Устройство для защиты погружного электродвигателя от повреждения Советский патент 1982 года по МПК H02H7/09 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ

1

Изобретение относится к защите трахфазных электродвигателей, в частности к устройствам для защиты .погружных электродвигателей.

Известно устройство для защиты электродвигателя, содержащее измерительные трансформаторы тока орган сравнения в виде фазочувствительного детектора и исполнительный орган LlJ.

Недостатком устройства является . отсутствие органа контроля перегрузки электродвигателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее трансформаторы тока, орган сравнения, реагирующийи отклю« ающий элементы, снабженные элементом контроля перегрузки, который включен между вторичной обмоткой одного из трансформаторов тока и элементом сравнения, а реагирующий элемент включен между элементом сравнения и отключающим элементом L23Недостатком устройства защиты электродвигателей является то, что они не контролируют износ изоляции погружного электродвигателя и не предупреждают об аварийном износе изоляции статарных обмоток, так как в погружных электродвигателях по мере износа начинаются биения ротора, вследствие чего происходит стирание изоляции статорной обмот10ки, которое приводит к пробою изоляции и выходу из строя погрузного электродвигателя.

Цель изобретения - повышение надёжности .защиты погружного электро15двигателя, путем двухступенчатого контроля изоляции обмотки статора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты погружного электродвигателя, содер20жащее коммутирующий блок и блок трансформаторов тока, подключенных в цепь источника питания электродвигателя, выпрямительный блок, подклю39ченный к нулевому проводу и проводу одной фазы источника питания и соединенный с блоком управления, подклю ченного к коммутирующему блоку, срав нивающий блок, вход которого подключен к выходу блока трансформаторов тока, а выход - к исполнительному блоку, функционально связанному с блоком управления, дополнительно вводят формирователь сигнала износа, элемент ИЛИ и управляемый шунтирующий элемент, причем первый вывод влода формирователя износа изоляции подключен к проводу одной фазы источника питания до коммутирующего блока,второй вывод - за коммутирующи блоком, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход кото рого подключен к выходу исполнительного блока выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом управляемого шунтирующего элемента, включенног параллельно выходу выпрямительного блока, причем формирователь сигнала износа изоляции содержит выпрямитель ный диод, сглаживающий конденсатор, резистор тока утечки и два пороговых блока, причем анод выпрямительного диода подключен к первому выводу вхо да формирователя сигнала износа изол ции, а катод - к первым выводам сгла живающего конденсатора, резистора тока утечки и первого порогового бло ка, сигнальный вывод первого порогового блока подключен к входу второго порогового блока, сигнальный вывод второго порогового блока является выходом формирователя сигнала износа изоляции, причем вторые выводы сглаживающего конденсатора, резистора тока утечки, первого и второго поро вых блоков соединены между собой и подключены ко второму выводу входа формирователя сигнала износа изоляции. На чертеже изображена блок-схема устройства для защиты погружного электродвигателя. Устройство для защиты погружного электродвигателя 1 включает коммути рующий блок 2 с тремя главными контактами, подключенными к проводам в фазах Л, В, С и источника питания и связанной с блоком управления 3. Выпрямительный блок k включен в провод фазы С источника питания и с единен с блоком управления 3. Сравнивающий блок 5 подключен к блоку трансформаторов тока 6 и к исполни34тельному блоку 7. Блок трансформаторов тока 6 включен в цепь питания двигателя 1, формирователь сигнала износа изоляции 8 включает выпрямительный диод 9, сглаживающий конденсатор 10, резистор тока утечки 11 и два пороговых элемента 12 и 13. Первый пороговый блок 1.2 содержит неоновую индикаторную лампочку 1 и резистор 15, а второй пороговый блок 13 - стабилитрон 16 и резистор 17. Выпрямительный диод 9 подключен своим анодом к проводу фазы С источника питания до коммутирующего блока 2, а катодом - к первым выводам сглаживающего конденсатора 10, резистора тока утечки 11 и первого порогового блока 12.Сигнальный вывод первого порогового блока 12 соединен с первым выводом порогового блока 13. Первый вход элемента ИЛИ 18 подключен к сигнальному выводу второго порогового блока 13- Второй вход элемента ИЛИ 18 подключен к выходу исполнительного блока 7.Вторые выводы сглаживающего конденсатора 10, резистора тока утечки 11, первого 12 и второго 13 пороговых блоков, подключены к проводу фазы С за коммутирующим блоком 2. Выход элемента ИЛИ 18 подключен к управляющему входу управляемого шунтирующего элемента 19. Шунтирующий элемент 19 (например, тиристор) включен параллельно выходу выпрямителя k и входу блока управления 3. В цепи питания блока управления 3 включена лампочка 20, сигнализирующая об аварийном режиме погружного электродвигателя 1. По мере увеличения износа изоляции увеличи.вается ток утечки и падение напряжения на резисторе утечки 11. При достижении напряжения на резисторе 11 порогового значения происходит зажигание неоновой индикаторной лампочки I первого порогового блока 12 и через резистор 15 протекает ток. Включение первого порогового блока 12 сигнализирует об опасном износе изоляции погружного электродвигателя 1 . При дальнейшем износе изоляции noi- ружного электродвигателя 1 токи утечки через первый пороговый блок 12увеличиваются и падение напряжения на резисторе 15 достигает напряжения пробоя стабилитрона 16, второго порогового блока 13, что соот- . ветствует недопустимому износу изоляции погружного электродвигателя 1. При этом появляется ток через резис тор 17 и с этого резистора сигнал поступает на схему ИЛИ 18 и с нее на управляющий электрод шунтирующег элемента 19. Шунтирующий элемент 19 . срабатывает и отключает питание блока управления 3. С блока управле ния 3 на коммутирующий блок 2 больш не поступает сигнал на включение электродвигателя 1, Тем самым не допускается включение электродвигателя, сопротивление изоляции которого понизилось до недопустимо низких пределов. Если эксплуатация погружного двигателя с такой изоляции продолжалась бы,то это привело бы к пробою изоляции и сгоранию ста торной обмотки. Одновременно с вклю чением шунтирующего элемента 19 загорается лампочка аварийной сигнализации 20. Ток нагрузки электродви /гателя 1 контролируется блоком тран сформаторов тока 6, сигнал с которо подается на сравнивающий блок 5 и и полнительный блок 7При нормальной работе электродвигателя 1 сигнал на выходе сравнивающего блока 5 отсутствует, а при аварийных режимах, обрыве фазы или перегрузке, на его выходе появляется сигнал, который поступает на исполнительный блок 7. С выхода исполнительного блока 7 сигнал через схем ИЛИ 18 поступает на шунтирующий элемент 19,включая его. Шунтирующий элемент 19 отключает питание блока управления 3, с выхода которого на коммутирующий блок 2 поступает сигнал на отключение и лампочка аварийной сигнализации 20 загорается. Возобновить работу электродвигателя 1 можно только после устранения аварийного режима. Согласно команд датчиков 21 происходит автоматическое управление электродвигателем 1. Блок управления 3 позв.оляет перейти на ручное управление. Устройство работает следуюи4им образом. Соответствующие команды датчиков 21 поступают на блок управления 3, который управляет коммутирующим блоком 2, включающим и выключающим погружной электродвигатель 1. При из носе погружного электродвигателя 1 начинается постепенное стирание изоляции обмоток и появляются токи утечки через выпрямительный диод 9, резистор утечки 11 и изоляцию электродвигателя 1 на землю. Предложенное устройство позволяет повысить надежность защиты погружного электродвигателя, а именно: предупреждать об аварийном износе изоляции статорных обмоток, обеспечить защиту от обрыва фаз, перегрузок, заклинивания или незапускания и. обеспечить автоматическую блокировку двигателя с одновременным включением аварийной сигнализации и может найти широкое применение для защиты погружных электродвигателей. Формула изобретения 1. Устройство для защиты погружного электродвигателя от повреждения, содержащее коммутирующий блок, и блок трансформаторов тока, подключенных в цепь источника питания электродвигателя, выпрямительный блок, подключенный к нулевому проводу одной фазы источника питания и соединенный с блоком управления, подключенным к коммутирующему блоку, сравнивающий блок, вход которого подключен к выХОДУ блока трансформаторов тока, а выход - к исполнительному блоку, функционально связанному с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты погружного электродвигателя .путем двухступенчатого контроля изоляции обмотки статора, в него дополнительно введены формирователь сигнала износа изоляции, первый вывод входа формирователя износа сигнала изоляции подключен к проводу одной фазы источника питания до коммутирующего блока, второй вывод - за коммутирующим блоком, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу исполнительного блока, выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом управляемого шунтирующего элемента, включенного параллельно выходу выпрямительного блока. 2. Устройство по п . 1, о т л и ча ющееся тем, что формирова- тель сигнала износа изоляции содержит выпрямительный диод, сглаживающий конденсатор, резистор тока утечки и два пороговых блока, причем анод выпрямительного диода подключен