Устройство автоматического управления электродвигателем погружного насоса

Устройство относится к области автоматического управления электродвигателем, в частности электродвигателем погружного насоса с помощью электроконтактного манометра, устанавливаемого на трубопроводе, подающем воду в водонапорный резервуар. Включение электронасоса производится при замыкании контакта нижнего уровня давления электроконтактного манометра, отключение, соответственно, при замыкании контакта верхнего уровня давления. Устройство содержит два компаратора напряжений. Наличие первого компаратора с RC-цепями обеспечивает защиту от ложных включений и отключений электронасоса при срабатывании электроконтактного манометра при гидроударах. Второй компаратор напряжений с резисторами, соединенными по схеме звезды, выполняет контроль несимметрии фазных напряжений питающей электросети и при превышении допустимой несимметрии электросети обеспечивает исключение работы электронасоса в этом режиме.

В схему контроля несимметрии фазных напряжений электросети введена временная задержка на включение электродвигателя. В сравнении с аналогами это позволило при многократных чередующихся изменениях состояния несимметрии фазных напряжений в электросети обеспечить сокращение числа пусков электродвигателя погружного насоса и за счет этого существенно снизить нагрев обмоток его статора.

Технический результат - повышение надежности электродвигателя погружного насоса. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического управления электродвигателем, в частности электродвигателем погружного насоса с помощью электроконтактного манометра, устанавливаемого на трубопроводе, подающем воду в напорный резервуар.

Известно устройство автоматического управления электродвигателем погружного насоса, содержащее электроконтактный манометр и компаратор с RC-цепями. Что позволяет производить включение электронасоса при замыкании контакта нижнего уровня давления электроконтактного манометра, а отключение - при замыкании контакта верхнего уровня давления электроконтактного манометра. А наличие компаратора с RC-цепями обеспечивает защиту от ложных включений и отключений электронасоса при срабатывании электроконтактного манометра при гидроударах [1].

Однако указанное устройство не обеспечивает надежности электродвигателя насоса при превышении допустимой несимметрии фазных напряжений электросети, которая характерна для сельских сетей [2], [3].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство автоматического управления электродвигателем погружного насоса, содержащее электромагнитный пускатель, реле управления, замыкающий контакт которого включен последовательно в цепь питания катушки магнитного пускателя, и электроконтактный манометр, при этом замыкающие контакты магнитного пускателя включены последовательно между выводами для подключения сети и выводами для подключения питания электродвигателя погружного насоса, блок питания в составе понижающего трансформатора напряжения, двухполупериодного диодного выпрямителя, конденсатора, причем первичная обмотка трансформатора подключена к выводам для подключения источника питания, а вторичная - ко входу диодного двухполупериодного выпрямителя, выход которого образует выходные шины блока питания, к которым подключен конденсатор, а также содержащее компаратор напряжений со своими входными резисторами и резистором обратной связи, резисторные делители напряжения, эмиттерный повторитель, которые подключены к шинам блока питания, две RC-цепи, диоды развязки цепей, диод защиты транзистора и транзисторный усилитель, при этом выход первого резисторного делителя напряжения через первый входной резистор компаратора подключен к первому входу компаратора напряжений, а также соединен с анодом первого и катодом второго диодов, каждый из которых подключен к контактам соответственно нижнего и верхнего уровня давления электроконтактного манометра, а выход второго резисторного делителя напряжения через второй входной резистор компаратора подключен ко второму входу компаратора напряжений и соединен с первым выводом резистора обратной связи компаратора напряжений, второй вывод этого резистора подсоединен к выходу компаратора напряжений, к которому подключены входной резистор транзисторного усилителя и первые выводы резисторов RC-цепей, первая из которых содержит последовательно соединенный анодом со вторым выводом первого резистора третий диод, причем второй вывод резистора второй RC-цепи соединен с катодом третьего диода, а также с первой обкладкой конденсатора и входом эмиттерного повторителя, а вторая обкладка конденсатора, общего для обеих RC-цепей, соединена с первой из шин блока питания, обмотка реле управления, зашунтированная четвертым диодом, первым выводом соединена с катодом этого диода и второй шиной блока питания, а вторым выводом обмотка реле управления соединена с коллектором транзисторного усилителя, база которого соединена со вторым выводом входного резистора транзисторного усилителя и первым выводом резистора смещения, соединенного вторым выводом с эмиттером транзистора и первой шиной блока питания, выход эмиттерного повторителя соединен с общим контактом электроконтакного манометра, а также содержит второй компаратор напряжений со своими входными резисторами, два последовательно соединенных выпрямительных диода, второй транзисторный усилитель, конденсатор, диод развязки цепей, токоограничивающий резистор, светодиод со своим токоограничивающим резистором, два делителя напряжения, один из которых - резисторный и второй - резисторно-транзисторный, а также три соединенных по схеме звезды резистора, которые подключены к выводам для подключения сети, а искусственная нулевая точка звезды через токоограничивающий резистор соединена с общей точкой последовательно соединенных двух выпрямительных диодов, при этом катод первого диода соединен с первой шиной блока питания, которая соединена с входным резистором транзисторного усилителя, с катодом светодиода и с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом второго диода и резистором смещения транзисторного усилителя, а коллектор транзистора соединен со вторым выводом резистора второго делителя напряжения и через первый входной резистор второго компаратора напряжений подключен к первому его входу, а выход резисторного делителя напряжения через второй входной резистор второго компаратора напряжений подключен ко второму его входу, выход этого компаратора соединен через токоограничивающий резистор с анодом светодиода и через диод развязки цепей подключен к выходу первого резисторного делителя напряжения первого компаратора напряжений; второй компаратор напряжений и его делители напряжения подключены к шинам блока питания [4].

Это устройство обеспечивает надежное отключение электродвигателя погружного насоса при превышении допустимой несимметрии фазных напряжений электросети. При условии наличия команды от электроконтактного манометра на включение (замкнут контакт 28 - НУ), после отключения насоса, вызванного превышением допустимой несимметрии, следует включение электродвигателя при восстановлении допустимой несимметрии в электросети. Особую опасность представляют частые, кратковременные, с периодичностью до пяти минут чередования допустимой несимметрии фазных напряжений электросети и несимметрии выше допустимой. Это приводит к повторным частым включениям электродвигателя, что вызывает перегрев статорных обмоток и, как правило, приводит к выходу его из строя. Такой режим возможен, например, при работе в электросети однофазного сварочного трансформатора, либо при так называемом «схлестывании проводов» воздушной линии электросети.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности электродвигателя погружного насоса за счет введения в устройство автоматического управления электродвигателем погружного насоса (далее устройство) временной задержки на его включение, сократив тем самым число пусков. Что в результате позволит существенно снизить нагрев обмоток статора электродвигателя и, тем самым, повысить его надежность.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в устройство автоматического управления электродвигателем погружного насоса, содержащее электромагнитный пускатель, реле управления, замыкающий контакт которого включен последовательно в цепь питания катушки магнитного пускателя, и электроконтактный манометр, при этом замыкающие контакты магнитного пускателя включены последовательно между выводами для подключения сети и выводами для подключения питания электродвигателя погружного насоса, блок питания в составе понижающего трансформатора напряжения, двухполупериодного диодного выпрямителя, конденсатора, причем первичная обмотка трансформатора подключена к выводам для подключения источника питания, а вторичная - ко входу диодного двухполупериодного выпрямителя, выход которого образует выходные шины блока питания, к которым подключен конденсатор, а также содержащее два компаратора напряжений со своими входными резисторами, три резисторных делителя напряжения, резисторно-транзисторный делитель напряжения, эмиттерный повторитель, которые подключены к шинам блока питания, две RC-цепи, четыре диода развязки цепей, диод защиты транзистора, два транзисторных усилителя, два выпрямительных диода, два конденсатора, резистор обратной связи, токоограничивающий резистор, светодиод со своим токоограничивающим резистором, три соединенных по схеме звезды резистора, которые подключены к выводам для подключения сети, при этом выход первого резисторного делителя напряжения через первый входной резистор компаратора напряжений подключен к первому входу первого компаратора напряжений, а также соединен с анодом первого и катодом второго диодов развязки цепей, каждый из которых подключен к контактам соответственно нижнего и верхнего уровня давления электроконтактного манометра, а выход второго резисторного делителя напряжения через второй входной резистор компаратора напряжений подключен ко второму входу первого компаратора напряжений и соединен с первым выводом резистора обратной связи первого компаратора напряжений, второй вывод этого резистора подсоединен к выходу первого компаратора напряжений, к которому подключены входной резистор первого транзисторного усилителя и первые выводы резисторов двух RC-цепей, первая их которых содержит последовательно соединенный анодом со вторым выводом первого резистора третий диод, причем второй вывод резистора второй RC-цепи соединен с катодом третьего диода, а также с первой обкладкой первого конденсатора и входом эмиттерного повторителя, а вторая обкладка этого конденсатора, общего для обоих RC-цепей, соединена с первой из шин блока питания, обмотка реле управления, зашунтированная диодом защиты транзистора, первым выводом соединена с катодом этого диода и второй шиной блока питания, а вторым выводом обмотка реле управления соединена с коллектором первого транзисторного усилителя, база которого соединена со вторым выводом входного резистора этого транзисторного усилителя и первым выводом резистора смещения, соединенного вторым выводом с эмиттером транзистора и первой шиной блока питания, выход эмиттерного повторителя соединен с общим контактом электроконтактного манометра, искусственная нулевая точка звезды через токоограничивающий резистор соединена с общей точкой последовательно соединенных двух выпрямительных диодов, при этом катод первого диода соединен с первой шиной блока питания, которая соединена со входным резистором второго транзисторного усилителя, с катодом светодиода и с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом второго выпрямительного диода и резистором смещения второго транзисторного усилителя, а коллектор транзистора соединен со вторым выводом резистора резисторно-транзисторного делителя напряжения и через первый входной резистор второго компаратора напряжений подключен к первому его входу, а выход третьего резисторного делителя напряжения через второй входной резистор второго компаратора напряжений подключен ко второму его входу, выход этого компаратора напряжений соединен через токоограничивающий резистор с анодом светодиода и через четвертый диод развязки цепей подключен к выходу первого резисторного делителя напряжения, дополнительно введен третий конденсатор, который подключен параллельно резистору резисторно-транзисторного делителя напряжения.

Сущность полезной модели поясняется Фигурой 1, на которой представлен пример конкретного выполнения схемы устройства автоматического управления электродвигателем погружного насоса.

Устройство содержит катушку электромагнитного пускателя 1 и замыкающий трехфазный контакт 2 магнитного пускателя, обмотку реле управления 3, замыкающий контакт 4 (3) реле управления 3, блок питания 5 в составе понижающего трансформатора напряжения 6, двухполупериодного выпрямителя 7 и конденсатора 8, выход выпрямителя образует выходные шины блока питания, к которым подключен конденсатор 8. Устройство содержит компаратор напряжений 9 с входными резисторами 10 и 11, резистором обратной связи 12, резисторные делители напряжения, образованные парами резисторов 13 и 14, 15 и 16, эмиттерный повторитель 17, RC-цепи 18-19 и 20-19 с диодом 21, диоды развязки цепей управления 22 и 23, транзисторный усилитель 24 с защитой на диоде 25, с входным резистором 26 и резистором смещения 27, контакт нижнего уровня (НУ) давления 28, контакт верхнего уровня (ВУ) давления 29, электроконтактный манометр 30, электронасос 31.

Устройство содержит второй компаратор напряжений 32 с входными резисторами 33 и 34, резисторный делитель напряжения, образованный резисторами 35 и 36, резисторно-транзисторный делитель напряжения, образованный резистором 37 и транзисторным усилителем 38, включающим в свой состав транзистор 39, входной резистор 40 и резистор смещения 41. Устройство содержит два соединенных последовательно выпрямительных диода 42 и 43, конденсатор 44, диод развязки цепей 45, светодиод 46 со своим токоограничивающим резистором 47, а также три резистора 48, 49, 50, соединенных по схеме звезды и подключенных к выводам для подключения сети.

Выводы сети А, В, С через трехфазные замыкающие контакты 2 (1) магнитного пускателя 1 подключены к выводам для подключения питания электродвигателя погружного насоса 31. Между фазами А и В сети, являющимися выводами цепи питания катушки магнитного пускателя 1, подключена цепь из последовательно включенных замыкающего контакта 4 (3) реле управления и катушки 1 магнитного пускателя, первичная обмотка понижающего трансформатора 6 блока питания 5 одним выводом соединена с выводом фазы С сети, а другим - соединена с выводом нейтрали N. Вторичная обмотка подключена ко входу диодного выпрямителя 7, к выходу которого подключен конденсатор 8. К выходным шинам блока питания подключены: компараторы напряжений 9 и 32 (контакты 6 и 11), резисторные делители напряжения 13 и 14, 15 и 16, 35 и 36, резисторно-транзисторный делитель напряжения 37 и 38, эмиттерный повторитель 17. Выход резисторного делителя напряжения 13 и 14 через первый входной резистор 10 компаратора 9 подключен к первому входу (3) компаратора 9, а также соединен с анодом диода 22, с катодом диода 23, с катодом диода развязки цепей 45, причем катод диода 22 подключен к контакту нижнего уровня давления 28 электроконтактного манометра 30, а анод диода 23 подключен к контакту верхнего уровня давления 29 электроконтактного манометра 30. Выход резисторного делителя напряжения 15 и 16 через второй входной резистор 11 компаратора напряжений 9 подключен ко второму входу (4) компаратора 9 и соединен с первым выводом резистора обратной связи 12 компаратора 9, второй вывод этого резистора подсоединен к выходу (9) компаратора 9, к которому подключены входной резистор 26 транзисторного усилителя 24 и первые выводы резисторов 18 и 20 RC-цепей, первая из которых содержит последовательно соединенный анодом со вторым выводом резистора 18 диод 21, а вторым выводом резистор второй RC-цепи 20 соединен с катодом диода 21, а также с первой обкладкой конденсатора 19 и со входом эмиттерного повторителя 17. Вторая обкладка конденсатора 19, общего для обоих RC-цепей, соединена с первой из шин блока питания. Обмотка реле управления 3, зашунтированная диодом 25, первым выводом соединена с катодом этого диода 25 и второй шиной блока питания, а вторым выводом обмотка реле управления 3 соединена с коллектором транзисторного усилителя 24. База усилителя 24 соединена со вторым выводом входного резистора 26 транзисторного усилителя 24 и первым выводом резистора смещения 27. Вторым выводом резистор смещения 27 соединен с эмиттером транзистора усилителя 24 и первой шиной блока питания. Выход эмиттерного повторителя 17 соединен с общим контактом электроконтактного манометра 30. Выход резисторного делителя напряжения 35 и 36 через второй входной резистор 34 компаратора 32 подключен ко второму входу (4) компаратора 32. Выход резисторно-транзисторного делителя напряжения 37 и 38 через первый входной резистор 33 компаратора 32 подключен к первому входу (3) компаратора 32. Выход (9) этого компаратора соединен через токоограничивающий резистор 47 с анодом светодиода 46 и через диод 45 развязки цепей с выходом резисторного делителя напряжения 13 и 14. Искусственная нулевая точка N трех соединенных по схеме звезды резисторов 48, 49, 50, подключенных к выводам для подключения сети, через токоограничивающий резистор 51 соединена с общей точкой диодов 42 и 43. При этом катод диода 42 соединен с первой шиной блока питания 5, которая соединена с входным резистором 40 транзисторного усилителя 38, с катодом светодиода 46 и с первым выводом второго конденсатора 44, второй вывод которого соединен с анодом диода 43 и резистором смещения 41 транзисторного усилителя 38. А резистор 37 резисторно-транзисторного делителя напряжения 37-38 зашунтирован третьим конденсатором 52.

Резисторный делитель напряжения 13 и 14 и входной резистор 10 по своим параметрам, соответственно, равны резисторному делителю напряжения 15 и 16 и входному резистору 11.

Аналогично резисторный делитель 35 и 36 и входной резистор 34 по своим параметрам, соответственно, идентичны резисторно-транзисторному делителю 37 и 38 и входному резистору 33 при условии допустимой несимметрии фазных напряжений электросети, транзистор 39 усилителя 38 находится при этом в закрытом состоянии.

При напряжении на входе (3) компаратора напряжений применяемого типа (МС серии К554СА3) большем, чем напряжение на входе (4), компаратор напряжений отключен, то есть выходной сигнал (контакт 9) равен нулю. А, при напряжении на входе (4) компаратора напряжений большем, чем на входе (3), компаратор напряжений включен, то есть на его выходе (9) появляется выходной сигнал положительной полярности [5].

Устройство работает следующим образом.

Электроконтактный манометр 30 устанавливается на трубопроводе, подающем воду из скважины в водонапорный резервуар. При давлении, меньше установленного нижнего уровня, контакт нижнего уровня давления 28 электроконтактного манометра 30 замыкается. При этом в резисторном делителе напряжения 13 и 14 параллельно резистору 14 через контакт 28 и диод 22 подключается резистор эмиттерного повторителя 17. Напряжение на входе (3) компаратора 9 уменьшится, при этом произойдет включение компаратора, то есть на выходе (9) компаратора 9 появится положительный сигнал. Это приводит, при воздействии обратной связи через резистор 12, к повышению напряжения на входе (4) компаратора 9 и увеличению разности входных напряжений компаратора. Одновременно, с включением компаратора 9, открывается транзисторный усилитель 24 и включается реле управления 3, замыкающие контакты 4 (3) которого подключат катушку магнитного пускателя 1 к сети (к фазам А и В), после чего замыкаются контакты 2 (1) магнитного пускателя 1. Питание от сети подается на электродвигатель электронасоса 31 и он начинает работать.

Начиная с момента включения компаратора 9 происходит заряд конденсатора 19 по двум цепям - через последовательно соединенные резистор 18 и диод 21 и через резистор 20. В процессе заряда конденсатора 19 будет повышаться и выходное напряжение эмиттерного повторителя 17. Время полного заряда конденсатора 19, которое зависит от параметров указанных резисторов и самого конденсатора 19, по длительности устанавливают заведомо большим, чем длительность гидроударов, вызванных включением электронасоса. В этом случае возможные замыкания, происходящие во время гидроударов контакта верхнего уровня давления 29 электроконтактного манометра 30, в виду еще недостаточного по величине напряжения с выхода эмиттерного повторителя 17, подаваемого на выход резисторного делителя напряжения, образованного парой резисторов 13 и 14, не вызывают отключение компаратора 9.

Когда давление превысит установленный верхний уровень, контакт верхнего уровня давления 29 электроконтактного манометра 30 замыкается. При этом выходное напряжение эмиттерного повторителя 17 подается через контакты 29 электроконтактного манометра 30 и диод 23 на выход резисторного делителя напряжения, образованного парой резисторов 13 и 14. В результате этого напряжение на входе (3) компаратора 9 превысит напряжение на входе (4). Компаратор 9 отключится и на его выходе (9) установится нулевой сигнал, что приведет к отключению транзисторного усилителя 24 обмотки 3 реле управления.

При отключении обмотки 3 реле управления размыкается его контакт 4 (3), при этом отключается от сети катушка 1 магнитного пускателя, размыкаются его контакты 2 (1) и электронасос 31 прекращает работать. После отключения насоса возникают гидроудары. Одновременно с отключением компаратора 9 через резистор 20 начинает разряжаться конденсатор 19 и, следовательно, будет снижаться напряжение на выходе эмиттерного повторителя 17. Длительность времени разряда, которое зависит от параметров сопротивления резистора 20 и емкости конденсатора 19, устанавливают заведомо большим, нежели длительность гидроударов.

Поскольку сигнал на выходе эмиттерного повторителя 17 положителен и диод 22 катодом соединен с контактом нижнего уровня 28, то возможные замыкания контакта нижнего уровня давления 28 электроконтактного манометра 30 не будут оказывать влияния на выходное напряжение резисторного делителя напряжения, образованного парой резисторов 13 и 14. По этой причине компаратор 9 все время осуществления разряда конденсатора 19 надежно находится в отключенном состоянии и, следовательно, исключено включение обмотки реле управления 3 и электронасоса 31.

По мере расхода воды из резервуара, давление падает и, когда оно становится меньше нижнего установленного уровня, согласно вышеописанному алгоритму произойдет включение электродвигателя погружного насоса.

При симметрии фазных напряжений трехфазной электросети разность потенциалов между искусственной нулевой точкой резисторов 48, 49, 50, соединенных по схеме звезды N, и нейтралью сети N отсутствует. А с возникновением несимметрии фазных напряжений появляется разность потенциалов (переменное напряжение), которая с помощью выпрямительных диодов 42 и 43 преобразуется в постоянное напряжение на конденсаторе 44.

То есть с ростом несимметрии фазных напряжений трехфазной электросети возрастает напряжение на конденсаторе 44 и, следовательно, сопротивление транзистора 39 будет при этом уменьшаться.

При допустимой несимметрии электросети соотношение напряжений на входах (3) и (4) компаратора 32 таково, что он отключен и выходной сигнал (контакт 9) равен нулю. Диод 45 при этом закрыт.

Параметры резистора 37, усилителя 38 и конденсатора 44 подобраны таким образом, что при превышении максимально допустимых [2] в электросети значений коэффициентов обратной К_2U и нулевой К_0U последовательностей напряжения транзистор 39 открывается и происходит заряд конденсатора 52. При этом на коллекторе транзистора 39 напряжение понижается настолько, что соотношение напряжений на входах (3) и (4) компаратора напряжений 32 изменится и он включится. То есть на его выходе (контакт 9) появляется сигнал положительной полярности, о чем будет сигнализировать светодиод 46. Диод 45 при этом откроется. Соотношение значения выходного сигнала компаратора 32 и значения выходного напряжения резисторного делителя напряжения 13 и 14 таково, что на входе (3) компаратора 9 входное напряжение превысит входное напряжение на входе (4). Компаратор 9 отключится и на его выходе (контакт 9) установится нулевой сигнал, что приведет к отключению транзисторного усилителя 24 обмотки 3 реле управления. При отключении обмотки 3 реле управления размыкается его контакт 4 (3), при этом отключается от сети катушка 1 магнитного пускателя, размыкаются его контакты 2 (1) и электронасос 31 прекращает работать. После отключения насоса возникают гидроудары. Одновременно с отключением компаратора 9 через резистор 20 начинает разряжаться конденсатор 19 и, следовательно, будет снижаться напряжение на входе эмиттерного повторителя 17. Длительность времени разряда больше, чем длительность гидроударов.

Так как сигнал на выходе эмиттерного повторителя 17 положителен и диод 22 катодом соединен с контактом нижнего уровня 28, то возможные замыкания контакта нижнего уровня давления 28 электроконтактного манометра 30 не будут оказывать влияния на входное напряжение компаратора 9 по входу (3). По этой причине компаратор 9 все время осуществления разряда конденсатора 19 надежно находится в отключенном состоянии и, следовательно, исключено включение обмотки реле управления 3 и электродвигателя 31.

После восстановления нормального режима в электросети, то есть когда несимметрия фазных напряжений сети станет допустимой, транзистор 39 закрывается и начинается разряд конденсатора 52 на резистор 37 до величины напряжения переключения (U_п). То есть разряд длится по времени до момента, когда соотношение напряжений на входах (3) и (4) компаратора напряжений 32 изменится, причем оно на входе (3) станет больше, чем на входе (4). Время разряда зависит от параметров резистора 37 и конденсатора 52 и составляет, например, пять минут. Компаратор напряжений 32 отключится и на его выходе (9) установится нулевой сигнал. Далее состояние электродвигателя 31 погружного насоса будет соответствовать командам, поступающим от электроконтактного манометра 30.

Для сельских электросетей характерно спонтанное возникновение недопустимой несимметрии фазных напряжений. Предположим, что выше допустимой несимметрия напряжений в электросети присутствует длительный промежуток времени. В этом случае по мере расхода воды в резервуаре (водонапорной башне) давление падает и становится меньше нижнего установленного уровня. При этом контакт 28 электроконтактного манометра 30 замыкается, но так как компаратор 32 по причине превышения допустимой несимметрии напряжений электросети включен, то компаратор напряжений 9 будет отключен и электродвигатель насоса в этом случае не работает. Допустим, что далее под воздействием периодически изменяющейся однофазной нагрузки (например, работа в сети однофазного сварочного трансформатора) с той же периодичностью будет происходить чередование в электросети состояния превышения допустимой несимметрии фазных напряжений и состояния с допустимой несимметрией. Пусть в какой-то момент несимметрия фазных напряжений стала допустимой. Как было показано выше последовательно произойдет следующее: транзистор 39 закроется, конденсатор 52 начинает разряжаться и спустя время, равное задержке в пять минут, компаратор напряжений 32 отключится. Это приведет к включению компаратора напряжений 9, включению реле управления 3, включению магнитного пускателя 1 и, в конечном счете, к включению в работу электродвигателя 31. Таким образом, включение электродвигателя погружного насоса происходит при восстановлении допустимой несимметрии электросети с задержкой по времени, равной пяти минутам. Если в течение этой задержки возникнет несимметрия сети выше допустимой, то транзистор 39 откроется, недоразрядившийся конденсатор 52 дозарядится, компаратор напряжений 32 сохранит состояние, при котором на его выходе будет положительный сигнал (компаратор включен). А компаратор напряжений 9 будет отключен и электродвигатель не включится. Следующее включение произойдет с задержкой по времени в пять минут после восстановления допустимой несимметрии фазных напряжений в сети. Если же в течение очередных пяти минут в очередной раз несимметрия напряжений в электросети изменится и станет выше допустимой, то вновь включение электродвигателя сможет произойти с задержкой в очередные пять минут после восстановления в сети допустимой несимметрии напряжений и т.д. То есть этот запрет на включение длится при чередовании допустимой и недопустимой несимметрии напряжений. Лишь с прекращением этого чередования и при окончательной установке допустимой несимметрии напряжений электросети произойдет (с задержкой) включение электронасоса в работу. Поскольку периодичность чередования состояния электросети в отношении несимметрии в рассмотренных режимах сети (работа однофазного сварочного трансформатора, «схлестывание проводов» воздушной линии), как правило, не превышает пяти минут, то указанной задержки достаточно для обеспечения защиты от многократных пусков электродвигателя. Если этого времени будет недостаточно, возможно увеличение задержки по времени путем изменения параметров конденсатора 52 и резистора 37, сохранив в целом алгоритм функционирования устройства.

Таким образом, в предлагаемом устройстве, по сравнению с прототипом, при многократном чередовании допустимой и выше допустимой несимметрии фазных напряжений электросети обеспечена защита электродвигателя погружного насоса от перегрева обмоток статора. Тем самым в полезной модели решена техническая задача по повышению надежности электродвигателя погружного насоса.

Источники информации

1. Патент 113084U1. Н02Н 7/08 27.01.2012 г.

2. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. ГОСТ 13109-97, Межгос. Совет по стандартизации, метрологии и сертифик. Минск, Изд-во стандартов, 1998. 30 с.

3. Труды 3-й Международной научно-технической конференции (14-15 мая 2003 года, г.Москва, ГНУ ВИЭСХ) Часть 1 Общие проблемы энергообеспечения и энергосбережения. Москва. ГНУ ВИЭСХ 2003 416 с. Статья Д-ра техн. наук И.В.Наумова, асп. С.В.Подьячих (Иркутская ГСХА), 132-135 с.

4. Заявка на полезную модель 2012112953/07 (019545) от 03.04.2012. Устройство автоматического управления электродвигателем погружного насоса. Положительное решение о выдаче патента от 24 апреля 2012.

5.Справочник «Интегральные микросхемы» М. «Радио и связь» 1984 (стр.463-465).

Устройство автоматического управления электродвигателем погружного насоса, содержащее электромагнитный пускатель, реле управления, замыкающий контакт которого включен последовательно в цепь питания катушки магнитного пускателя, и электроконтактный манометр, при этом замыкающие контакты магнитного пускателя включены последовательно между выводами для подключения сети и выводами для подключения питания электродвигателя погружного насоса, блок питания в составе понижающего трансформатора напряжения, двухполупериодного диодного выпрямителя, конденсатора, причем первичная обмотка трансформатора подключена к выводам для подключения источника питания, а вторичная - ко входу диодного двухполупериодного выпрямителя, выход которого образует выходные шины блока питания, к которым подключен конденсатор, а также содержащее два компаратора напряжений со своими входными резисторами, три резисторных делителя напряжения, резисторно-транзисторный делитель напряжения, эмиттерный повторитель, которые подключены к шинам блока питания, две RC-цепи, четыре диода развязки цепей, диод защиты транзистора, два транзисторных усилителя, два выпрямительных диода, два конденсатора, резистор обратной связи, токоограничивающий резистор, светодиод со своим токоограничивающим резистором, три соединенных по схеме звезды резистора, которые подключены к выводам для подключения сети, при этом выход первого резисторного делителя напряжения через первый входной резистор компаратора напряжений подключен к первому входу первого компаратора напряжений, а также соединен с анодом первого и катодом второго диодов развязки цепей, каждый из которых подключен к контактам соответственно нижнего и верхнего уровней давления электроконтактного манометра, а выход второго резисторного делителя напряжения через второй входной резистор компаратора напряжений подключен ко второму входу первого компаратора напряжений и соединен с первым выводом резистора обратной связи первого компаратора напряжений, второй вывод этого резистора подсоединен к выходу первого компаратора напряжений, к которому подключены входной резистор первого транзисторного усилителя и первые выводы резисторов двух RC-цепей, первая их которых содержит последовательно соединенный анодом со вторым выводом первого резистора третий диод, причем второй вывод резистора второй RC-цепи соединен с катодом третьего диода, а также с первой обкладкой первого конденсатора и входом эмиттерного повторителя, а вторая обкладка этого конденсатора, общего для обоих RC-цепей, соединена с первой из шин блока питания, обмотка реле управления, зашунтированная диодом защиты транзистора, первым выводом соединена с катодом этого диода и второй шиной блока питания, а вторым выводом обмотка реле управления соединена с коллектором первого транзисторного усилителя, база которого соединена со вторым выводом входного резистора этого транзисторного усилителя и первым выводом резистора смещения, соединенного вторым выводом с эмиттером транзистора и первой шиной блока питания, выход эмиттерного повторителя соединен с общим контактом электроконтактного манометра, искусственная нулевая точка звезды через токоограничивающий резистор соединена с общей точкой последовательно соединенных двух выпрямительных диодов, при этом катод первого диода соединен с первой шиной блока питания, которая соединена со входным резистором второго транзисторного усилителя, с катодом светодиода и с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом второго выпрямительного диода и резистором смещения второго транзисторного усилителя, а коллектор транзистора соединен со вторым выводом резистора резисторно-транзисторного делителя напряжения и через первый входной резистор второго компаратора напряжений подключен к первому его входу, а выход третьего резисторного делителя напряжения через второй входной резистор второго компаратора напряжений подключен ко второму его входу, выход этого компаратора напряжений соединен через токоограничивающий резистор с анодом светодиода и через четвертый диод развязки цепей подключен к выходу первого резисторного делителя напряжения, отличающееся тем, что в него дополнительно введен третий конденсатор, который подключен параллельно резистору резисторно-транзисторного делителя напряжения.