Устройство для автоматического удержания вала насосного агрегата

 

„„Я0„„1029364

СОНЭЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

g g Н 02 Р 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . и ВЪ орском свидетяпьстау

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 (21) 3284527/24-О7 (22) 29.64.81 (46) 15.07.83. Вюл. Н 26 (72) A. Ладажанов, А. Саидахмедов, А.А. Кадыров, Н. Абдуллаев и Б. Акбарходжаев (71) Узбекский научно-исследовательский институт энергетики и автоматики (53) 621.316 719(O88.8) (56) 1. Иарголин И.И. Точная остановка электроприводов, И.-Jl., 1965, c. .48, рис, 22.

?. Иейстель А.И, Динамическое торможение приводов с асинхронными двигателями, И.-Л., 1967, с. 114, рис. 43 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИАТИЧЕСКОГО УДЕРЖАНИЯ ВАЛА НАСОСНОГО АГРЕГАТА, содержащее электродвигатель переменного тока, выключатель пуска, контакты которого включены в фазы статорной обмотки электродвигателя, последовательно соединенные кнопKv "Стоп" и кнопку "Пуск", шунтированную замыкающим контактом выключателя пуска, источник постоянного тока, выключатель торможения, контакты которого включены в две >азы статорной обмотки электродвигателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы насосного агрегата путем повышения -точности определения момента подачи постоянного тока в статорную и роторную обмотки электродвигателя, в него введены реле времени с двумя замыкающими контактами с выдержкой времени на отключение, контактор с двумя замыкающими контактами, промежуточное реле с двумя замыкающими контактами, час" тотный датчик скорости с измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения, выводы которой подключены через первый замыкающий контакт реле времени к источнику постоянного тока, цепь, составленная из последовательно соединенных катушки индуктивности, емкогти и катушки реле максимального тока, снабженного замыкающим контактом, и подключенная последова" тельно к измерительной обмотке частот" ного датчика скорости, выключатель пуска снабжен дополнительными замыкающими и размыкающими контактами, а выключатель торможения - размыкающим контактом, включенным между кнопкой "Стоп" и одним выводом выключа" ® теля пуска, другой вывод которого со- g единен с первым выводом катушки реле %Ф Ф напряжения, второй вывод которой через один дополнительный замыкающий контакт выключателя пуска подключен к кнопке "Стоп", один вывод катушки контактора, один вывод реле времени, один вывод промежуточного ре" р ле и один вывод катушки выключателя торможения через дополнительный размыкающий контакт выключателя пус" ка соединен с одним из зажимов источника постоянного тока, а через вто" рой замыкающий контакт контактора с первым выводом роторной обмотки электродвигателя, второй вывод которой связан с катушкой выключателя торможения, другой зажим источника постоянного тока подключен к второму,ДР выводу катушки выключателя торможения через первый замыкающий контакт кон" тактора и через первый замыкающийконтакт реле напряжения — к другому выводу катушки реле времени, а замыкающие контакты, реле времени и ре.10293б4 ле максимального тока, шунтированного ле, - к другому выводу катушки hpo-. вторым контактом промежуточного ре- межуточного реле.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для автоматического удержания вала насосного, агрегата, приводимого синхронным или асинхронным электродвигателями, в период опорожнения напорного трубопровода.

Однако при использовании этого устройства для удержания вала насосного агрегата в Фиксированном положении надежность Работы Резко снижает- 45 ся, поскольку уменьшение скорости при подходе механизма к Фиксированному положению происходит с большим

Известно устройство для автоматического удержания вала насосного агрегата, содержащее асинхронный элект- >о родвигатель с фазным ротором, выключатель пуска с двумя группами кон» тактов, одна иэ которых включена в

Фазы статорных обмоток непосредственно, а другая - через резисторы, вы- 15 ключатель торможения, источник постоянного тока, один внвод которого че рез контакты выключателя торможения и контакт. выключателя пуска связан с выводом одной из Фаз статорной об- 20 мотки и нулевь м ее выводом, а вывод другой Фазы статорной обмотки через резистор, другой вывод источника постфянного тока, контакт выключателя торможения подключен к одной из фаз 25 роторной -обмотки, вторая Фаза которой. через контакт выключателя тормо- жения соединена с третьей фазой статорной обмотки. В цепь фаз роторной обмотки введены резисторы. В указан- зо ном устройстве электродвигатель переводится на пониженную скорость путем отключения его статорных обмоток от сети и подклочения в цепь обмоток статора и ротора дополнительных резисторов, а при подходе механизма на пониженной скорости к заданному положению конечного выклочателя точной остановки в последовательно включенные две статорнне и две роторные обмотки подается постоянный ток 1). 4О

2 ускорением, что затрудняет определение момента гюдачи напряжения B обмотки статора" и ротора, под действием которого обеспечивается торможение электродвигателя.

Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является устройство для.автоматического удержания вала насосного агрегата, содержащее электродвигатель переменного тока, выклочатель пуска, контакты которого включены в Фазы статорной .обмотки электродвигателя, последовательно соединенные кнопку "Стоп", и кнопку

"Пуск", шунтированную замыкающим кон" тактом выклочателя пуска, источник постоянного тока, выклочатель ториоже" ния с контактами. посредством которых источник питания подключают к соответствующим выводам статорнои и роторной обмоткам электродвигате" . Г23.

Недостатком этого устройства является отсутствие контроля скорости вращения вала. В связи с этим невозможно точно определить момент подклю" чения источника постоянного тока к обмоткам статора и ротора для осуществления торможения, что, в свою очередь, приводит к большим потерям и допол« нительному нагреву, т.е. к снижению надежности работы насосного агрегата.

Цель изобретения - повышение надежности работы насосного агрегата путем повышения точности определения момента подачи постоянного тока в статорную и роторную обмотки электродвигателя.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для автоматического удержания вала насосного агрегата, содержащее электродвигатель переменного тока, выключатель пуска, контак ты которого включены в Фазы статорной обмотки электродвигателя, последовательно соединенные кнопку "Стон" и кнопку "Пуск", шунтированную замыкающим контактом выклочателя пуска, источник постоянного тока, выклочатель

3 1 11293 торможения, контакты которого включены в две базы статорной обмотки электродвигатлея, введены реле времени с двумя замыкающими контактами с вы" держкой времени на отключение, контактор с двумя замыкающими контактами, промежуточное реле с двумя замыкающими контактами, частотный датчик скорости с измерительной обмоткой и обмоткой возбуждения, выводы которой подключены через первыйзамыкающий .контакт реле времени к источнику постоянного тока, цепь, составленная из последовательно соединенных катушки индуктивности, емкости и катушки реле максимального тока, снабженного замыкающим контак- том, и подключенная последовательно к измерительной обмотке частотного датчика скорости, выключатель пуска

20 снабжен дополнительными замыкающими и размыкающими контактами, а выклю" чатель торможения,- размыкающим контактом, включенным между кнопкой ."Стоп" и одним выводом выклочателя

25 пуска, другой вывод которого соединен с первым выводом катушки реле напряжения, второй вывод которой через один дополнительный замыкающий контакт выключателя пуска йодключен к кнопке Стоп", один вывод катушки контактора, один вывод реле времени, один вывод промежуточНого реле и один вывод катушки выключателя торможения через дополнительный размыкающий контакт выключателя. пуска соединен с одним из зажимов источника постоянного тока, а через второй замыкающий контакт контактора. - с первым выво- . дом.роторной обмотки электродвигателя, второй Вывод которой связан с 0 катушкой выключателя торможения, другой зажим источника постоянного тока подключен к второму выводу катушки выключателя торможения через первый замыкающий контакт контактора и через 45 первый замыкающий контакт реле напряжения — к.другому выводу катушки реле времени, а замыкающие контакты, реле времени и реле максимального тока, шунтированного вторым контактом про- щ межуточного реле, — к другому выводу катушки промежуточного реле.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства5 для автоматического удержания вала насосного агрегата; на Фиг. 7 - электрическая схема частотного датчика скорости; на Фиг. 3 -. конструкция ротора датчика скорости. устройство для автоматическОго удержания вала насосного агрегата содержит электродвигатель переменного

:тока, например синхронный, со ста:торной 1 H роторной 2 обмотками, вы ключатель пуска 3.1 с замыкающими контактами 3.2-3.6 и размыкающим контактом 3.7, замыкающие контакты 3.2, 3.3, 3.4 которого включены в Фазы статорной обмотки 1 синхронного электродвигателя, последовательно соединенные кнопку 4 "Стоп"., кнопку 5 .

"Пуск", шунтированную замыкающим контактом 3.5 выключателя пуска; выклю- . чатель 6.1 торможения с замыкающими контактами 6.2, 6.3 и размыкающим контактом 6.4, замыкающие контакты 6.2, 6.3 которого включены в две . азы статорной .обмотки электродвига" теля, источник 7 постоянного тока, реле 8.1 времени с двумя замыкающими контактами 8..2 и 833 (Фиг. 2 ) с вы держкой времени на отключение, контактор с катушкой 9.1 .и двумя замыкающими контактами 9.2 и 9.3, реле 10..1 напряжения с замыкающим контактом

1fl.2 и промежуточное реле 11. 1 .с двумя замыкающими контактами 11.2 "

11.3. С валом 1? синхронного электро" двигателя механически- связан частотный датчик 13 скорости.

Частотный датчик скорости содержи

С-образный магнитопровод 14, на котором расположены обмотка 15 возбуждения, подключенная через замыкающий контакт 8.3 реле времени к источнику 7 постоянного тока, и измерительная обмотка.16, последовательно с которой соединена цепь, состоящая из катушки 17 индуктивности, конденсатора 18 и катушки 19.1 реле максимального тока (фиг. 2 1,. снабженного замыкающим контактом 19.2, образующая резонансный контур. !

Ротор частотного датчика скорости представляет собой кольцо, составленное из чередующихся секторов .магнитного 20. и изоляционного 21 материалов, которое устанавливается на валу 12 электродвигателя (Фиг. 3).

Выключатель пуска дополнительно снабжен замыкающим 3. 6 и размыкающим 3.7 контактами, а выключатель торможения - размыкающим контак-. том 6.4, включенным между кнопкой 4

"Стоп" и одним выводом выключателя

5 1029 пуска, другой вывод которого соединен с первым выводом катушки реле 10.1 на" пряжения. Второй вывод реле 10.1 напряжения через дополнительный замы" кающий контакт 3.6 выключателя пуска подключен к кнопке "Стоп".

Пдин вывод катушки реле 8.1 времени, катушки 9.1 контактора, промежуточного реле 11.1 и катушки выключателя 6.1 торможения через допопнитель"10 ный размыкающий контакт 3.7 выключате" ля пуска соединен с одним из зажимов источника 7 постоянного тока, а через второй замыкающий контакт 9.3 комтактора - с одним выводом ро!

5 торной обмотки электродвигателя. е

Другой зажим источника 7 постоянного тока подключен к второму выводу катушки выключателя торможения

2О через первый эамыкающии контакт 9.2 контактора 9.1 и через первый замыкающий кочтакт 10 ° 2 реле напряженияк другому выводу катушки реле R.l времени, а через замыкающий кон25 такт 8.2 реле времени и замыкающий контакт 19.2 реле максимального тока - к другому выводу катушки проме" жуточного реле, причем замынающий контакт реле максимального тока шунтирован замыкающим контактом 11.2 промежуточного реле..

Устройство может быть снабжено аккумуляторной батареей 22, которая используется как резервный источник

t и запитывается от источника 7 постоянного тока через выпрямитель 23.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном состоянии выключа- 40 тель 3.1 пуска отключен от сети, и синхронный электродвигатель насосного агрегата не работает, выключатель 6.! торможения и катушка 9.I контактора отклочены.

При нажатии кнопки 5 "Пуск" получает питание выключатель 3.1 пуска.

Выклочатель пуска срабатывает и подключает размикающими контактами 3.2, 3 3, 3.4 синхронный электродвигатель к сети, одновременно срабатывает размыкающий контакт 3.7 в цепи выключателя торможения, замыкающий контакт 3.5, блокируя кнопку 5 "Пуск", и замыкающий контакт 3.6. Реле 10.1 55 напряжения срабатывает и замыкает контакт 10.2 в цепи катушки реле 8.1 времени.

При нажатии кнопки 4 "Стоп" или аварийном исчезновении напряжения питающей сети выключатель 3,1 пуска обесточивается и отключается электродвигатель от сети, размыкая контакты 3.?, 3.3, 3.4, одновременно размыкаются контакты 3.5 и 3.6 и замыкается контактом 3.7, подключая катушку 5 реле 8.1 времени к источнику питания.

Реле времени срабатывает и замыкает контактом 8.3 цепь обмотки !5 возбуждения датчика скорости, а контактом 8.2 - цепь катушки промежуточного репе 11.1 По истечении времени выдержки контакт 10.2 реле напряжения отключает катушку реле 8.1 времени.

Под действием потенциального момента в напорном трубопроводе скорость вращения вала синхронного электродвигателя и кольца частотного датчика скорости приближается к нулю. Замедление скорости вращения кольца приводит к уменьшению частоти пересечения воздушного зазора магнитопровода !4 секторами из магнитного 20 и изоляционного 21 материалов. Частота наводимой

ЭДС в катушке 16 изменяется пропорционально частоте вращения кольца. На около нулевой скорости вращения кольца последовательный резонансный контур из катушки 19.1 реле максимального тока, конденсатора 18 и катушки 17 индуктивности входит в резонанс. При этом срабатывает реле максимального тока и его контакт l9.2 подключает катушку 11 промежуточного реле. Промежуточное реле !1.1 шунтирует своим контактом 11.2 контакт 19.2, а контактом 11.2 подключает катушку 9.1 контактора. Контактор срабатывает и замыкает контакт 9.2 выключателя 6.! торможения. Выключатель торможения срабатывает и размыкает контакт 6.4.

1(онтакти 6.2, 6.3 виклочателя торможения и контакт 9.3 контактора подключают последовательно статорную обмотку 1 и роторную обмотку 2 к параллельно соединенным выпрямителю 23 и аккумуляторной батареи 22. При этом электромагнитный момент, вызванный постоянным током в статорно" обмотке 1 и роторной обмотки ?, удерживает вал двигателя в неподвижном состоянии.

После истечения времени, необходимого для опорожнения напорного трубопровода, реле времени размыкает контактом 8.3 цепь обмотки 15 возбужде7

102936ч 8 ния частотного датчика скорости, а В примере конкретного выполнения контактом 8.2 - цепь катушки проие- устройства в качестве приводного жуточного реле 11 ° 1, промежуточное электродвигателя принят синхронный реле разшунтирует контактом 11,2. . электродвигатель. Устройство также контакт l9,2, а контактом 11 ° 3 - цепь 5 применимо к насосным агрегатам с . катушки 9.1 контактора. Контактор . асинхронными электродвигателями с контактом 9.2 размыкает цепь выклю- разным роторои. чателя 6.1 торйожения. Контакты 9.3 Использование предлагаемого устконтактора и контакты 6.2, 6.3 вы- ройства исключает обратное вращение ключателя 6.1 торможения размыкают 10 вала насосного агрегата и приводит статорную обмотку 1 и роторную обмот- к снижению капитальных затрат на иэ" ку 2, а контакт 6.4 выключателя 6.1 готовление электродвигателя, к умень" торможения замыкает цепь выключате- шению количества ревизий агрегата и ля 3.l пуска. Схема приводится в ис-, повышению надежности работы насосных .ходное состояние. станций.

1029364

Составитель А. Головченко

Редактор И. Касаоца Texgeg А.Бабинен 1(орректоо

Заказ 996/54 Тираж 467 . .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)03$ Иосква Х-Я Разовская наб. 8. 4/$

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 1