Электропривод переменного тока Советский патент 1992 года по МПК H02P5/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при регулировании скорости асинхронного электродвигателя изменением ЭДС. в частности скорости погружных электроцентробежных насрсов.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - зависимость первой гармоники ЭДС от третьей гармоники ЭДС асинхронного электродвигателя.Электропривод переменного тока содержит трехфазный асинхронный электродвигатель 1 с короткозамкнутым ротором, выводы статорных обмоток которого через длинный токоподвод 2 соединены с входом блока 3 резисторов, выпрямитель 4, трехфазный тиристорный преобразователь 5, входные выводы которого снабжены зажимами для подключения к сети питания, трехфазный силовой трансфо эматор 6, суммирующий элемент 7, выход которого присоединен к управляющему входу трехфазного тиристорного преобразователя 5, датчик 8 давления, блок 9 питания датчика давления, блок Юуправления функциональный преобразователь 11, фильтр 12 с возможностью реализации степенной

зависимости, ЭДС электродвигателя от величины третьей гармоники ЭДС нижних частот, вход которого подключен к выходу блока 3 резисторов, выход фильтра 12 нижних частот соединен с входом выпрямителя 4, выход которого присоединен к входу функционального преобразователя 11 степенной зависимости, выход которого подключен к одному входу суммирующего элемента 7, к другому входу которого присоединен выход блока 10 управления, вход которого соединен с выходом блока 3 питания датчика давления, вход которого подключен к нулевой точке вяоричной обмотки трехфазного силового трансформатора 6, выводы первичной обмотки которых соединены с соответствующим выходными выводами трехфазного тиристорного преобразователя 5, выводы вторичной обмотки трехфазного силового трансформатора 6 присоединены к выводам обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя 1, датчике давления одним выводом подключен к нулевому выводу статорной обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя 1, другой вывод датчика давления заземлен.

Электропривод работает следующим образом.

Трехфазный тиристорныйпреобразоваталь 5 служит для регулирования ЭДС двигателя, трехфазный силовой трансформатор 6 согласовывает напряжение сети с напряжением погрузного электродвигателя 1. Токоподвод 2 осуществляет передачу электроэнергии от трехфазного силового трансформатора 6, находящегося на поверхности (на устье скважины), к асинхронному двигателю, 1 находящемуся в скважине. Одновременно по токоподводу 2 передаются информация о величине третьей гармоники ЭДС двигателя и о давлении жидкости в скважине. Погрузной асинхронный электродвигатель 1 приводит во вращение центробежный насос, который откачивает жидкость из скважины на поверхность земли. Обмотка статора, кроме своего прямого назначения, выполняет также роль чувствительного элемента датчика ЭДС двигателя. Так, вследствие нелинейности кривой намагничивания асинхронного двигателя в его фазных обмотках, соединенных в звезду, имеются, кроме первой гармонической, третьи гармони ческие ЭДС. Зависимость между действующими значениями первой и третьей гармоническими ЭДС является нелинейной. Датчик 8 давления преобразовывает давление жидкости в скважине в частотно-моду пированный электрический сигнал, который через статорную обмотку

асинхронного двигателя 1, токоподвод 2 и вторичную обмотку трехфазного силового трансформатора б передается на поверхность земли, на вход блока 9 питания датчика 8 давления. Блок 10 управления датчика давления вырабатывают низкочастотный сигнал, несущий информацию о давлении жидкости в скважине, из частотно-модулированного сигнала, поступающего отдатчика 8 давления и преобразует его в аналоговый сигнал. Блок 3 резисторов состоит из трех линейных активных сопротивлений, соединенных В звезду и подключенных к вторичной стороне трехфазного силового трансформатора 6. Фильтр 12 нижних частот предотвращает возможность проникновения к выпрямителю 4 частотно-модулированного сигнала, выработанного датчиком 8 давления.-В выпрямитель 4 через фильтр 12 проходит только третья гармоническая ЭДС. Функциональный преобразователь 11 преобразует выпрямленное значение третьей гармоники ЭДС двигателя в сигнал обратной связи по первой гармонике ЭДС согласно зависимости

(E3).

В установившемся режиме сигнал управления трехфазным тиристорным преобразователем 5 находят из выражения

Uy U3-Uo.C.3+Uo.C.fl,

где Us сигнал задания на величину динамического уровня жидкости;

Оо.с.э - сигнал отрицательной обратной связи по ЭДС двигателя;

Uo.c.fl-сигнал положительной обратной связи по давлению жидкости в скважине.

Сигналу Uy соответствует определенные значения ЭДС и скорости двигателя, при этой скорости насос осуществляет разрешенный отбор жидкости из скважины. Если ЭДС двигателя уменьшается по какой-либо причине, например из-за отклонения величины напряжения в сети или изза повь1шения потерь напряжения в токоподводе, то уменьшается величина третьей гармоники, ЭДС двигателя между точками 13 и 14; уменьшается сигнал отриг цательной обратной связи Оо.с.э. Так как U3 const, то уменьшение Uo.c.a приводит к увеличению сигнала Uy: уменьшается угол открытия тиристоров, напряжение на выходе трехфазного тиристорного преобразователя 5 увеличивается, ЭДС асинхронного двигателя повышается приблизительно до прежнего уровня, скорость двигателя, подача насоса и динамический уровень жидкости в скважине остаются неизменными. Если динамический уровень жидкости уменьшается по какой-либо причине, например из-за уменьшения притока жидкости в скважину, то уменьшается сигнал положительной обратной связи по давлению ио.с. как U3 const, то уменьшение UO.C.A приводит к уменьшению сигнала Uy, увеличивается угол открытия тиристоров, уменьшается напряжение на выходе трехфазного тиристорного преобразователя, ЭДС двигателя, скорость двигателя и подача насоса, объем отбора жидкости из скважины. Динамический уровень жидкости остается неизмененным.

Таким образом, введение контура регулирования по значению давления в скважине путем воздействия на величину ЭДС асинхронного двигателя позволяет стабилизировать нагрузку двигателя, исключая срабатывание защиты от недогрузок и перегрузок электродвигателя при изменениях напряжения в сети и давления в скважине.

Формула изобретения Электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, выводы статорных обмоток которого через длинный токоподвод присоединены к входу блока резисторов, выпрямитель, трехфазный тиристорный преобразователь, трехфазный силовой трансформатор, суммирующий элемент, выход которого связан с управляющим входом трехфазного тиристорного преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены датчик давления с блоком питания, блок управления, функциональный преобразователь степенной зависимости, фильтр нижних частот, один из входов которого заземлен, а другой вход присоединен к выходу блока резисторов, выход фильтра нижних частот присоединен к входу выпрямителя, выход которого присоединен к входу функционального преобразователя с возможностью реализации степенной зависимости ЭДС электродвигателя от величины третьей гармоники, выход которого присоединен к одному из входов суммирующего элемента, к другому входу которого присоединен выход блока управления, вход которого присоединен к выходу блока питания датчика давления, вход которого присоединен к нулевой точке вторичной обмотки трехфазного силового трансформатора, выводы первичной обмотки которого присоединены к соответствующим выходным выводам трехфазного тиристорного преобразователя, три вывода вторичной обмотки трехфазного силового трансформатора присоединены к выводам обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя, один вывод датчика давления Т1рисоединен к нулевому выводу статорной обмотки асинхронного электродвигателя, другой вывод датчика давления заземлен.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при регулировании напряжения трехфазных асинхронных электродвигателей, в частно-.сти для погружных, электроце'нтробежных насосов. Цель изобретения - повышение надежности. Электропривод содержит трехфазный асинхронный электродвигатель 1.с короткозамкнутым ротором, длинный токо- подвод 2, блок резисторов 3, выпрямитель 4, трехфазный тиристорный преобразователь 5, трехфазный силовой трансформатор 6, суммирующий элемент 7, датчик 8 давления, блок 9 питания датчика давления, блок 10 управления датчика давления, функциональный преобразователь 11, фильтр 12 нижних частот. Поставленная цель достигается тем, что используются два контура регулирования: по ЭДС и по давлению в скважине. Отклонение одного из заданных параметров приводит к изменению угла регулирования трехфазного т^1ристорного преобразователя 5. По токоподводу 2 передается информация о величине третьей гар- моники ЭДС электродвигателя 1 и о давлении жидкости в скважине. 2 ил.