Устройство контроля вращающего момента на валу электродвигателя электробура по наземным параметрам

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1п 576543

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2311671 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.10.77. Бюллетень J¹ 38 (45) Дата опубликования описания 14.10.77 (51) М. Кл." G 01Р, 21!06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. А. Айзуппе и П. М. Фридман

Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА

НА ВАЛУ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОБУРА

ПО НАЗЕМНЫМ ПАРАМЕТРАМ

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны устройства контроля вращающего момента на валу электродвигателя, состоящие из группы измерительных трансформаторов, статического преобразователя мощности, переключателей с потенциометрами, имитирующими углубление скважин, квадраторов и указывающих приборов (1).

Однако такие устройства имеют большую (до 30%) погрешность при контроле несимметричных систем.

Известно также устройство УКМ-З, содержащее те же основные элементы, но благодаря тому, что потенциометры, имитирующие потери, подключены параллельно обмоткам напряжения преобразователя мощности, оно применимо для случая несимметричных систем, (2).

Недостатком этого устройства является отсутствие контроля напряжения на зажимах электробура.

Цель изобретения — обеспечение контроля напряжения на зажимах электродвигателя.

Это достигается тем, что в устройство контроля вращающего момента на валу электродвигателя электробура по наземным параметрам, содержащее трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, вспомогательные трансформаторы тока, потенциометры и преобразователь мощности, обмотки напряжения которого подключены к трансформаторам напряжения и соединены с потенциометрами, включенными во вторичную цепь вспомогательного трансформатора тока, а токовые обмотки преобразователя мошности соединены с первичной обмоткой этого трансформатора, во вспомогательный трансформатор тока введена дополнительная обмотка, нагруженная на со1р противленпе и подключенная параллельно обмотке напряжения преобразователя мощности, а цепь трансформатора напряжения н другой вторичной обмотки вспомогательного трансформатора тока подключена к обмотке напря1,-, жения преобразователя мощности через измеритель напряжения.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вспомогательные трансформаторы тока ВТТ и ВТТ„первичные обмотки каждого из которых соединены последовательно с первичными обмотками другого ВТТ и через токовые цепи преобразователя мощности подключены к трансформаторам тока (ТТа илн ТТс) °

Одна из пар вторичных обмоток ВТТ и

ВТТ, нагружена на сопротивления Ят и Кт и через сопротивления Rs и R 8 подключена к обмоткам напряжения преобразователя мощ30 ности. Другая пара нагружена на потенцио576543

30 мстpl»1 R2 — Iy)) и R 2---R ); н чсрсз со)) )0 ПВ,))c-!!!!5! R r Il 11 l! II;HI!.1)!! Гс.ll> llllll1)5!жеllll)I 1 ()!!!)! сопро! иВ, )с)l)lс - ), pаВИ!)с сонрот))В, lснн)0 )Iзмерителя нап135)жснпя, В др ГО)! Полощи)с схсмы) подключспа также к обмоткам напряжения преобразователя мощности. K обмоткам напряжения преобразователя мощности через измеритель напряжения (или сопротиВление

Z2v) пОДкл!Очены» KpoMQ ТОГО, ВЫХОДныс Обмотки трансформаторов напрягкения Т11, в и

ТНвс через пар аллельные цепочки 1 )С и

Л,С .

Работа устройства заключается в том, что оно решает уравнение (1), преобразованнос к виду:

974Z! !, gpf =К вЂ” (I„B — Л1,!).1,! Сов (i, +

/)с

+ (1св — Ыс).lc cos I 2 — — —, I » »(2)

1 — Ь ) где А — крутящий момент па валу электродвигателя;

1Ав,1св — токи, протекающие В обмотках Л)

Z

ЬУА! = (2IА + Ic); УА2 = (21А + I с)

3g ) 3gp

d Uc! —, (2ic + 1А)» )-»Uc2 —, (21c+ 1А)

3аю З ю

1(— коэффициент пропорциональности, зависящии только от применяев)ых измерительных трансформаторов и ватт>le!pa, а потому величина известная;

)!с — синхронная частота вращения двигателя, Величина так2ке изВестная;

5 — номинальная величина сколыкения электродвигателя, Ilpn подаче напряжения на электродвигатель на зажимы А, В, С поступает линейное напряжение, а на зажимы 1А (i" A) и lс (1" с)— соответствующие токи. Линейный ток проходит через обмотку Z, (Z,) и первичные обм!Отки

ВТ 1, создавая во Вторичных обмотках ток пропорциональной величины, который создает падение напряжения на потенциометре 42 — Аб (R 2 — R 6) и сопротивлении Ri ф т). Эти напряжения, пропорциональные линейному току, снимаются с потенциометра и с сопротивления и поступают в цепь ваттметра, где вызывают ток ЫА (Ыс), протека)ощий по обмотке

4!т (!v) С другой стороны, по обмотке

Z

Таким образом, через сопротивление

Ziv (Л sv) протекает разностный ток 1Ав—

ЫА (1св — Ыс) и ваттметр с обмотками

Zsv (Z ) и Z; (Z ;) показывает величину, o!Iределяемую формулой (2).

Преобразователь мощности (ваттметр) ис35

65 поль Iyo I «5I как псрсмножающее устройство.

Удобство прнмснспня ваттмстра в качестве псрсмпожнтсля объясняется тем, что ваттметр фактически осуществляет скалярное произведение Векторов тока и нанря кения, то есть реализует произведение вида: (1AB — ЫА) IА с0$ !3i» что и требустся согласно формуле (2).

Операции >ке сложения (вычитания) осуществляются последовательным (встречным) или параллельным подключением сопротивлений, так, например, разность (IAB — ЫА) реализуется параллельным подключением сопротивлеш!й Л! и R2 через сопротивление Z2v к ваттмстру, другими словами, ток, протекающий чсрсз ваттметр, равен разности токов, протекающих через RI и R2.

Через измсритель напряжения V (сопротивление Лг! ) протекает разностный ток 1Ав—

ЫА2 (1 св ЫС2) Где ЫА2 (ЫС2) — ток От напряжения UÀ2 (Ы1сг). Ток 1ьв — ЫАг прямо пропорционален напряжени)о на зажимах электродвигателя, что позволяет достаточно точно контролировать это напряжение.

1lp!! изменении длины токоподвода соответcTBcIlno меняются положения движков потенциометров Кз — R6 и R 2 — R 6.

Формула изобретения

Устройство контроля вращающего момента на валу электродвигателя электробура по наземным параметрам, содержащее трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, вспомогательные трансформаторы тока, потенциометры и преобразователь мощности, обмотки напряжения которого подключены к трансформаторам напряжения и соединены с потенциометрами, включенными во вторичную цепь вспомогательного трансформатора тока, а токовые обмотки преобразователя мощности соединены с первичной обмоткой этого трансyopivIaaора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения контроля напряжения на зажимах электродвигателя, во вспомогательный трансформатор тока введена дополнительная обмотка, нагруженная на сопротивление и подключенная параллельно обмотке напряжения преобразователя мощности, а цепь трансформатора напряжения и другой вторичной обмотки вспомогательного трансформатора тока подключена к обмотке напряжения преобразователя мощности через измеритель н! п ряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Любарский А. Г. и др. Аппаратура для определения мощности на валу электробура по наземным параметрам, Труды Куйбышевского Г1ИИНП, вып, 41, 19б9.

2. Айзуппе 3. A. и др. Устройство УКМ-3 для контроля крутящего момента на валу электробура, Машины и нефтяное оборудование, М., 1975, № 9.

576543 двс

Составитель О. Богомолов

Техред А. Камышникова Корректор Е. Хмелева

Редактор Н. Каменская

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2290/8 Изд. Ко 512 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5