Устройство для защиты электродвигателя Советский патент 1980 года по МПК H02H7/85 F04D1/00 

Изобретение относится к области гидромзилиностроения, а именно к уст ройствам для згидиты электродвигател погружных центробежных насосов для глубоких скважин. Известно устройство для защиты электродвигателя от выхода из строя при срыве подачи погружного насоса, содержащее измеритель тока, включенный в цепь питания электродвигателя преобразователь тока, вход которого подключен к выходу преобразователя, и последовательно соединенные схему сравнения, блок задержки и блок отключения электродвигателя l. Недостатком устройства является невозможность обеспечить эахдиту электродвигателя при изменениях напряжения питания. Известно также устройство для за щиты электродвигателя, содержащее измерительные трансформаторы напряжения и тока, включенные в цепь питания электродвигателя, преобразователи напряжения и тока, вход каждого из которых подключен к выходу одноименного трансформатора, а их выходы - к входу сумматора, и последовательгйо соединенные схему сраз:4ения, блок задержки и блок отключения электродвигателя 2. Для такого устройства характерна недостаточная надежность защиты электродвигателя от отключения, при колебаниях напряжения в цепи питания электродвигателя. В случае использования данного электродвигателя в качестве привода погружных цеятробежны;. насосов для глубоких скважин зто приводит к снижению надежности защиты электродвигателя при прекращении додачи жидкости на его входе. Это явление связано с конструктивнымр особенностями электродвигателей для погружных центробежных насосов (малый диаметр при большой длине, увеличанный радиальный зазор между статором и ротором и т.д.) и самого насоса. Эксперименташьно установлено, что измененке потребляемого тока электродвигателем погружног9 насоса в процессе изменения режима аботы последнего от ноьшнального до срыва подачи соизмеримо с таким же изменением потребляемого тока, выэванHHtv, отклонением напряжения питания сети от номинального значения.

Цель изобретения - повышение надежности защиты электродвигателя при использовании его в качестве Привода погружных центробежных насосов для глубоких, скважин.

Поставленная цель достигается тег/, что вход преобразователя тока дополнительно подключен к выходу трансформатора напряжения, а вход преобразователя напряжения - к выходу трансформатора тока.

На чертеже представлена схема устройства для защиты электродвигателя.

Устройство для защиты электродвигателя 1 содержит измерительные Трансформаторы 2 и 3 соответственно напряжения и тока, включенные в цеп 4 питания электродвигателя, преобразователи 5 и 6 соответственно напряжения и тока, вход каждого из которых подключен к выходу одноименного трггнсформатора, а их выходы к входу сумглатора 7, и последовател но соединенные схему 8 сравнения, блок 9 задержки и блок 10 отключени электродвигателя. Вход преобразователя 6 тока дополнительно подключен к выходу трансформатора 2 напряжения, а вход преобразователя 5 напряжения - к выходу трансформатора 3 тока. Элекогродвигатель служит в качестве привода насоса 11. Для выключения электродвигателя 1 предусмрен коммутационный аппарат 12.

Устройство работает следующим об разом.

.С трансформаторов напряжения 2 и тока 3 на входы Y..V-., Y , Y, преобразователей 5, G непрерывно лоступа о ;- , соответствующие з еличинам лотребляемо1о тока и приложенюго яапря;кеь-ия цепи питания и электродвигателя 1 о автробежного насоса 11. В преобразователе 6 происходит преобразование величин потребляемого тока и приложенного напряжения в величину, соответствующую актязной составляющей потребляемого тока ( ;j cos м } . Е преобразователе 5 эти же величины преобразуюся соответственно в величину активной составляющей приложенного напряжения (и cos ) .С выходов преобразователей ;5,6 преобразованные сигналы поступают на входы суг-шатора 7. Для получения при суммировании требуемого сооткошения меж.ду преобразованными сигналами тока и напряжения в преобразователе 5 производится дополнительно корректировка величины и cos f . Коррекция осуществляется с помощью величины К, численно равной отношению величины потребляемого электродвигателем тока при номинальной нагрузке к номинальному напряжению питагапей сети.

В сумматоре 7 производьтся суммирование выходных сигналов JCOS f и

KU cos 45 в единый аналоговый сигнал J cosM + ки cos Ч .

Таким образом, с помощью преобразователей 5, б и сук& атора 7 осуществляется преобразование и суммирование величины потребляемого электродвигателем тока и величины приложенного напряжения в единый сигнал который практически не изменяется при значительных отклонениях величины напряжения, приложенного .к электродвигателю 1, от номинального значения, но существенно изменяется в результате снижения нагрузки на влу электродвигателя 1 насоса 11,что характерно при работе насоса 11 в режиме срыва подачи жидкости на его входе.,

Далее сигнал ( ЭсозЧ -f KU cos -f с выхода сумматора 7 поступает на вход схемы 8 сравнения, где он сравнивается с установленной заранее величиной, равной значению сигнала ЗсоаЧ + ки собЧ при работе насоса 11 в режиме срыва подачи жидкости на его входе при достижении равенства величины выходного сигнала сумматора 7 (J cos Ч + KU cos -f ) установленной заранее величиной, что возникает в .случае срыва подачи жидкости на входе работающего насоса 11. На выходе схемы 8 сравнения появляется сигнал, который через блок 9 задержки подается на блок 10 отключения электродвигателя, управляющий работой коммутационного аппарата 12, который разрывает цепь питания электродвигателя 1, Блок 9 задержки предназначен для исключения ошибочного отключения коммутационного аппарата 12 при возможном появлении сигнала на выходе схемы 8 сравнения во время кратковременных переходных процесов в работе электродвигателя 1 и насоса 11.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными существенно повышает надежность защиты электродвигателя в условиях значительных отклонений напряжения питающей сети от номинального значения, за счет чего предполагается сократить время простоев насоса и скважины.

Формула изобретения

Устройство для защиты электродвигателя, содержащее измерительные трансформаторы напряжения и тока, включенные в цепь питания электродвигателя, преобразователи напряженин и тока, . каждого из которых подключен к выходу одноименного трансформатора, а их выходы к вхо;ду сумматора, и последовательно соединенные схему сравнения, блок задержки и блок отключения

электродвигателя, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты электродвигателя при использовании его в качестве привода погружных центробежных насосов для глубоких скважин, вход преобразователя тока дополнительно подключен к выходу трансформатора напряжения, а вход

преобразователя напряжения - к выходу трансформатора тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции № 2086857, кл. F 04 D 27/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 417869, кл. Н 02 Н 7/085, 1974.