Электропривод переменного тока

Авторы патента:

H02P5/28 - одиночных двигателей переменного тока путем изменения тока статора и(или) ротора

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при регулировании напряжения трехфазных асинхронных электродвигателей, в частно-.сти для погружных, электроце'нтробежных насосов. Цель изобретения - повышение надежности. Электропривод содержит трехфазный асинхронный электродвигатель 1.с короткозамкнутым ротором, длинный токоподвод 2, блок резисторов 3, выпрямитель 4, трехфазный тиристорный преобразователь 5, трехфазный силовой трансформатор 6, суммирующий элемент 7, датчик 8 давления, блок 9 питания датчика давления, блок 10 управления датчика давления, функциональный преобразователь 11, фильтр 12 нижних частот. Поставленная цель достигается тем, что используются два контура регулирования: по ЭДС и по давлению в скважине. Отклонение одного из заданных параметров приводит к изменению угла регулирования трехфазного т^1ристорного преобразователя 5. По токоподводу 2 передается информация о величине третьей гармоники ЭДС электродвигателя 1 и о давлении жидкости в скважине. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1713071 А1 (я)5 Н 02 P 5/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 ! ! д !

Д !

I!Î 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701037/07 (22) 11.04.89 (46) 15.02.92.Бюл. N 6 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М.Азизбекова (72) К.А.Абдулрахманов (53) 621.317.7 (088.8) (56) Термоманометрическая система ТМСвЂ”

3: Рекламный проспект. вЂ” Киев; Реклама, 1988 г.

Авторское свидетельство СССР

N 1474821; кл. Н 02 P 5/28, 1987. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО . ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при регулировании напряжения трехфазных асинхронных электродвигателей, в частно.сти для погружных, электроцентробежных насосов. Цель изобретения вЂ” повышение наИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при регулировании скорости асинхронного . электродвигателя изменением ЭДС, в частности скорости погружных электроцентробежных насосов.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 вЂ” зависимость первой гармоники ЭДС от третьей гармоники ЭДС асинхронного электродвигателя..

Электропривод переменного тока содержит трехфазный асинхронный электродежности. Электропривод содержит трехфазный асинхронный элеКтродвигатель 1. с короткозамкнутым ротором, длинный токоподвод 2, блок резисторов 3, выпрямитель

4, трехфазный тиристорный преобразователь 5, трехфазный силовой трансформатор

6, суммирующий элемент 7, датчик 8 давления, блок 9 питания датчика давления, блок

10 управления датчика давления, функциональный преобразователь 11, фильтр 12 нижних частот. Поставленная цель достигается тем, что используются два контура регулирования: по ЭДС и по давлению в скважине. Отклонение одного из заданных параметров приводит к изменению угла регулирования трехфазного тиристорного

° преобразователя 5. По токоподводу 2 передается информация о величине третьей гармоники ЭДС электродвигателя 1 и о давлении жидкости в скважине. 2 ил. двигатель 1 с короткозамкнутым ротором, выводы статорных обмоток которого через длинный токоподвод 2 соединены с входом блока 3 резисторов, выпрямитель 4, трехфазный тиристорный преобразователь 5, входные выводы которого снабжены зажимами для подключения к сети питания, трех/ фазный силовой трансформатор 6, - суммирующий элемент 7, выход которого присоединен к управляющему входу трехфазного тиристорного преобразователя 5, датчик 8 давления. блок 9 питания датчика давления, блок 10 управления фун кционал ьный. преобразователь 11,. фильтр 12 с возможностью реализации степенной

1713071

Е1=1(Ез).

Uy=Us Uo.с.a+Uo.с.д, 35

55 зависимости, ЗДС электродвигателя от величины третьей гармоники ЭДС нижних частот, вход которого подключен к выходу блока 3 резисторов, выход фильтра 12 нижних частот соединен с входом выпрямителя

4, выход которого присоединен к входу функционального преобразователя 11 степенной зависимости, выход которого подключен к одному входу суммирующего элемента 7, к другому входу которого присоединен выход блока 10 управления, вход которого соединен с выходом блока 3 питания датчика давления, вход которого подключен к нулевой точке вторичной обмотки трехфазного силового трансформатора

6, выводы первичной обмотки которых соединены с соответствующим выходными выводами трехфазного тиристорного преобразователя 5, выводы вторичной обмотки трехфазного силового трансформатора 6 присоединены к выводам обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя 1, датчик 8 давления одним выводом подключен к нулевому выводу статорной обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя 1, другой вывод датчика давления заземлен.

Электропривод работает следующим образом.

Трехфазный тиристорный преобразователь 5 служит для регулирования ЭДС двигателя, трехфазный силовой трансформатор

6 согласовывает напряжение сети с напряжением погрузного электродвигателя 1. Токо подвод 2 осуществляет передачу электроэнергии от трехфазного силового трансформатора 6, находящегося на поверхности (на устье скважины), к асинхронному двигателю, 1 находящемуся в скважине, Одновременно по токоподводу 2 передаются информация о величине третьей гармоники

ЭДС двигателя и о давлении жидкости в скважине. Погрузной асинхронный электродвигатель 1 приводит во вращение центробежный насос, который откачивает жидкость из скважины на поверхность зем, ли, Обмотка статора, кроме своего прямого назначения, выполняет также роль чувствительного элемента датчика ЭДС двигателя.

-Так, вследствие нелинейности кривой намагничивания асинхронного двигателя в его фазных обмотках. соединенных в звезду, имеются, кроме первой гармонической, третьи гармонические ЭДС. Зависимость между действующими значениями первой и третьей гармоническими ЗДС является нелинейной, Датчик 8 давления преобразовывает давление жидкости в скважине в частотно-модулированный электрический сигнал, который через статорную обмотку

\ асинхронного двигателя 1, токоподвод 2 и вторичную обмотку трехфазного силового трансформатора 6 передается на поверхность земли, на вход блока 9 питания датчика

8 давления. Блок 10 управления датчика давления вырабатывают низкочастотный сигнал, несущий информацию о давлении жидкости в скважине, из частотно-модулированного сигнала, поступающего от датчика .8 давления и преобразует его в аналоговый сигнал. Блок 3 резисторов состоит из трех линейных активных сопротивлений, соединенных в звезду и подключенных к вторичной стороне трехфазного силового трансформатора 6.

Фильтр 12 нижних частот предотвращает возможность проникновения к выпрямителю 4 частотно-модулированного сигнала, выработанного датчиком 8 давления..В выпрямитель 4 через фильтр 12 проходит только третья гармоническая ЭДС. Функциональный преобразователь 11 преобразует выпрямленное значение третьей гармоники

ЭДС двигателя в сигнал обратной связи по первой гармонике ЭДС согласно зависимости

В установившемся режиме сигнал уп/ равления трехфазным тиристорным преобразователем 5 находят из выражения где U> вЂ” сигнал задания на величину динамического уровня жидкости;

Uo.c.ý сигнал отрицательной обратной связи по ЭДС двигателя;

Uo.с.д вЂ” сигнал положительной обратной связи по давлению жидкости в скважине.

Сигналу Uy соответствует определенные значения ЭДС и скорости двигателя, при этой скорости насос осуществляет разрешенный отбор жидкости из скважины. Если ЭДС двигателя уменьшается по какой-либо причине, например из-за отклонения величины напряжения в сети или изза повышения потерь напряжения в токоподводе, то уменьшается величина третьей гармоники, ЭДС двигателя между точками 13 и 14; уменьшается сигнал отри-. цательной обратной связи Uo.c.э. Так как

U>=const, то уменьшение Uo. приводит к увеличению сигнала Uy. уменьшается угол открытия тиристоров, напряжение на выходе трехфазного тиристорного преобразователя 5 увеличивается, ЭДС асинхронного двигателя повышается приблизительно до прежнего уровня; скорость двигателя, пода1713071

55 ча насоса и динамический уровень жидкости в скважине остаются неизменными. Если динамический уровень жидкости уменьшается по какой-либо причине, на-. пример из-за уменьшения притока жидкости в скважину, то уменьшается сигнал положительной обратной связи по давлению Uo.c.ä. Tàê как 0 =сопзт, то уменьшение

Up.c.ä приводит к уменьшению сигнала U>, увеличивается угол открытия тиристоров, уменьшается напряжение на выходе трехфазного тиристорного преобразователя, ЭДС двигателя, скорость двигателя и подача насоса, объем отбора жидкости из скважины. Динамический уровень жидкости остается неизмененным.

Таким образом, введение контура регулирования по значению давления в скважине путем воздействия на величину ЭДС асинхронного двигателя позволяет стабилизировать нагрузку двигателя, исключая срабатывание защиты от недогрузок и перегрузок электродвигателя при изменениях напряжения в сети и давления в с к важи не.

Формула изобретения

Электропривод переменного тока, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, выводы статорных обмоток которого через длинный токоподвод присоединены к входу блока резисторов, выпрямитель, трехфазный тиристорный преобразователь, трехфазный силовой трансформатор, суммирующий элемент, выход которого связан с управляющим входом трехфазного тиристорного преобразователя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

5 надежности, в него введены датчик давления с блоком питания, блок управления, фун кциональный и реобразовател ь степенной зависимости, фильтр нижних частот, один из входов которого заземлен, а другой

10 вход присоединен к выходу блока резисторов, выход фильтра нижних частот присоединен к входу выпрямителя, выход которого присоединен к входу функционального преобразователя с возможностью реализации

15 степенной зависимости ЭДС электродвигателя от величины третьей гармоники, выход которого присоединен к одному из входов суммирующего элемента, к другому входу которого присоединен выход блока управ20 ления, вход которого присоединен к выходу блока питания датчика давления, вход которого присоединен к нулевой точке вторичной обмотки трехфазного силового трансформатора, выводы первичной обмот25 ки которого присоединены к соответствующим выходным выводам трехфазного тиристорного преобразователя, три вывода вторичной обмотки трехфазного силового трансформатора присоединены к

30 выводам обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя, один вывод датчика давления присоединен к нулевому выводу статорной обмотки асинхронного электродвигателя, другой вывод датчика

35 давления заземлен.

1713071

2- il

Ы 100 60, Z00 ГЯ

Фиг. Р

Составитель В.Лопатин

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н,Ревская

Заказ 543 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР (13035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., 4/5 I

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах поворотных устройств и станков

Электропривод // 1684899

Устройство для управления рекуперируемой энергией // 1681370

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в механизмах, связанных с травлением нагруженных цепей и тросов, в частности, якорно-швартовых, траловых и буксирных лебедок

Устройство для управления двигателем переменного тока // 1663732

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования скорости двигателя переменного тока с помощью тиристорного регулятора

Асинхронный электропривод // 1658352

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в крановых электроприводах с регулированием скорости передвижения механизма

Устройство для управления трехфазным асинхронным электродвигателем // 1617608

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в реверсивных электроприводах общепромышленных механизмов

Электропривод переменного тока // 1529392

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в приводах подъемно-транспортных машин

Электропривод переменного тока // 1492440

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области электропривода и может быть использовано для регулирования скорости асинхронного электродвигателя, являющегося приводом рабочих механизмов

Электропривод переменного тока // 1474821

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при регулировании напряжения на зажимах трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, в частности на зажимах погружных электроцентробежных насосов и электробуров

Устройство для управления электродвигателем с защитой // 1427538

Трехфазная электрическая машина // 2130689

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для мощных синхронных и асинхронных трехфазных электрических машин, имеющих параллельные ветви обмотки статора

Устройство для управления электроприводом металлорежущего станка // 2133075

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках, требующих плавного и автоматического регулирования скорости механизмов

Система для управления и защиты электропривода на асинхронных электродвигателях // 2139626

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяются электроприводы переменного тока в бесконтактном исполнении

Моментный асинхронный электропривод // 2163414

Способ ступенчатого регулирования скорости асинхронного электродвигателя // 2176127

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению электрическими машинами, и может быть использовано в электроприводе для ступенчатого регулирования скорости асинхронного электродвигателя в сторону ее уменьшения

Моментный асинхронный электропривод // 2192705

Изобретение относится к электротехнике, в частности к асинхронным электроприводам с частотно-токовым управлением, и может быть использовано в промышленных, транспортных и приборных электромеханических системах

Устройство для управления электродвигателем вибратора // 2197056

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для пуска и останова центробежных вибраторов, применяемых для очистки от налипания на стенках бункеров сыпучих материалов при их переработке

Устройство для ограничения крутящего момента на валу асинхронного электродвигателя // 2251188

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу, и может быть использовано для ограничения крутящего момента на валу асинхронного электродвигателя

Электропривод переменного тока // 2251204

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для плавного пуска и регулирования скорости асинхронных тиристорных электроприводов общепромышленного применения, а именно, в приводах вентиляторов, компрессоров, насосов, шлифовальных машин, транспортеров, механизмов горизонтального перемещения подъемно-транспортных машин и др

Способ уравновешивания вращающего момента приводного двигателя кривошипно-шатунного механизма // 2260898

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при управлении системами «преобразователь частоты с автономным инвертором напряжения - асинхронный двигатель» (ПЧ-АД), работающими на механизмы с циклической знакопеременной нагрузкой (штанговые глубинные насосы, механизмы с кривошипно-шатунными приводами и т.п.)