Устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратнопоступательного движения Советский патент 1980 года по МПК H02P7/62 H02K41/02 

ватёльности. .При возникновении Takoro режима образуется непосредственная связь между многофазной обмоткой статора и землей.Нулевая составляющая тока, являющаяся контролируемым параметром, приводит к коррозии металлического оборудования, а также нарушению электрической прочности изоляции электродвигателя, то есть снижает надежность устройства Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. Указанная цель достигается тем,что в известное устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратно-поступательного движения, фазы которого включены в звезду с ну левой точкой, содержащее блок формирования сигнала о положении подвижного элемента электродвигателя с трансформаторным датчиком положения, трансформатором тока и управляемым вентилем .и блок выделения и регистра ции сигнала о положении подвижного элемента, подключенный к блоку ревер са и связанный с блоком формирования через силовой кабель и вторичную обмотку питающего трансформатора, введены низкочастотный и высокочастотный фильтры, связанные своими выхода ми с одним из силовых электродов вен тиля , управляющий электрод которого включен во вторичную обмотку датчика положения, подключенного своей первичной обмоткой к нулевой точке звез ды электродвигателя и одной из его фаз, вход низкочастотного фильтра и второй силовой электрод вентиля подключены ко вторичной обмотке трансформатора тока, а вход высокочастотного фильтра соединен с нулевой точкой звезды фаз электродвигателя. Такое выполнение устройства позво ляет исключить непосредственную связь между многофазной обмоткой ста тора и землей как в начале хода, так и в момент отключения электродвигателя от питающей сети, то есть исклю чить несимметричный режим работы линейного электродвигателя. Подключение нулевой точки электродвигателя к земле через высокочастотный фильтр позволит исключить режимы работы двигателя,снижающие, энергетические показатели двигателя (например, умен шение тягового усилия в начале и кон це хода вторичного элемента), а отсутствие низкочастотных токов, проте кающих по насосно-компрессорным трубам, позволит полностью исключить коррозию оборудования, повысить элек рическую прочность электродвигателя и блока формирования сигнала, что в условиях погружения электродвигате ля в сквгикину повышает надежность ра боты устройства в целом. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратно-поступательного движения соержит блок формирования сигнала о оложении подвижного элемента электродвигателя, устанавливаемый в герметизированное пространство электродвигателя, и блоки вьщеления и регистрации сигнала и реверса/ которые устанавливаются на наружной поверхности. Блок формирования сигнала включает в себя датчик 1 трансформаторного типа, расположенный по торцам статора электродвигателя (на схеме условно показан только один датчик), трансформатор 2 тока., низкочастотный 3 и высокочастотный 4 фильтры и управляемый вентиль, например, тиристор 5,Выходы низкочастотного 3 и высокочастотного 4 фильтров через ограничительные резисторы б и 7 подключены к аноду тиристора 5. Вход низкочастотного фильтра 3 и катод тиристора 5 подключены к вторичной обмотке трансформатора 2 тока, первичная обмотка которого включена последовательно с фазой линейного электродвигателя 8. Управляющий электрод тиристора 5 подключен к вторичной обмотке датчика 1 трансформаторного типа, первичная обмотка которого включена в цепь Фазы линейного электродвигателя или в цепь дополнительной обмотки, установленной в корпусе статора и имеющей индyктивнs o связь с Лазами статора.В качестве ярма датчика 1 трансформаторного типа используется ферромагнитная вставка, входящая в конструкцию подвижного элемента. Ферромагнитная вставка крепится в концевой части подвижного элемента линейного электродвигателя. Вход высокочастотного фильтра 4 соединен с нулевой точкой фаз линейного электродвигателя 8, которая через статорные обмотки электродвигателя и силовой кабель 9 соединена со вторичной обмоткой питающего трансформатора 10. Нулевая точка этого трансформатора подключена к блоку выделения и регистрации сигнала, который включает в себя высокочастотный фильтр 11 и генератор 12 высокочастотных колебаний, выход генератора. 12 подключен на вход блока 13 реверса электродвигателя. Устройство работает следующим образом. При достижении подвижным элементом электродвигателя конечного положения срабатывает датчик 1 трансформаторного типа. На выходе датчика 1 появляется ЭДС с частотой питающей сети, положительная полуволна которой поступает на управляющий электрод тиристора 5. Тиристор 5, включенный во вторичную обмотку трансформатора 2 через низкочастотный фильтр 3 и ограничительный резистор 6, открывается. В цепи, состоящей из тиристора 5, низкочастотного фильтра 3 ограничительного резистора 6 и вторичной обмотки трансформатора 2, протекает ток, oпpeдeляe 4Ый уровнем положительной полуволны напряжения.Одновременно при открывании тиристора 5 появляется цепь для протекания тока от высокочастотного генератора 12 генератор 12, высокочастотный фильтр 11, вторичная обмотка трансформатора 10, силовой кабель 9/ фаза двигателя 8, высокочастотный Фильтр 4, ограничительный резистор 7, тириетор 5, металлический корпус погружного электродвигателя 8.

Ток в цепи высокочастотного генератора будет прерывистьом, поскольку цепь для протекания положительной полуволны с частотой высокочастотного генератора появляется только тогда, когда срабатывает датчик 1, и тиристор 5 откроется. Данный сигнал поступает на вход блока 13 реверса, который срабатьюает только в конце хода подвижного элемента.

При достижении подвижным элементом электродвигателя 8 другого крайнего положения устройство работает аналогично.

Напряжение во вторичной обмотке трансформатора 2 тока и сопротивление резисторов 6, 7 подбираются из условия величины тока удержания ти ристора. 5.

Устройство для управления линейным электродвигателем возвратно-поступательцого движения благодаря исключению несимметричного режима работы линейного электродвигателя как в конце хода, так и в начале кода подвижного элемента позволяет йсключить режимы работы двигателя, приводящие к преждевременному выходу его из строя. В результате межремонтный период работы линейного двигателя увеличивается не менее, чем в два

раза, благодаря чему исключается операция подъема линейного электродвигателя из скважины для его ремонта и его спуска в скважину.

- Формула изобретения

Устройство для управления погружным линейнсл электродвигателем возвратно-поступательного движения, фазы которого включены в звезду с ну левой точкой, содержащее блок формирования сигнала о положении подвижного элемента электродвигателя с трансформаторньм датчиком положения, трансформатором тока и управляемым

5 вентилем и блок вьаделения и регистрации сигнала о положении подвижного элемента, подключенный к блоку реверса и связанный с блоком формирования через силовой кабель и вторичную

0 обмотку питающего трансформатора,о тл и чающееся тем, что, с целью повышения надежностн, блок формирования сигнала о положении подвижного элемента содержит низкочастотс вЬ1й и высокочастотный фильтры, связанные своими выходами с одним из СИЛОВЬЕ: электродов вентиля, управляющий электрод которого включен во вторичную с бмотку датчика положения,подклгоченного своей первичной обмоткой

к нулевой точке звезды электродвигателя и из его фаз, вход низкочастотного фильтра и второй силовой электрод вентиля подключены ко вторичной обмотке трансформатора тока,

5 а вход высокочастотного Фильтра соединен с аулевоЛ точкой звезды фаз электродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1- Патент Швеции № 334409, кл. R 02 К 33/14, 196$.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2384075,кл.Н 02 Р 7/62, 1976.

9

1I .. Лtin miriA

d-CTH-i