Устройство для автоматического удержания вала насосного агрегата Советский патент 1983 года по МПК H02P3/24 

ле максимального вторым контактом 1 029364 тока, шунтированного промежуточного реле, - к другому выводу катушки промежуточного реле.

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для автоматического удержания вала насосного .агрегата, приводимого синхронным или асинхронным электродвигателями, в период опорожнения напорного трубопровода.

Известно устройство для автоматического удержания вала насосного агрегата, содержащее асинхронный электродвигатель с фазным ротором, выключатель пуска с двумя группами контактов , одна из которых включена в фазы статорных обмоток непосредственно, а другая - через резисторы, выключатель торможения, источник постоянного тока, один вывод которого через контакты выключателя торможения и контакт выключателя пуска связан с выводом одной из фаз статорной обмотки и нулевым ее выводом, а вывод фазы статорной обмотки через 1)езистор, другой вывод источника постоянного тока, контакт выключателя торможения подключен к одной из фаз роторной обмотки, вторая фаза которой через контакт выключателя торможения соединена с третьей фазой статорной обмотки. В цепь фаз роторной обмотки введены резисторы„В указанном устройстве электродвигатель переводится на пониженную скорость путем отк/вочения его статорных обмоток от сети и подключения в цепь обмоток статора и ротора дополнительных резисторов, а при подходе механизма на пониженной скорости к заданному положению конечного выключателя точной остановки в последовательно включенные две статорные и две роторные обмотки подается постоянный ток f1J.

Однако при использовании этого устройства для удержания вала насосного агрегата в фиксированном положении надежность работы резко снижается, поскольку уменьшение скорости при подходе механизма к фиксированному положению происходит с большим

ускорением, что затрудняет определение момента подачи напряжения в обмотки статор и. ротора, под действием которого обеспечивается торможение электродвигателя,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство ДЛИ автоматического удержания вала насосного;агрегата, содержащее электродвигатель переменного тока, выключатель пуска, контакты которого включены в фазы статорной обмотки электродвигателя, последовательно соединенные кнопку Стоп, и кнопку Пуск, шунтированную замыкающим кои5 тактом выключателя пуска,источник постоянного тока, выключатель ториожения с контактами, посредством которых источник питания подключают к соответствующим выводам статорной и

0 роторной обмоткам электродвигателя Г:-.

Недостатком этого устройства является отсутствие Контроля скорости вращения вала. В связи с этим неаоз5 можно точно определить момент подключения источника постоянного тока к обмоткам статора и ротора для осуществления торможения, что, в свою очередь, приводит к большим потерям и дополнительному нагреву, т.е. к снижению надежности работы насосного агрегата.

Цель изобретения - повышение надежности работы насосного агрегата путем повышения точности определения момента подачи постоянного тока в статорную и роторную обмотки электродвигателя.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для автоматического 0 удержания вала насосного агрегата, содержащее электродвигатель переменного тока, выключатель nycrta, контакты которого включены в фазы статориой обмотки электродвигателя, псхледовательно соединенные кнопку и кнопку Пуск, шунтированную замыкающим контактом выключателя пуска, источник постоянного тока, выключатель торможения, контакты которого включены в две фазы статорной обмотки элект родвигатлея, введены реле времени с двумя замыкающими контактами с выдержкой времени на отключение, контактор с двумя замыкающими контактами, промежуточное реле с двумя замыкаю1чими контактами, частотный датчик скорости с измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения, выводы которой подключены через первый замыкаю1чий .контакт реле времени к источнику постоянного тока, цепь, составленная из последовательно соединенных катушки индуктивности, емкости и катушки реле максимального тока, снабженного замыкающим контактом, и подключенная последовательно к измерительной обмотке частотного датчика скорости, выключатель пуска снабжен дополнительными замыкающими и размыкаЮ1чими контактами, а выключатель торможения.- размыкающим контактом, включенным между кнопкой Стоп и одним выводом выключателя пуска, другой вывод которого соединен, с первым выводом катушки реле на пряжения, второй вывод которой через один дополнительный замыкающий контакт выключателя пуска Подключен к кнопке Стоп, один вывод катушки контактора, один выво.д реле времени, один вывод промежуточного реле и оди вывод катушки выключателя торможения через дополнительный размыкаедий кон такт выключателя, пуска соединен с одним из зажимов источника постоянно го тока, а через второй замыкающий контакт контактора. - с первым выводом роторной обмотки электродвигате.ля, второй Ьывод которой связан с катушкой вык.™очателя торможения, дру гой зажим источника постоянного тока подключен к второму выводу катушки выключателя торможения через первый замыкающий контакт контактора и чере первый замыкающий контакт реле напря жения - к другому выводу катушки рел времени, а замыкающие контакты, реле времени и реле максимального тока, шунтированного вторым контактом промежуточного реле, - к другому выводу катумки промежуточного реле. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройств для автоматического удержания вала н сосного агрегата; на фиг. . - электр ческая, схема частотного датчика скорости; на фиг. 3 -. конструкция ротора датчика скорости. Устройство для автоматического удержания вала насосного агрегата содержит электродвигатель переменного тока, например синхронный, со ста торной 1 и роторной 2 обмотками, выключатель пуска 3.1с замыкающими контактами 3.2-3.6 и размыкаю1чин контактом 3.7. замыкающие контакты 3.2, 3.3, 3. которого включены в фазы статорной обмотки 1 синхронного электродвигателя, последовательно соединенные кнопку Стоп, кнопку 5 Пуск,шунтированную замыкающим контактом 3.5 выключателя пуска; выключатель 6.1 торможения с замыкающими контактами 6.2, 6.3 и размыкающим контактом 6.Й, замыкающие контакты 6.2, 6.3 которого включены в две фазы статорной обмотки электродвигателя, источник 7 постоянного тока, реле 8„1 времени с двумя замыкающими контактами 8.7. и 8J3 (Фиг. .| с выдержкой времени на отключение, контактор с катушкой 9.1 и двумя замыкающими контактами 9.2 и 9i3, реле 10.1 напряжения с замыкающим контактом 10.2 и промежуточное реле t1.1 с двумя замыкающими контактами 11.2/ И.З. С валом 12 синхронного электродвигателя механически связан частотный датчик 13 скорости. . d .. Частотный датчик скорости содержи С-образный магнитопровод Ц, на котором расположены обмотка 15 возбуждения, подключенная через замыкающий контакт 8.3 реле времени к источнику 7 постоянного тока, и измерительная обмотка 16, последовательно с которой соединена цепь, состоящая из кату1жи 17 индуктивности, конденсатора 18 и катушки 13.1 реле максимального тока (фиг. 2 I, снабженного замыкаюи им контактом 19.2, образующая резонансный контур. Ротор частотного датчика скорости представляет собой кольцо, состааленное из чередующихся секторов магнитного 20 и изоляционного 21 материалов, которое устанавливается на валу 12 электродвигателя (фиг. 3)« Выключатель пуска дополнительно снабжен замыкающим 3. 6 и ра.чмыкающим 3.7 контактами, а выключатель торможения - размыкающим контактом ft.k, включенным между кнопкой U Стоп и одним выводом выключателя 5 пуска, другой вывод которого соедине с первым выводом катушки реле 10.1 н пряжения Второй вывод реле 10.1 напряжения через дополнительный замыкатций контакт 3«6 выключателя пуска подключен к кнопке Стоп. Один вывод катушки реле 8.1 времени, катушки 9.1 контактора, промежуточного реле 11.1 и катушки выключ теля 6.1 торможения через дополнител ный раэмыкащий контакт 3.7 выключат ля пуска соединен с одним из зажимов источника 7 постоянного тока, а через второй замыкающий контакт 9.3 контактора - с одним выводом ротор«0й обмотки электродвигателя. Другой зажим источника 7 постоянного тока подключен к второму выводу катушки выключателя торможения через первый замыкающий контакт 9.2 контактора 9.1 и через первый замыкающий контакт 10.2 реле напряжения к другому выводу катушки реле 8.1 времени, а через замыкающий контакт 8.2 реле времени и замыкающий контакт 19.2 реле максимального тока - к другому выводу катушки промежуточного реле, причем замыкающий контакт реле максимального тока шунтирован замыкающим контактом П.. промежуточного реле.Устройство может быть снабжено аккумуляторной батареей 22, которая используется как резервный источник и запитывается от источника 7 постоянного тока через выпрямитель 23. Устройство работает следующим образом. В нормальном состоянии выключатель 3.1 пуска отключен от сети, и синхронный электродвигатель насосного агрегата не работает, выключатель 6.1 торможения и катушка 9.1 контактора отключены. При нажатии кнопки 5 Пуск получает питание выключатель 3.1 пуска. Выключатель пуска срабатывает и подключает размыкающими контактами 3.2, 3.3, 3. синхронный электродвигатель

к сети, одновременно срабатывает размыкающий контакт 3.7 в цепи выключателя торможения, замыкающий контакт 3.5, блокируя кнопку 5 Пуск, и замыкающий контакт 3.6. Реле 10.1 55 напряжения срабатывает и замыкает контакт 10.2 в цепи катушки реле 8.1 времени.

постоянным током в статорной обмотке 1 и роторной обмотки 2, удерживает вал двигателя в неподвижном состоянии .

После истечения времени, необходимого для опорожнения напорного трубопровода, реле времени размыкает контактом 8.3 цепь обмотки 15 возбужде61При нажатии кнопки Стоп или аварийном исчезновении напряжения питаю1цей сети выключатель 3.1 пуска обесточивается и отключается электродвигатель , размыкая контакты 3.2, 3.3, 3 одновременно размыкаются контакты и 3.6 и замыкается контактом 3.7, подключая катушку 5 реле 8.1 времени к источнику питания. Реле времени срабатывает и замыкает контактом 8.3 цепь обмотки 15 возбуждения датчика скорости, а контактом 8.2 - цепь катушки промежуточного реле 11.1 По истечении времени выдержки контакт 10о2 реле напряжения отключает катушку реле 8.1 времени. I ., „ Под действием потенциального момента в напорном тр бопроводе скорость вращения вала синхронного электродвигателя и кольца частотного датчика скорости приближается к нулю. Замедление скорости вращения кольца приводит к уменьшению частоты пересечения воздушного зазора магнитопровода Н секторами из магнитного 20 и изоляционного 21 материалов. Частота наводимой ЭДС в катушке 16 изменяется пропорционально частоте вращения кольца. На около нулевой скорости вращения кольца последовательный резонансный контур из катушки 19.1 реле максимального тока, конденсатора Г8 и катушк 17 индуктивности входит в резонанс. При этом срабатывает реле максимального тока и его контакт 19.2 подключает катушку 11 промежуточного реле. Промежуточное реле 11.1 шунтирует своим контактом 11.2 контакт 19.2, а контактом 11.2 подключает катушку 9.1 контактора,, Контактор срабатывает и замыкает контакт 9.2 выключателя 6.1 торможения Выключатель торможения срабатывает и размыкает контакт 6.. Контакты 6.2, 6.3 выключателя торможения и контакт 9.3 контактора подключают последовательно статорную обмотку 1 и роторную обмотку 2 к параллельно соединенным выпрямителю 23 и аккумуляторной батареи 22. При этом электромагнитный момент, вызванный

НИИ частотного датчика скорости, а контактом 8.2 - цепь катушки промежуточного реле 11,1, промежуточное реле разшунтирует контактом 11.2. Контакт 19.2, а контактом 11.3 - цеп катуиаки 9.1 контактора. Контактор контактом 9.2 размыкает цепь выкгиочателя 6.1 торможения. Контакты 9.3 контактора и контакты 6.2, 6.3 выключателя 6.1 торможения размыкают статорную обмотку 1 и роторную обмотку 2, а контакт 6. выключателя 6.1 торможения замыкает цепь выключателя 3.1 пуска. Схема приводится в исходное состояниео

В примере конкретного выполнения устройства а качестве приводного электродвигателя принят синхронный электродвигатель. Устройство также применимо к насосным агрегатам с асин Гронными электродвигателями с фазным ротором.

Использование предлагаемого устройства исключает обратное вращение вала насосного агрегата и приводит к снижению капитальных затрат на изготовление электродвигателя, к уменьшению количества ревизий агрегата и повы1иению надежности работы насосных станций.

и

.-J-fi-ff

.

n

R

/7

Ш

/

UJ

ibis

A/2.2

2B