изоляции системы "вторичные обмотки трансформатора - кабель - обмотки двигателя" 18, к входу контроллера 5 подключены датчик уровня 40 и термоманометрическая система 41. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения к выходам первого 13 и второго 14 выпрямителей напряжения подключены конденсаторы 42 и 43, зашунтированные резисторами 44 и 45 соответственно, а для защиты реле 16 от перенапряжения и высокочастотных пульсаций питающего напряжения оно через параллельную цепь из варистора 46 и последовательно соединенных резистора 47, конденсатора 48 подключено выходом к общей шине. На панели станции управления расположены переключатель режимов работы 49, кнопка 50 и три светодиода 51, 52, 53.

Работа станции управления асинхронным двигателем в общем случае осуществляется следующим образом.

На станцию управления подается питающее напряжение 380 В. Аналоговые сигналы с выходов блока измерения частоты вращения электродвигателя 25, устройства измерения фазных напряжений 31, трех измерительных трансформаторов тока 6-8, блока измерения сопротивления изоляции 18, а также сигналы с выходов датчика уровня 40 и термоманометрической системы 41 поступают на входы контроллера 5 для обработки и анализа с целью выдачи сигнала для включения контактора 2 (см. чертеж). В контроллере 5 измеренные величины из аналогового вида преобразуются в цифровой код и сравниваются с уставками, которые заносятся в процессор обработки данных контроллера 5 в процессе настройки. Переключатель на три положения 49 предназначен для выбора режимов работы: "Отключение", "Ручной" и "Автоматический". Кнопка 50 "Пуск" предназначена для пуска электродвигателя. Светодиод 51 "Стоп" красного цвета индицирует остановку электродвигателя без включения автоматического повторного включения (АПВ). Светодиод 52 "Ожидание" желтого цвета индицирует остановку электродвигателя с АПВ. Светодиод мигает, если контроллер отсчитывает время перед АПВ, то есть станция управления находится в режиме ожидания пуска. Светодиод светится постоянно, если есть какой-либо сигнал, запрещающий включение. Светодиод 53 "Работа" зеленого цвета индицирует включенное состояние электродвигателя (контактора). Светодиод мигает, если контроллер отсчитывает время задержки отключения при выходе какого-либо из параметров в зону срабатывания защиты, то есть станция управления находится в режиме ожидания остановки электродвигателя. Светодиод светится постоянно, если все режимы электродвигателя находятся в пределах уставок. Устройство индикации 38 контроллера 5 обеспечивает отображение следующей информации:
1) состояние станции управления с указанием причины, времени работы с момента последнего пуска или времени, оставшемся до пуска в минутах и секундах;
2) текущее значение питающих напряжений трех фаз в вольтах;
3) текущее значение токов трех фаз электродвигателя в амперах;
4) текущее значение дисбаланса напряжений и токов в %;
5) текущее значение сопротивления изоляции в кОм;
6) текущее значение коэффициента мощности (cos ϕ);
7) текущее значение загрузки двигателя в % от номинального активного тока;
8) текущее значение частоты вращения двигателя в Гц;
9) текущее значение давления на приеме насоса в введенных единицах (при подключении термоманометрической системы);
10) текущее значение температуры двигателя в введенных единицах (при подключении термоманометрической системы);
11) дата и время;
12) общая наработка насосной установки;
13) количество пусков насосной установки;
14) порядок чередования фаз напряжения питающей сети (АВС или СВА);
15) значение всех установленных параметров и текущих режимов работы.

Все текущие параметры, уставки, сообщения и аварийные сигналы объединены под общим названием "функции". Каждая функция имеет свой индивидуальный двузначный номер.

Контроллер 5 осуществляет 103 функции: с 00 по А2.

Перечень функций, осуществляемых контроллером 5 и их назначение:
Функция 00. Предназначена для индикации текущего состояния электродвигателя с указанием причины остановки, режима, времени, оставшемся до пуска или времени, прошедшего после пуска.

Функция 01. Предназначена для индикации текущего действующего значения питающего напряжения АВ (в вольтах).

Функция 02. Предназначена для индикации текущего действующего значения питающего напряжения ВС (в вольтах).

Функция 03. Предназначена для индикации текущего действующего значения питающего напряжения СА (в вольтах).

Функция 04. Предназначена для индикации текущего дисбаланса напряжений (в %).

Функция 05. Предназначена для индикации текущего действующего значения тока (в амперах) в фазе А электродвигателя.

Функция 06. Предназначена для индикации текущего действующего значения тока (в амперах) в фазе В электродвигателя.

Функция 07. Предназначена для индикации текущего действующего значения тока (в амперах) в фазе С электродвигателя.

Функция 08. Предназначена для индикации текущего дисбаланса токов (в %).

Функция 09. Предназначена для индикации текущего значения сопротивления изоляции системы "вторичная обмотка повышающего трансформатора - погружной кабель - электродвигатель" (в кОм).

Функция 10. Предназначена для индикации текущего значения коэффициента мощности (cosϕ).

Функция 11. Предназначена для индикации текущего значения фактической загрузки электродвигателя (в % от номинального активного тока).

Функция 12. Предназначена для индикации значения давления на приеме насоса (в введенных единицах).

Функция 13. Предназначена для индикации температуры электродвигателя (в введенных единицах).

Примечание: функции 12 и 13 устанавливаются при подключении термоманометрической системы.

Функция 14. Предназначена для индикации текущих значений времени и даты.

Функция 15. Предназначена для индикации общей наработки (в часах) насосной установки.

Функция 16. Предназначена для индикации количества совершенных пусков электродвигателя.

Функция 17. Предназначена для ввода пароля при сбросе защиты или изменении устанавливаемых параметров.

Функция 18. Предназначена для индикации текущего значения частоты вращения электродвигателя (в герцах).

Функция 19. Предназначена для индикации порядка чередования фаз напряжения питающей сети.

Функция 20. Предназначена для перехода в режим хронологии событий.

Функция 21. Предназначена для задания номинального напряжения сети (в вольтах).

Функция 22. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты от высокого напряжения.

Функция 23. Предназначена для включения или отключения защиты от высокого напряжения.

Функция 24. Предназначена для задания максимально допустимого значения питающего напряжения (в % от номинального напряжения), при превышении которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 25. Предназначена для задания времени задержки отключения электродвигателя (в секундах) при недопустимо высоком напряжении.

Функция 26. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты от низкого напряжения.

Функция 27. Предназначена для включения или отключения защиты от низкого напряжения.

Функция 28. Предназначена для задания минимально допустимого значения питающего напряжения (в % от номинального напряжения), ниже которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 29. Предназначена для задания времени задержки отключения электродвигателя (в секундах) при недопустимо низком напряжении.

Функция 30. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты от дисбаланса напряжений.

Функция 31. Предназначена для включения или отключения защиты от дисбаланса напряжений.

Функция 32. Предназначена для задания максимально допустимого дисбаланса напряжений (в %), при превышении которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 33. Предназначена для задания времени задержки отключения электродвигателя (в секундах) при недопустимо большом дисбалансе напряжений.

Функция 34. Предназначена для задания времени задержки включения электродвигателя после подачи напряжения питания или его восстановлении в соответствии с заданными у ставками.

Функция 35. Предназначена для задания напряжения отпайки повышающего трансформатора.

Функция 36. Предназначена для задания номинального тока (в амперах) подключаемого электродвигателя.

Функция 37. Предназначена для задания номинального коэффициента мощности подключаемого электродвигателя.

Функция 38. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты от перегрузки.

Функция 39. Предназначена для включения или отключения защиты от перегрузки.

Функция 40. Предназначена для задания тока электродвигателя (в % от номинального), начиная с которого вступает в действие защита от перегрузки.

Функция 41. Предназначена для задания времени отключения электродвигателя (в секундах) при установленном значении тока перегрузки.

Функция 42. Предназначена для задания времени задержки АПВ (в минутах) после отключения электродвигателя по перегрузке.

Функция 43. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты от недогрузки.

Функция 44. Предназначена для включения или отключения защиты от недогрузки.

Функция 45. Предназначена для задания фактической загрузки электродвигателя (в % от номинального активного тока), ниже которого вступает в действие защита от недогрузки.

Функция 46. Предназначена для задания времени задержки отключения электродвигателя (в секундах) при недопустимо низкой фактической загрузке (недогрузке).

Функция 47. Предназначена для задания времени задержки АПВ (в минутах) после отключения электродвигателя по недогрузке.

Функция 48. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты от дисбаланса токов.

Функция 49. Предназначена для включения или отключения защиты от дисбаланса токов.

Функция 50. Предназначена для задания максимально допустимого дисбаланса токов (в %), при превышении которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 51. Предназначена для задания времени задержки отключения электродвигателя (в секундах) при недопустимо большом дисбалансе токов.

Функция 52. Предназначена для задания времени задержки АПВ (в минутах) после отключения электродвигателя по дисбалансу токов.

Функция 53. Предназначена для задания отсчета полной шкалы (в введенных единицах) для сигнала давления на приеме насоса. Например, если используется датчик давления с диапазоном измерения 0-1000 атмосфер, то нужно ввести значение параметра 1000.

Функция 54. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты по сигналу давления на приеме насоса.

Функция 55. Предназначена для включения или отключения защиты по сигналу давления на приеме насоса.

Функция 56. Предназначена для задания максимально допустимого значения сигнала давления на приеме насоса (в введенных единицах), при превышении которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 57. Предназначена для задания минимально допустимого значения сигнала давления на приеме насоса (в введенных единицах), ниже которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 58. Предназначена для задания времени задержки активации защиты от недопустимого давления (в секундах) сразу после пуска.

Функция 59. Предназначена для задания времени задержки отключения электродвигателя (в секундах) при недопустимом давлении на приеме насоса.

Функция 60. Предназначена для задания времени задержки АПВ (в минутах) по сигналу давления на приеме насоса.

Функция 61. Предназначена для задания отсчета полной шкалы (в введенных единицах) для сигнала температуры электродвигателя. Например, если используется датчик температуры с диапазоном измерения 0-100^oС, то нужно ввести значение параметра 100.

Функция 62. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты по сигналу температуры электродвигателя.

Функция 63. Предназначена для включения или отключения защиты по сигналу температуры электродвигателя.

Функция 64. Предназначена для задания максимально допустимого значения сигнала температуры электродвигателя (в веденных единицах), при превышении которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 65. Предназначена для задания минимально допустимого значения сигнала температуры электродвигателя (в введенных единицах), ниже которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 66. Предназначена для задания времени задержки активации защиты от превышения температуры электродвигателя (в секундах) сразу после пуска.

Функция 67. Предназначена для задания времени задержки отключения электродвигателя (в секундах) при превышении температуры электродвигателя.

Функция 68. Предназначена для задания времени задержки АПВ (в минутах) после отключения электродвигателя по сигналу температуры электродвигателя.

Функция 69. Предназначена для выбора режима АПВ или блокировки АПВ при срабатывании защиты по сигналу контактного манометра.

Функция 70. Предназначена для включения или отключения защиты по сигналу контактного манометра.

Функция 71. Предназначена для задания времени задержки активации защиты по сигналу контактного манометра (в секундах) сразу после пуска.

Функция 72. Предназначена для задания времени задержки отключения электродвигателя (в секундах) защитой по сигналу контактного манометра.

Функция 73. Предназначена для задания времени задержки АПВ (в минутах) после отключения электродвигателя по сигналу контактного манометра.

Функция 74. Предназначена для включения или отключения защиты от турбинного вращения.

Функция 75. Предназначена для задания максимально допустимой частоты вращения электродвигателя (в Гц), выше которой пуск электродвигателя запрещен.

Функция 76. Предназначена для включения или отключения максимальной токовой защиты.

Функция 77. Предназначена для включения или отключения защиты от низкого сопротивления изоляции.

Функция 78. Предназначена для задания минимально допустимого значения сопротивления изоляции системы "вторичная обмотка повышающего трансформатора - погружной кабель - электродвигатель" (в кОм), ниже которого произойдет отключение электродвигателя.

Функция 79. Предназначена для задания времени задержки активации защиты от
высокого напряжения;
низкого напряжения;
дисбаланса напряжений;
недогрузки;
перегрузки;
дисбаланса токов (в секундах) сразу после пуска.

Функция 80. Предназначена для задания временного интервала (часах и минутах), через который при работе станции производится запись в блок памяти текущих значений линейных напряжений, токов, фактической загрузки электродвигателя и сопротивления изоляции системы "вторичная обмотка повышающего трансформатора - погружной кабель - электродвигатель".

Функция 81. Предназначена для задания временного интервала (в секундах), с которым при работе станции производится запись в блок памяти в случае повышения или понижения напряжений до уставок срабатывания соответствующих защит, в случае повышения рабочего тока до величины на 2% меньшей уставки срабатывания защиты по перегрузке или в случае уменьшения фактической загрузки до величины на 2% большей уставки срабатывания защиты по недогрузке.

Функция 82. Предназначена для задания времени работы (в минутах), через которое сбрасывается счетчик числа разрешенных АПВ.

Функция 83. Предназначена для задания количества разрешенных АПВ после отключения защитой от недогрузки за время, установленное функцией 82.

Функция 84. Предназначена для задания количества разрешенных АПВ после отключения защитой от перегрузки за время, установленное функцией 82.

Функция 85. Предназначена для задания количества разрешенных АПВ после отключения другими защитами (кроме защиты от недогрузки и перегрузки) от перегрузки за время, установленное функцией 82.

Функция 86. Предназначена для включения или отключения режима работы по программе.

Функция 87. Предназначена для задания времени включенного состояния электродвигателя (в часах и минутах) при работе по программе.

Функция 88. Предназначена для задания времени выключенного состояния электродвигателя (в часах и минутах) при работе по программе.

Функция 89. Предназначена для ввода N куста.

Функция 90. Предназначена для ввода N скважины.

Функция 91. Предназначена для ввода мощности электродвигателя.

Функция 92. Предназначена для ввода производительности насоса.

Функция 93. Предназначена для ввода адреса станции в системе телемеханики.

Функция 94. Предназначена для задания коэффициента коррекции измеренного значения питающего линейного напряжения АВ.

Функция 95. Предназначена для задания коэффициента коррекции измеренного значения питающего линейного напряжения ВС.

Функция 96. Предназначена для задания коэффициента коррекции измеренного значения питающего линейного напряжения СА.

Функция 97. Предназначена для задания коэффициента коррекции измеренного значения тока электродвигателя фазы А.

Функция 98. Предназначена для задания коэффициента коррекции измеренного значения тока электродвигателя фазы В.

Функция 99. Предназначена для задания коэффициента коррекции измеренного значения тока электродвигателя фазы С.

Функция А0. Предназначена для включения или отключения защиты от неправильного чередования фаз.

Функция А1. Предназначена для включения или отключения защиты от несанкционированного открывания двери станции.

Функция А2. Предназначена для задания индивидуального пароля. Параметром этой функции может быть любое число от 0 до 9999. Если параметр этой функции не равен 0, то для сброса защиты и изменения устанавливаемых параметров необходимо ввести в качестве параметра функции 17 такое же значение пароля. Для отмены действия пароля следует ввести нулевое значение в качестве параметра функции А2. Конкретные значения функций объединены под общим названием "параметры". Перечень функций (00-А2), осуществляемых контроллером, состоит из двух меню: меню текущих параметров (функции с 00 по 19 включительно) и меню уставок и защит (функции с 21 по А2 включительно).

Функции меню текущих параметров позволяют определять текущие параметры электродвигателя и состояние станции управления как в данный момент, так и в прошлом (функция хронологии событий). При первом включении станции управления устанавливаются требуемые условиями эксплуатации погружного электродвигателя уставки и защиты. Процессор обработки данных контроллера 5 производит сравнение поступивших данных с уставками, вырабатывает сигнал-статус, который преобразуется в управляющий сигнал для контактора 2. Режим работы станции управления определяется переключателем 49 и выбором функций контроллера 5. При установке переключателя 49 в положение "РУЧН" обеспечивается ручной режим работы станции управления. Ручное управление используется для пробных включений станции управления и подбора режима работы. Включение станции управления производится нажатием кнопки 50 "Пуск". При этом загорается светодиод 53 "Работа", а на устройстве индикации 38 сразу устанавливается функция 05, информирующая о текущем значении тока фазы А электродвигателя. В процессе работы можно контролировать текущие значения параметров электродвигателя, можно просмотреть установленные значения параметров и режимов работы станции и при необходимости изменить их. Без ввода пароля (если он установлен) возможен лишь просмотр установленных параметров. В ручном режиме обеспечиваются все функции защит, кроме функций, связанных с автоматическим повторным включением. Если какой-либо из сигналов измерительных устройств выходит за рамки, определенные уставками и защитами, контроллер 5 формирует сигнал отключения или запрещения включения электродвигателя насоса, который подается на контактор 2. При установке переключателя 49 в положение "АВТ" обеспечивается автоматический режим работы станции управления. Автоматический режим работы является основным рабочим режимом станции управления, в котором реализуются все функции контроллера 5. В процессе автоматической работы можно контролировать текущие значения параметров электродвигателя, можно просмотреть установленные значения параметров и режимы работы станции управления и, при необходимости, изменить их. В автоматическом режиме возможно автоматическое повторное включение станции управления после срабатывания защит.

Предложенная станция управления асинхронным двигателем может применяться для управления как приводами погружных насосов, так и любыми другими приводами.

Проведенные испытания опытного образца подтвердили достижение требуемого технического результата и правильность выбора принципиальной схемы.

Источники информации
1. Устройства - комплексные серии ШГС 5805. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИНБЮ.674791.001 ТО, 1985.

2. Описание полезной модели 18464, кл. Н 02 Р 7/00.

Изобретение относится к управлению асинхронными двигателями и может быть использовано преимущественно для добычи нефти и воды с помощью погружных и прочих насосов. Технический результат выражается в повышении надежности станции управления и расширении ее функциональных возможностей. Станция управления асинхронным двигателем содержит вводной выключатель и контактор, два автоматических выключателя, контроллер, трансформаторы тока, источник переменного напряжения, выполненный в виде трансформатора, два выпрямителя напряжения, реле, выходом подключенное к катушке контактора, блок измерения сопротивления изоляции, блок измерения частоты вращения электродвигателя, устройство измерения фазных напряжений, выполненное в виде трех однофазных трансформаторов. В процессе работы станции в зависимости от уровня сигналов с датчиков и заданных уставок контроллер вырабатывает управляющие сигналы, отключающие или включающие электродвигатель. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Станция управления асинхронным двигателем, содержащая последовательно включенные в трехфазную цепь питания вводной выключатель и контактор, первый и второй автоматические выключатели, подключенные к цепи питания между вводным выключателем и контактором, причем первый автоматический выключатель подключен к трем фазам цепи питания, а второй - к одной из фаз цепи питания, контроллер, трансформаторы тока, каждый из которых подключен к соответствующей фазе цепи питания между вводным выключателем и контактором, выход каждого трансформатора тока зашунтирован соответствующим резистивным шунтом, а сами выходы трансформаторов тока подключены к соответствующим входам контроллера; источник переменного напряжения, первый выпрямитель напряжения, второй выпрямитель напряжения, выходы которого подключены к соответствующим входам контроллера, причем минусовой выход второго выпрямителя напряжения соединен с общей шиной, плюсовой подключен через первый резистор к реле, входом управления подключенное к контроллеру, а выходом - к первому выводу катушки контактора, соединенной вторым выводом с выходом второго автоматического выключателя; блок измерения сопротивления изоляции, выполненный в виде цепочки, состоящей из последовательно включенных трех стабилитронов и резистора, первый вывод первого стабилитрона подключен к общей шине и через второй резистор - к плюсовому выходу первого выпрямителя напряжения, подключенного к соответствующему входу контроллера, а третий стабилитрон цепочки подключен между плюсовым выходом и через третий резистор - минусовым входом первого выпрямителя напряжения; блок измерения частоты вращения электродвигателя, включающий первый резистор, вывод которого подключен к одной фазе цепи питания, и второй резистор, первый вывод которого подключен к другой фазе цепи питания, между вторыми выводами резисторов подключен конденсатор, причем второй вывод первого резистора подключен через третий резистор к соответствующему входу контроллера, который через четвертый стабилитрон соединен с вторым выводом второго резистора, соединенным с общей шиной; устройство измерения фазных напряжений, отличающаяся тем, что устройство измерения фазных напряжений выполнено в виде трех однофазных трансформаторов, первые выводы первичных обмоток которых подключены к выходам первого автоматического выключателя, а вторые выводы - к "нейтрали" цепи питания, первые выводы вторичных обмоток однофазных трансформаторов подключены к соответствующим входам контроллера, а вторые - к общей шине, источник переменного напряжения выполнен в виде трансформатора, первый вывод первичной обмотки которого подключен к выходу второго автоматического выключателя, а второй - к общей шине питания, выводы первой вторичной обмотки трансформатора подключены к входу первого выпрямителя напряжения, выводы второй вторичной обмотки трансформатора подключены к входу второго выпрямителя напряжения, выводы третьей, четвертой, пятой и шестой вторичных обмоток трансформатора подключены к соответствующим входам контроллера; контроллер содержит блок питания, по входу подключенный к третьей, четвертой, пятой вторичным обмоткам трансформатора, панель управления и устройство индикации.2. Станция управления асинхронным двигателем по п.1, отличающаяся тем, что к выходу контактора подключен повышающий трансформатор напряжения, к его вторичным обмоткам присоединены кабелем обмотки двигателя, а вывод "нейтрали" вторичных обмоток трансформатора соединен с входом устройства контроля сопротивления изоляции системы "вторичные обмотки трансформатора - кабель - обмотки двигателя".3. Станция управления асинхронным двигателем по п.1 или 2, отличающаяся тем, что к входу контроллера подключен датчик уровня.4. Станция управления асинхронным двигателем по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что к входу контроллера подключена термоманометрическая система.