Устройство контроля и защиты углесосного агрегата Советский патент 1989 года по МПК F04D15/00 

Изобретение относится к насосост- |)оению.

Цель изобретения - расширение унк1,ионш1ьных возможностей устройст- ра путем обеспечения контроля работы йасоса.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство контроля и защиты уг- песосного агрегата содержит датчик 1 froKa, компаратор 2 тока, задатчик 3 тока, выход которого подключен к второму входу компаратора 2 тока, блок k управления электродвигателем 5, дат- чик 6 напряжения, блок 7 фазового сдвига напряжения, перемножитель 8, фильтр 9 низкой частоты, блок 10 Кор- Эрекции, компаратор JI активной мощ- |ности, задатчик 12 эталонной актив- |ной мощности, три блока 13-15 задерж- |КИ, логический элемент ИЛИ-НЕ 16 и |блок 17 сигнализации. Причем датчик 11 тока соединен с первым входом паратора 2 тока, выход которого подключен через блок 15 задержки к второму входу блока 17 сигнализации. Выход последнего соединен с блоком 4 управления электродвигателем 5, выход которого через блок 14 задержки ; подключен к второму входу логического элемента ИЛИ-НЕ 16, Датчик 6 напряжения соединен через блок 7 фазового сдвига напряжения с первым входом перемножителя 8. Датчик 1 тока подключен к второму входу перемножителя 8, который последовательно соединен с фильтром 9 низкой частоты и блоком 10 коррекции. Выход последнего подключен к первому входу компаратора П активной мощности, Задатчик 12 эталонной активной мощности подсоединен к второму входу компаратора 11 активной мощности, выход которого через блок 13 задержки соединен с первым входом логического элемента ИЛИ- НЕ, а выход последнего подсоединен к первому входу блока 17 сигнализации. Кроме того, устройство снабжено элементом сравнения, выполненным в виде вычитающего счетчика 18 и под- ключенными к нему задатчиком 19 ресурса и устройством контроля потребляемой энергии, включающим последовательно соединенные преобразователь 2 напряжение - частота, счетчик 21 импульсов и дешифратор 22, При этом вход преобразователя 20 соединен с выходом фильтра 9 низкой частоты, а

0

5

0

5

0

5

0

5

выход Э1гемента сравнения - с выходом блока 17 сигнализации. Устройство содержит также масштабный делитель 23, переключатель 24, суммирутощие счетчики 25 и 26, дешифраторы 27-30 и триггер 31, подключенные согласно схеме,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (электродвигатель 5 выключен) сигнал с датчика тока отсутствует, следовательно, отсутствует выходной сигнал перемножителя 8. Компаратор 11 активной мощности выключен, и на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 16 поступает сигнал О. На второй вход элемента ИЛИ-НЕ 16 поступает сигнал 1 с блока 4 управления электродвигателем,5. Следовательно, выходной сигнал элемента ИЛИ- НЕ 16 равен О, и на первом входе блока 17 сигнализации сигнал отсутствует. Компаратор 2 тока выключен, тогда и на втором входе блока I7 сигнализации сигнал отсутствует. На третий вход блока 17 поступает сигнал, соответствующий текущему значению расхода электроэнергии при эксплуатации агрегата, на четвертый - сигнал, соответствующий текущему значению остаточного ресурса, на пятом - сигнал отсутствует (если ресурс не исчерпан), на шестой - сигнал, соответствующий заданному значению ресурса для данного углесосного агрегата.

При включении агрегата устройство контролирует пусковой режим электродвигателя 5, т,е, защищает агрегат в случае анормального пускового режима (пуск заторможенного электродвигателя, заклинивание ротора и т,д,) и блокирует защиту по активной мощности на время выхода на рабочий (заданный) режим,

Электродвигатель 5 включен, С датчика 1 тока поступает сигнал, соответствующий фазному току электродвигателя 5 и вызывает включение компаратора 2 тока, пороговое значение которого задается задатчиком 3 тока. На выходе компараторЪ 2 тока появляется сигнал, равгай 1, который поступает на вход блока 15 задержки. Последний предназначен для задержки поступления выходного сигнала компаратора 2 тока в блоки 17 и 4 сигнали- зации1й управления электродвигателем 5 с целью предотвращения отключения аг5152

регата при нормальном пуске электродвигателя 5.

Время задержки сигнала блоком 5, а также величина порога включения компаратора 2 тока устанавливаются из условия дгштельности пускового режима электродвигателя 5. При нормальном пуске электродвигателя 6 до истечения времени задержки блока 15 ток электродвигателя 5 уменьшается ниже порога выключения компаратора 2 тока, что вызывает появление на его выходе сигнала, равного О, Тогда сигнал на втором входе блока 17 сигнализации остается также равным О.

В случае анормального пуска электродвигателя 5 по истечении времени задержки блока 15 компа ратор 2 тока не выключается, так как на его входе Сигнал выше порога включения. Тогда сигнал на втором входе блока 17 равен l. При этом блок 17 осуществляет включение звуковой сигнализация и соответствующего светового индикатора, показывающего нарущение пускового режима электродвигателя 5, Выходной сигнал блока 17, равный 1, поступает в блок 4 управления, вызывая отключение электродвигателя 5. При нормальном пусковом режиме электродвигателя 5 устройство осуществляет контроль за выходом углесоса на рабочий режим следующим образом.

На вход блока 7 фазового сдвига напряч ение с датчика напряжения поступает сигнал, соответствующий величине линейного напряжения питающей сети электродвигателя 5. Блок 7 фазового сдвига напряжения предназначен для сдвига фазы выходного сигнала по отнощению к входному на 30°.с целью получения сигнала, соответствующего фазному напряжению питающей сети. Выходной сигнал блока 7 и датчика 1 тока поступает соответственно на первый и второй входы перемножителя 8 с целью получения сигнала, соответствующего полной мощности, потребляемой электродвигателем 5, Вьпсодной сигнал перемножителя 8 поступает на вход фильтра 9 низкой частоты, который выделяет сигнал, соответствующий активной мощности (сумма потерь активной мощности в электродвигателе 5, углесосе и активной мощности, затрачиваемой на транспортирование среды), потреб- . ляемой электродвигателем 5, Выходной сигнал фильтра 9 низкой частоты пос920

тупает в блок 10 коррекции, а также через масштабный делитель 23 на вход преобразователя 20 напряжение-часто- та.

Блок 10 коррекции предназначен для вьщеления сигнала, соответствующего активной мощности, затрачиваемой только на транспортирование среQ ды. Это позволяет уменьшить погрешность и улучшить четкость включения компаратора 1i активной мощности, порог включения которого устанавливается задатчиком 12 эталонной актив5 ной мощности. При выходе на рабочий режим сигнал с блока 10 коррекции превыщает сигнал задатчика 12, и компаратор 11 включается.

Выходной сигнал с компаратора 1I,

0 равный 1, поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 16 (первый блок 13 задержки задерживает поступление выходного сигнала компаратора 11 на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 16 лишь

5 в случае отключения компаратора П). На второй вход элемента ИЛИ-НЕ 16 поступает выходной сигнал блока 14 задержки, который предназначен для блокировки сигнала, поступающего на

0 первый вход элемента ИЛИ-НЕ 16, на время выхода на рабочий режим. Поэтому в течение времени выхода на рабочий режим выходной сигнал блока I4 равен 1, а входной О.

После истечения заданного времени выхода на рабочий режим /выдержка времени блока 14) на втором, входе элемента ИЛИ-НЕ 16 появляется сигнал,

равный О. Сигнал на первом входе

0 элемента ИЛИ-НЕ 16 равен I, а на втором О, соответственно его выходной сигнал при этом равен О. На входе блока 17 сигнал отсутствует, что свидетельствует о выходе углесос са на рабочий режим, В случае невыхода на режим сигнал с блока 10 коррекции меньще значения сигнала с задатчика 12, и компаратор 11 не включается. На его выходе появляется сигg нал, равный О, который поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 16, а на второй вход (после истечения выдержки времени блока 14) поступает сигнал, также равный О, Это вызывает появление сигнала на- выходе элемента ИЛИ-НЕ 16, равного 1, кото- рьй поступает на первый вход блока. 7. Последний при этом осуществ---- ляет звуковую сигнализацию, включе5

ие индикатора и нарушение выхода на рабочий режим. Выходной сигнал блока 17 поступает в блок 4 управления, вы- 1зьтая отключение агрегата.

После выхода на режим устройство Ьсуществляет защиту агрегата от аномальных режимов (например, подбутов- :Ка межлопастного канала рабочего ко- леса, режим неинтенсивной кавитации :И т.п.) следующим образом, I При нарушении рабочего режима выходной сигнал блока 10 коррекции уменьшается и достигает порогового значения компаратора 11, который выключается, и на вход блока 13 задерж- ки поступает сигнал, равный О, Блок Из предназначен для задержки поступ- |ления сигнала с компаратора 1 (при его выключении ) на первый вход эле|мента ИЛИ-НЕ 16 с целью предотвраще- i . ния поступления ложного сигнала компаратора 1I. Этот сигнал может возникнуть в результате кратковременного нарушения рабочего режима, не влияющего па нормальный режим транспортирования среды. Если отключение компаратора 11 не вызьшано кратковременным HapyiueimeM рабочего режима, то его выходной сигнал, равный О, по истечении BpCMemi задержки поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 16. На второй вход элемента I-ITIH-HE 16 с блока 14 поступает сигнал, также равшзш О, вызывая появление на выходе элемента ИЛИ-НЕ 16 сигнала, равного 1, который поступает на вход блока 17. Последний при этом осуществляет включение звуковой сигнализации и соответствующего светового индикатора, показывающего нарушение режима откачки. Выходной сигнал блока 17 поступает в блок 4 управления, вызывая отклю чение агрегата

Устройство также осуществляет . контроль текущего расхода электроэнер гии. Сигнал с фильтра 9 низкой частоты, соответствующий активной мощности потребляемой электродвигателем 5, поступает через масштабный делитель 23 На вход преобразователя 20, Масштабный делитель 23 предназначен для согласования параметров фильтра 9 низкой частоты с преобразователем 20. напряжение-частота, а также для регулирования необходимого соотношения f Рд, где f - частота импульсов преобразователя 20, Рд - активная . мощность, потребляемая электродвига

0

5

0

0

5

0

5

телем 5 (Рд U , выходное напряжение фильтра 9).

Преобразователь 20 преобразует входной сигнал ( Рд) в частоту

импульсов (f Pq) ПрЯМОугОЛЬНОЙ формы с калиброванной длительностью, которые поступают на вход суммирующего счетчика 21. Последний осуществляет счет поступающих импульсов, т.е. при поступлении очередного импульса содержимое счетчика увеличивается на 1, С выхода счетчика 2 двоично-десятичный код поступает на вход переключателя 24,, который задает коэффициент пересчета в зависимости от номинального тока и коэффициента :. трансформации применяемого датчика 1 тока. Установленный переключателем 24 коэффициент пересчета в виде двоично- десятичного кода поступает на дешифратор 22, который определяет необходимую величину суммы импульсов счетчика 21, соответствующую I кВт,ч.

При совпадении кодов , j и хД, т.е. при наборе счетчиком 21 необходимой суммы импульсов, выходной сигнал дешифратора 22 поступает на второй вход счетчика 2, Появление импульса на другом его входе вызывает сброс в исходное состояние и счетчик 21 вновь начинает счет импульсов, по г ступающих на его первый вход. Наличие переключателя 24 обеспечивает универсальность устройства, так как позволяет применять устройство для любого типа датчиков тока. Выходной сигнал дешифратора 22 также поступает на вход суммирующего счетчика 25, который осуществляет счет импульсов, каждый из которых соответствует расходу электроэнергии, равному 1 кВт.ч. Количество импульсов, накопленное счетчиком 25, соответствует общему расходу электроэнергии. Содержимое счетчика 25 через дешифратор 3 поступает на третий вход блока 17. сигнализации и на светоивдикаторе Расход электроэнергии высвечивается текущее значение расхода электроэнергии.

По полученному значению текущего .расхода электроэнергии устройство осуществляет контроль остаточного ресурса агрегата следующим образом.

Предварительно перед началом эксплуатации задатчиком 19 устанавливается необходимое значение ресурса для данного агрегата (по количеству расходуемой электроэнергии) в видеопределен

ного числа импульсов, которое накаплив ется вычитающим счетчиком I 8 и суммирующим счетчиком 26, Содержимое счетчика 26 через дешифратор 29 поступает на шестой вход блока 17 и на све- тоиндикаторе Заданный ресурс высвечивается число, показывающее заданный ресурс. 1

Выходной СИгНил дешифратора 22 поступает также на первый вход счетчика 18, который при этом осуществляет вычитание входного импульса от содержимого в этом счетчике. Оставшееся количество импульсов через дешифратор 27 поступает на четвертый вход блока 17 и на светоиндикаторе Остаточный ресурс высвечивается число, показывающее значение остаточного ресурса агрегата. При израсходовании заданного ресурса на выходе счетчика 18 появляется код {у1 соответствующий О, который поступае на вход дешифратора 28, В этом случа на его выходе появляется сигнал, ко торый вызьтает переключение триггера 31, Выходной сигнал с него поступает на пятый вход блока 17, включая свё- тоиндикатор Ресурс израсходован,

0

5

5 п

0

а также в блок 4 для блокировки включения агрегата. I

Таким образом, оператор по показаниям указанных светоиндикаторов контролирует остаточный ресурс агрегата, текущий расход электроэнергии, а при израсходовании заданного ресурса устройство блокирует включение, тем самым защищая углесос от дальнейшей эксплуатации. Формула изобретения

Устройство контроля и защиты уг- лесосного агрегата по авт, ев, № 1281751, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля ресурса ра- боты насоса, оно снабжено элементом сравнения и подключенными к нему задат- чиком ресурса и устройством контроля потребляемой электроэнергии, включающим последовательно соединенные преобразователь напряжение-частота, счетчик импульсов и дешифратор, при этом вход преобразователя напряжение-частота соединен с выходом фильтра низкой частоты, а выход элемента сравнения - с входом блока сигнализации.

Изобретение относится к насосостроению и позволяет расширить функциональные возможности путем обеспечения контроля ресурса насоса. Сигналы от датчиков 1 и 6 тока и напряжения поступают в перемножитель 8. Выходящий сигнал, пропорциональный потребляемой электродвигателем (Э) 5 мощности, поступает на вход преобразователя 20 напряжение-частота (ПНЧ) и через компаратор (К) 11 - в блок (Б) 4 управления Э 5. Сигнал с выхода ПНЧ 20 поступает в счетчик (С) 21 импульсов, сигнал на выходе которого соответствует количеству сработанной электроэнергии. В С 18 этот сигнал сравнивается с заданным значением и вырабатывается сигнал разности, отождествляемый с фактическим значением ресурса углесосного агрегата. При его израсходовании сигнал "0" с выхода С 18 поступает в Б 17 сигнализации и Б 4 для блокировки включения агрегата, выработавшего свой ресурс. 1 ил.