УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ И

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ И "СУХОГО ХОДА" ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА


RU (11) 2309298 (13) C2

(51) МПК
F04D 15/00 (2006.01)
H02H 7/08 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.10.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005129675/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.09.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.09.22 
(43) Дата публикации заявки: 2007.03.27 
(45) Опубликовано: 2007.10.27 
(56) Аналоги изобретения: SU 1359840 A1, 15.12.1987. RU 2184414 C1, 27.06.2002. SU 1410175 A1, 15.07.1988. SU 1224893 A2, 15.04.1986. CA 1056448, 12.06.1979. 
(72) Имя изобретателя: Гетманенко Владимир Михайлович (RU); Забродин Борис Викторович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Ленина, 21, ФГОУ ВПО АЧГАА 

(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ И "СУХОГО ХОДА" ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электродвигателей погружных электронасосов от исчезновения воды в скважине. Технический результат заключается в повышении надежности защиты электродвигателей погружных электронасосов при исчезновении воды в скважине. Для этого устройство содержит три трансформатора тока, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный двухполупериодный выпрямитель, потенциометр, RC-цепь с диодом, первый компаратор, элемент индикации и выходное реле, также введены два компаратора, трансформатор тока, подключенный к одной из фаз сети, один выход которого соединен с общей шиной, другой подключен к инвертирующему входу второго компаратора, инвертирующий вход третьего компаратора подключен к фазному проводу той же фазы, выход второго компаратора соединен с первым входом логических элементов (ЛЭ) 2И и 2И-НЕ, выход ЛЭ 2И-НЕ соединяется с вторым входом ЛЭ 2И, выход которого соединен с инвертирующим входом интегратора, к выходу которого присоединен один вывод ключа, второй вывод ключа присоединен к резистору, резистор также подключен к конденсатору и не инвертирующему входу повторителя, инвертирующий вход и выход которого соединены в общую точку, которая соединяется с вторым входом логического элемента ИЛИ и вторым RS-триггером, к выходу которого подключен второй элемент индикации. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электродвигателей погружных электронасосов от исчезновения воды в скважине.

Известно устройство защиты погружного электронасоса от «сухого хода» [1], содержащее датчик «сухого хода» с замыкающими контактами, реле постоянного тока, первая пара размыкающих контактов которого включена в цепь питания катушки магнитного пускателя, понижающий трансформатор, выпрямительный мост, цепь управления реле постоянного тока подключена к выходу выпрямительного моста, при этом параллельно входу выпрямительного моста подключена последовательная цепь из второй пары размыкающих контактов реле постоянного тока и замыкающих контактов датчика «сухого хода», вход выпрямительного моста через гасящий резистор подключен к вторичной обмотке понижающего трансформатора, первичная обмотка которого подключена к сети.

Недостатком данного устройства является низкая надежность водоснабжения при обрыве провода, идущего к датчику «сухого хода», так как в этом случае электродвигатель невозможно включить.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для защиты погружного электродвигателя от перегрузки и «сухого хода» [2], содержащее три трансформатора тока, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный двухполупериодный выпрямитель, входы которого соединены с выводами соединенных в звезду вторичных обмоток трансформаторов тока, потенциометр, подключенный к выводам трехфазного двухполупериодного выпрямителя, первую RC-цепь с диодом, первый вывод резистора, зашунтированного диодом, точку соединения второго вывода резистора и первого вывода конденсатора, которые подключены соответственно к регулируемому выводу потенциометра и инвертирующему входу первого компаратора, два элемента индикации и выходное реле, контакт которого включен в цепь управления исполнительного органа, силовые контакты которого включены в фазы питающей сети, один из выходов трехфазного двухполупериодного выпрямителя и второй вывод конденсатора первой RC-цепи подключены к общей шине, второй компаратор, вторую, аналогичную первой, RC-цепь с диодом, подключенную между регулируемым выводом потенциометра и инвертирующим входом второго компаратора, третью RC-цепь, резистор которой подключен к регулируемому выводу упомянутого потенциометра, параметрический стабилизатор, входы которого подключены параллельно конденсатору третьей RC-цепи, первый и второй RS-триггеры и логические элементы ИЛИ и НЕ, при этом не инвертирующий вход второго компаратора подключен к выходу параметрического стабилизатора, вход логического элемента НЕ соединен с выходом второго компаратора, выходы первого компаратора и логического элемента НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента ИЛИ и входами первого и второго RS-триггеров, к входу каждого из которых подключен элемент индикации, к выходу логического элемента ИЛИ подключено выходное реле, самоудерживающееся своим замыкающим контактом.

Недостатком является низкая надежность для погружных электродвигателей с большим током холостого хода.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности защиты электродвигателей погружных электронасосов при исчезновении воды в скважине.

Для достижения этого технического результата в устройстве защиты от перегрузки и «сухого хода» электродвигателя погружного электронасоса, содержащем три трансформатора тока, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный двухполупериодный выпрямитель, входы которого соединены с выводами соединенных в звезду вторичных обмоток трансформаторов тока, потенциометр, подключенный к выходам трехфазного двухполупериодного выпрямителя, RC-цепь с диодом, первый вывод резистора, зашунтированного диодом, точку соединения второго вывода резистора и первого вывода конденсатора, которые подключены соответственно к регулируемому выводу потенциометра и инвертирующему входу первого компаратора, элемент индикации и выходное реле, контакт которого включен в цепь управления исполнительного органа, силовые контакты которого включены в фазы питающей сети, один из выходов трехфазного двухполупериодного выпрямителя и второй вывод конденсатора RC-цепи подключены к общей шине, в устройство дополнительно введены два компаратора, трансформатор тока, подключенный к одной из фаз сети, один выход соединен с общей шиной, другой подключен к входу второго компаратора, вход третьего компаратора подключен к фазному проводу той же фазы, выход второго компаратора соединен с первым входом логических элементов 2И и 2И-НЕ, выход третьего компаратора подключен ко второму входу логического элемента 2И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом логического элемента 2И, выход которого соединен с входом интегратора, к выходу которого присоединен один вывод ключа, второй вывод ключа присоединен к резистору, резистор также подключен к конденсатору и не инвертирующему входу повторителя, инвертирующий вход и выход которого соединены в общую точку, которая соединяется с вторым входом логического элемента ИЛИ и вторым RS-триггером, к выходу которого подключен второй элемент индикации.

Изобретение поясняется двумя чертежами. На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства. На фиг.2 показана диаграмма работы устройства.

Устройство содержит три трансформатора тока 1, устанавливаемые в фазы питающей сети, и трансформатор тока 2, устанавливаемый в одну из фаз питающей сети, коммутируемый силовыми контактами 3 исполнительного органа, электродвигатель 4. Трехфазный двухполупериодный выпрямитель 5, входы которого соединены с выводами соединенных в звезду вторичных обмоток трансформаторов тока 1. Потенциометр 6 подключен к выходам трехфазного двухполупериодного выпрямителя 5, RC-цепь с диодом 7 и резистором 8, первый вывод которого зашунтирован диодом 7, и точка соединения второго вывода резистора 8 и первого вывода конденсатора 9 подключены соответственно к регулируемому выводу потенциометра 6 и входу первого компаратора 10, выход которого соединен с входом RS-триггера 11, к выходу которого подключен элемент индикации 12. Выход первого, компаратора 10 соединен с первым входом элемента ИЛИ 13. Выход логического элемента ИЛИ 13 соединен с выходом реле 14, которое самоудерживается своим замыкающим контактом 15. Другой вход выходного реле 14 соединен с общей шиной. Выход замыкающего контакта 15 подключен к плюсу питания. Контакт выходного реле 14 включен в цепь управления исполнительного органа, силовые контакты 3 которого включены в фазы питающей сети. Один из выходов трехфазного двухполупериодного выпрямителя 5 и второй вывод конденсатора 9 первой RC-цепи подключены к общей шине. Второй компаратор 16 подключен к трансформатору тока 2, третий компаратор 17 подключен к фазному проводу 18 той же фазы. Выход компаратора 16 соединен с первыми входами логических элементов 19 и 20. Выход компаратора 17 подключен к второму входу элемента 20, с выхода которого сигнал поступает на второй вход логического элемента 19 выход которого, через резистор 21 подключен к интегратору 22. Параллельно инвертирующему входу и выходу интегратора 22 подключен конденсатор 23 и ключ 24, не инвертирующий вход интегратора 22 соединен с общей шиной. К выходу интегратора 22 подходит аналоговая ячейка памяти, входом которой является ключ 25, резистор 26 соединен одним концом с ключом 25, а вторым с входом конденсатора 27 и не инвертирующим входом повторителя 28, выход конденсатора 27 соединен с общей шиной, инвертирующий вход и выход повторителя 28 соединены в общую точку, которая и является выходом аналоговой ячейки памяти. К нему присоединены второй вход логического элемента ИЛИ 13 и вход RS-триггера 29, к выходу которого подключен элемент индикации 30.

Устройство работает следующим образом.

После замыкания силовых контактов 3 исполнительного органа по обмоткам электродвигателя 4 и трансформаторов тока 1 и 2 протекает ток. Напряжение с вторичных обмоток трансформаторов тока 1 поступает на выпрямительный мост 5. С его выхода выпрямленное напряжение прикладывается к потенциометру 6. С потенциометра 6 через RC-цепь, резистор 8 - конденсатор 9, часть напряжения, пропорционального току нагрузки, прикладывается к инвертирующему входу первого компаратора 10. Одновременно с трансформатора тока 2 и фазного провода 18 подается ток и фазное напряжение соответственно на инвертирующие входы компараторов 16 и 17.

При номинальном токе нагрузки напряжение на инвертирующем входе первого компаратора 10 меньше, чем на его не инвертирующем входе, поэтому на выходе первого компаратора 10 напряжение отсутствует.

Ток и напряжение (кривые 1 и 2, фиг.2) подаются на компараторы 16 и 17, с помощью которых получают прямоугольные импульсы (кривые 3 и 4, фиг.2). Логические элементы 19 и 20 преобразуют два входных сигнала в прямоугольные импульсы, ширина которых пропорциональна углу сдвига фаз между током и напряжением (кривая 5, фиг.2). С помощью интегратора 22 происходит интегрирование полученных импульсов (кривая 6, фиг.2), а аналоговая ячейка памяти, выполненная на повторителе 28, осуществляет изменение напряжения (кривая 7, фиг.2). Устройство работает при изменении угла от 0 до 90°. При наличии воды в скважине на выходное реле 14 подается напряжение, недостаточное для его срабатывания.

При перегрузках электродвигателя по току через выдержку времени, определяемую параметрами RC-цепи резистор 8 - конденсатор 9, на не инвертирующем входе первого компаратора 10 напряжение превышает потенциал входа, на выходе первого компаратора 10 - «1», переключающая RS-триггер 11 в единичное состояние, сигнализируя с помощью лампы 12 о перегрузке. Одновременно на выходе элемента ИЛИ 13 - «1», включающая выходное реле 14, которое контактом 15 удерживается в сработанном состоянии и воздействует на исполнительный орган, отключая электродвигатель 4.

При исчезновении воды в скважине происходит резкое уменьшение реактивной составляющей фазного тока, тем самым изменяется (увеличивается) угол между током и напряжением, вследствие чего через интегратор подается большее напряжение, что приводит к срабатыванию выходного реле 14, которое контактом 15 удерживается в сработанном состоянии и воздействует на исполнительный орган, отключая электродвигатель 4. Одновременно срабатывает RS-триггер 29, включая элемент индикации 30, свидетельствующий о возникновении «сухого хода».

Источники информации

1. Патент РФ №2184414, Н02Н 7/08, 7/093, 2002, Б №18 (II ч).

2. А.с. СССР №1359840, Н02Н 3/08, 3/12, 1987, Б №46 - прототип.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Устройство для защиты погружного электродвигателя от перегрузки и «сухого хода», содержащее три трансформатора тока, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный двухполупериодный выпрямитель, входы которого соединены с выводами соединенных в звезду вторичных обмоток трансформаторов тока, потенциометр, подключенный к выходам трехфазного двухполупериодного выпрямителя, первую RC-цепь с диодом, первый вывод резистора, зашунтированного диодом, и точку соединения второго вывода резистора и первого вывода конденсатора, которые подключены соответственно к регулируемому выводу потенциометра и входу первого компаратора, выход которого соединен с первым входом логического элемента ИЛИ и с первым RS-триггером, к выходу которого подключен элемент индикации, выход логического элемента ИЛИ соединен с выходным реле, контакты которого включены в цепь управления исполнительного органа, силовые контакты которого включены в фазы питающей сети, после замыкания силовых контактов исполнительного органа по обмоткам электродвигателя и трансформаторов тока протекает ток, один из выходов трехфазного двухполупериодного выпрямителя и второй вывод конденсатора первой RC-цепи подключены к общей шине, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два компаратора, трансформатор тока, подключенный к одной из фаз сети, один выход соединен с общей шиной, другой подключен к входу второго компаратора, вход третьего компаратора подключен к фазному проводу той же фазы, выход второго компаратора соединен с первым входом логических элементов 2И и 2И-НЕ, выход третьего компаратора подключен ко второму входу логического элемента 2И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом логического элемента 2И, выход которого соединен с входом интегратора, к выходу которого присоединен один вывод ключа, второй вывод ключа присоединен к резистору, резистор также подключен к конденсатору и неинвертирующему входу повторителя, инвертирующий вход и выход которого соединены в общую точку, которая соединяется с вторым входом логического элемента ИЛИ и вторым RS-триггером, к выходу которого подключен второй элемент индикации.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru