Устройство для защиты от аварийных режимов и управления погружного электродвигателя скважинного насоса Советский патент 1987 года по МПК H02H7/08 

ценного к стабилитрону 8 тиристора 19, анод которого связан с катодом стабилитрона 8, катод - с анодом стабилитрона. Дополнительный конденсатор 20 включен между первым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора 21 и управляющим электродом тиристора 19 и анодом диода 22. Первичная обмотка импульсного трансформатора одним выводом подключена к первой базе двухба- зового диода 23, а другим - к нулевому проводу тре.хфазной сети переменного тока и одному из выводов второго

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от аварийных режимов трехфазных асинхронных двигателей скважинных насосов, работающих в промышленности и сельском хозяйстве.

Целью изобретения является повышение надежности защиты электродвигателя.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаеммого устройства для заши- ты и управления погружного электродвигателя скважинного насоса.

Устройство для зашиты и управления по1 ружного элекродвигателя скважинного насоса содержит датчик 1 аварийных режимов, выполненный на базе трех транс- форматоров 2 4 тока, первичные обмотки которых включены в фазы статора электродвигателя 5. Вторичные обмотки трансформаторов 2 4 тока соединены звездой и подключены к трехфазному одно- полупериодному выпрямителю 6, на выходе которого установлен фильтровый конденсатор 7 с параллельно подключенной к нему цепью из последовательно соединенных стабилитрона 8 и подстроечного резистора 9, связанного с блоком 10 защиты от перегруз- ки и обрыва фазы, соединенным с блоком 11 управления включением. К выходу блока 11 подключена катущка 12 магнитного пускателя, силовые контакты 13 которого включены между выводами фаз обмотки статора электродвигателя 5 и контактами 14 автоматического выключателя. Блоки 10 и 1 1 подключены к блоку 15 питания, выполненному на базе сетевого трансформатора 16 с узлом 17 стабилизации напряжения.

Датчик 1 аварийных режимов содержит асимметр 18, выполненный в виде парал- лельно подключенного к стабилитрону 8 тиристора 19, анод которого связан с катодом стабилитрона 8, катод - с анодом.стабилитрона 8, с одним из выводов дополнительного конденсатора 20 и первым выдополнительного конденсатора 25, который связан через второй диод 26 с общей точкой звезды резисторов 27, соединенной с выводами фаз обмоток статора электродвигателя 5 и силовыми контактами 13 магнитного пускателя. Устройство содержит блок 10 защиты от перегрузки и обрыва фазы, блок 11 управления включением, подключенный к катушке 12 магнитного пускателя, блок питания с узлами 17 и 29, стабилизации, причем к плюсу последнего подключена вторая база двухбазового диода 23 через резистор 28. 1 ил.

водом вторичной обмотки импульсного трансформатора 21.

Управляющий электрод тиристора 19 соединен с другим выводом дополнительного конденсатора 20 и через диод 22 - с вторым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора 21, первичная обмотка которого одним из выводов подключена к первой базе двухбазового диода 23, а вторым - к нулевому проводу 24 трехфазной сети переменного тока и одному из выводов второго дополнительного конденсатора 25. Другой вывод дополнительного конденсатора 25 связан через второй диод 26 с общей точкой звезды резисторов 27, подключенной к выводам фаз обмоток статора электродвигателя 5, и эмиттером упомянутого двухбазового диода 23, вторая база которого через резистор 28 подключена к плюсу дополнительного узла 29 стабилизации напряжения блока 15 питания.

Блок 11 управления включением связан с датчиками уровней воды в накопительном баке насосной станции насоса (на чертеже не показаны).

Устройство работает следующим образом.

При замыкании контактов 14 автоматического выключателя подается напряжение на сетевой трансформатор 16 блока 15 питания. На вторичных обмотках сетевого трансформатора 16 появляется напряжение. Выпрямленное напряжение в узле 17 стабилизации подается на блок 11 управления включением и блок 10 зашиты от перегрузки и обрыва фазы, а выпрямленное и сглаженное напряжение в дополнительном узле 29 блока 15 питания поступает в цепь: резистор 28, база двухбазового диода 23, первичная обмотка импульсного трансформатора 21. По этой цепи течет ток управления двухбазового диода 23, однако импульсный трансформатор 21 не вырабатывает импульсы, так как напряжение на втором дополнительном конденсаторе 25

равно нулю, а отлично от ну.чя только при возникновении несимметрии напряжений фаз сети вследствие перекоса напряжений или обрыва фаз трехфазной сети переменного тока.

Если вода в накопительном баке ниже контактов датчиков уровней, то блок 1 I управления включением вырабатывает сиг- пал на нк;1ючение в сеть катушки 12 магнитного пуска 1 е:1я и электродвигателя 5. По обмоткам статора электродвигателя 5 течет п сковой ток, который не вызывает срабатывание блока 10 защиты от перегрузки и обрыва фазы, так как он имеет временную задержку прохождения сигпала от датчика 1 аварийных сигналов, учиты- ваюп1ег() время пуска электродвигателя 5. Если ток нагрузки электродвигателя 5 не превышает номинального значения, то включение и отключение электродвигателя 5 и кaтyнJKи 12 магнитного пускателя осунич т- вляется с 1омон1ью блока 11 в зависимости от уровня воды в баке.

Если электродвигатель 5 перегружается, то ток в обмотках статора увеличивается, трансформатор) 2 4 тока вырабат)- вают больп1ий по величине ток, чем в по- .минальпом режиме. На выходе датчика 1 аварийных режимов появляется повьппепное напряжение, ностунаюшее на вход блока К) зап1иты от перегрузки и обрыва фазы. Если перегрузка электродвигателя 5 не была случайной, то через выдержку времени срабатывает б.юк 10 запциы от перегрузки и обрыва фазы. (Сигнал с его выхода поступает па вход б/кжа 11 управления включепие.м, который обесточивает катушку 12 магнитно Ч) пускателя, силовые к(Л1так- ты 13 размыкаются, и электродвигатель 5 от- к;1ючается от сети. Повторное включение электродвигате.1я 5 возможно т(хчько после отключепия контактов 14 автоматического вык. 1ючателя и устранения причины перегрузки.

При недопустимом перекосе напряжений фаз или обрыве фазы сети па обпхей точке звезды резисторов 27 появляется па- пряжепие, и второй дополнительный копдеп- сатор 25 начпнает заряжаться.

При достижении напряжения на конденсаторе 25, )авного падению напряжений на первичной обмотке импульсного трансформатора 21 и на базах двухбазового диода 23 от протекания тока управления, последний откр1)1вается, и на выходе импульсного трансформатора 21 вырабатывается им- ну.льс, поступающий через диод 22 па первый дополнительный конденсатор 20 и управ- лякяций электрод тиристора 19. Второй дополнительный конденсатор 25 разряжается, двухбазовый диод 23 закрывается, и конденсатор 25 вновь начинает заряжаться. Па первый дополнительный конденсатор 20 поступают одпопо. 1ярные и.мпульсы. напряжение на пе.м повьппаетея и при дости- жепии напряжения открытия тиристора 19

с выдержкой времени происходит 1пунтир()- вание стабилитрона 8 датчика 1 аварийных режимов. С нодстроечного резистора 9 на вход блока 10 заи1иты от перегрузки и обрыва фазы поступает увеличенный сигпа,, вызываюп;ий срабатывание блоков 10 и 11 и отключение элекродвигателя 5 от сети. Задержка сигнала при возникновении перекоса напряжений или обрыва фаз до. 1жпа

0

быть пе .менее 120-150 мс, чтобы исключить ложные отключепия электродвигателя о при кратковременных случайных перекосах или исчезновении напряжения фаз сети, что достигается путем подбора параметров резисторов 27 и 28 и конденсаторов 25 и 20.

5 В нредлагае.мом устройстве для зан1иты и управления ногружного электродвигателя скважинного насоса благодаря тому, что в датчик аварийных режимов вве.ш асимметр, возникла возможность отключепия электродвигателя при возникновении недопустимой

асимметрии напряжений фаз сети.

Выполнение асимметра описанным образом дает ряд преимуществ. Так соедине1П1е с)едней точки звезды резисто К)в асимметра через диод со вторым выводом допо. пительного конденсатора, первый вывод KcjToporo подключен к нулевому нроводу трехфазной сети переменного тока, позволяет обеспечить одипаковый порог срабатывапия уст(1ойства по всем ({пазам сети. Это достигается за счет изо.1прованпя звезды )e.uic0 торов от остальной схемы датчика с но- MOHUiK) импульсного трансформатора, вы- в(;ды нервичной обмотки которого соединены соответственно с нулевым проводом трсх- фазно11 сети перемеп1К)|-о тока и первой базой двухбазового диода. Пмпульспьп

5 трансформатор выпо.шяет фупкпик:) разш;- зываюпито трансфор.матора.

(л)единение второй базь двухбазового диода через резистор с H.IKJCOM допо.ини- те.аьного уз.та стабилизации папряжеппя б.ю- ка пита(П1Я позво.гяет повысить иомехо0 3aHuiincnf{OCTb схемы от помех, приходя- Н1ПХ в схе.му из сети, и уве. 1ичить чувст- В11тел1 ность асимметрии за счет того, что вся MOHiHOCTb сигнала, снимаемого со звезды резисторов, расходуется то, 1ько на заряд

г второго до11олните,1ьного конденсатора и со- Bepnienno пе расходуется на создание тока управления через базы двухбазового диода; увеличить чувствитс.1ЬН1)сть асимметра к перекосам фаз сети за счет уве.шчения МОП1ПОСТИ разрядного импу. второго до0 полните, 1ьного конденсатора у1нмпче- нпя папряженпя на этом копдепсаторе за счет увеличения постоянного тока правления через базы двухбазово1Ч) диода и первичную обмотку импу, 11)сного трансфор- умепьнппь времени от5 к.1ючеппя пог))ужпого э, 1екгродвигате.1я при в{)зникнове И1и ава|1ийного перекоса жепий и.;п обрыва фаз сети за счет пара, 1.le.TbHoro П()дк. 1юченпя тиристора анодом и катодом к стаби.()н датчика

аварийных режимов, так как при срабатывании тиристора происходит шунтирование стабилитрона и резкое увеличение напряжения, поступающего на вход блока защиты от перегрузки и обрыва фазы.

Формула изобретения

Устройство для защиты от аварийных режимов и управления погружного электродвигателя скважин}Ю1Ч) насоса, содержащее датчик аварийных режимов, выполненный на базе трех трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены в фазы статора электродвигателя, а вторичные соединены между собой в звезду и подключены к трехфазному однополупериодному выпрямителю, на выходе которого установлен филыровый конденсатор с параллельно подключенной к нему цепью из последовательно соединенных стабилитрона и гюдстроечиого резистора, связанного с блоком защиты от пере1рузки и обрыва фазы, соединенным с блоком управления включением, к выходу которого подключена катушка магнитного пускателя, силовые контакты которого включены между выводами фаз обмотки статора электродвигателя и ко 1тактами авт(1матического выключателя, причем упомянутые блок защиты

0

5

0

5

от перегрузки и обрыва фазы и блок управления включением подключены к блоку питания, выполненному на базе сетевого трансформатора с узлом стабилизации напряжения, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, в датчик аварийных режимов введен асимметр, выполненный в виде параллельно подключенного к стабилитрону тиристора, анод которого связан с катодом стабилитрона, катод - с анодом стабилитрона, с одним выводом дополнительного конденсатора и первым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, а управляющий электрод - с другим выводом дополнительного конденсатора и через диод - с вторым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, первичная обмотка которого первым выводом подключена к первой базе двух- базового диода, а вторым - к нулевому проводу трехфазной сети переменного тока и одному выводу второго дополнительного конденсатора, другой вывод которого связан через второй диод с общей точкой звезды резисторов, подключенной к выводам фаз обмоток статора электродвигателя, и эмиттером упомянутого двухбазового диода, вторая база которого через резистор подсоединена к плюсу дополнительного узла стабилизации напряжения блока питания.

Изобретение относится к элекроте.х- нике и может быть использовано для зашиты от аварийных режимов трехфаз1и,1х асинхронных двигателей скважинных насосов. Цель изобретения - повып ение надежности работы устройства. Устройство содержит датчик 1 аварийных режимов. Ио- выгпение надежности работы устройства достигается за счет введения асимметра 18. выполненного в виде параллельно подклюел со оо со оо со