устройство для защиты электродвигателя погружного насоса от перегрузки и "сухого хода"

Формула изобретения

Устройство для защиты электродвигателя погружного насоса от перегрузки и «сухого хода», содержащее три трансреактора, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный однополупериодный выпрямитель, входы которого соединены с выходами соединенных в звезду вторичных обмоток трансреакторов, потенциометр и конденсатор, подключенные к выходам трехфазного однополупериодного выпрямителя, делитель напряжения, выполненный на трех резисторах, один из выходов делителя соединен с шиной +Uпит, а другой с общей шиной, два компаратора, неинвертирующие входы которых соединены с потенциометром, а инвертирующие входы компараторов соединены с делителем напряжения, инвертор, вход которого соединен с выходом второго компаратора, первый светодиод, вход которого соединен через резистор с выходом первого компаратора, второй светодиод, вход которого соединен через резистор с выходом инвертора, выходы светодиодов соединены с общей шиной, логический элемент 2ИЛИ, один из входов которого соединен с выходом первого компаратора, а другой соединен с выходом инвертора, элемент выдержки времени, вход которого соединен с выходом логического элемента 2ИЛИ, выходное реле, контакт которого включен в цепь управления исполнительного органа, вход соединен с выходом элемента выдержки времени, а выход соединен с шиной +Uпит, силовые контакты выходного реле включенные в фазы питающей сети, отличающееся тем, что дополнительно введены резистор делителя напряжения, кнопка выключения, шунтирующая этот резистор, и кнопка включения, соединенная параллельно с резистором делителя напряжения, подключенным к инвертирующему входу первого компаратора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и может быть использовано для защиты электродвигателей погружных насосов от перегрузки и «сухого хода».

Известно устройство для защиты электродвигателя погружного электронасоса от перегрузки и «сухого хода» (Патент Российской Федерации № 2397588, опубл. 20.08.2010), принятое за прототип, содержащее три трансреактора, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный однополупериодный выпрямитель, входы которого соединены с выходами соединенных в звезду вторичных обмоток трансреакторов, параллельно соединенные конденсатор и потенциометр, подключенные к выходу трехфазного однополупериодного выпрямителя, делитель напряжения, выполненный на трех резисторах, один из выходов делителя соединен с шиной +Uпит, другой с общей шиной, также делитель напряжения соединен с инвертирующими входами компараторов, неинвертирующие входы которых соединены с потенциометром, инвертор, вход которого соединен с выходом второго компаратора, два светодиода, вход первого светодиода соединен через резистор с выходом первого компаратора, вход второго светодиода соединен через резистор со входом инвертора, выходы светодиодов соединены с общей шиной, логический элемент 2ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора, а второй вход с выходом инвертора, элемент выдержки времени, подключенный к выходу логического элемента 2ИЛИ и выходное реле, контакт которого включен в цепь управления исполнительного органа, вход которого соединен с выходом элемента выдержки времени, а выход соединен с шиной +Uпит, силовые контакты реле включены в фазы питающей сети.

Недостатком рассмотренного устройства является отсутствие возможности проверить исправность действия самой защиты, так как при неправильной настройке защиты или отсутствии контакта в потенциометре защита не сработает.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности работы устройства для защиты электродвигателя погружного насоса от перегрузки и «сухого хода».

Для решения поставленной задачи в устройство для защиты электродвигателя погружного насоса от перегрузки и «сухого хода», содержащее три трансреактора, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный однополупериодный выпрямитель, входы которого соединены с выходами соединенных в звезду вторичных обмоток трансреакторов, потенциометр и конденсатор, подключенные к выходам трехфазного однополупериодного выпрямителя, делитель напряжения, выполненный на трех резисторах, один из выходов делителя соединен с шиной +Uпит, а другой с общей шиной, два компаратора, неинвертирующие входы которых соединены с потенциометром, а инвертирующие входы компараторов соединены с делителем напряжения, инвертор, вход которого соединен с выходом второго компаратора, первый светодиод, вход которого соединен через резистор с выходом первого компаратора, второй светодиод, вход которого соединен через резистор с выходом инвертора, выходы светодиодов соединены с общей шиной, логический элемент 2ИЛИ, один из входов которого соединен с выходом первого компаратора, а другой соединен с выходом инвертора, элемент выдержки времени, вход которого соединен с выходом логического элемента 2ИЛИ, выходное реле, контакт которого включен в цепь управления исполнительного органа, вход которого соединен с выходом элемента выдержки времени, а его выход соединен с шиной +Uпит, силовые контакты выходного реле включены в фазы питающей сети, дополнительно введены резистор делителя напряжения, кнопка выключения, шунтирующая этот резистор, и кнопка включения, соединенная параллельно с резистором делителя напряжения, подключенным к инвертирующему входу первого компаратора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для защиты электродвигателя погружного насоса от перегрузки и «сухого хода».

Устройство для защиты электродвигателя погружного насоса от перегрузки и «сухого хода» содержит: три трансреактора 1, устанавливаемые в фазы питающей сети, коммутируемой силовыми контактами 2 исполнительного органа, электродвигатель 3, трехфазный однополупериодный выпрямитель 4, входы которого соединены с выходами соединенных в звезду вторичных обмоток трансреакторов 1, конденсатор 5, потенциометр 6, подключенные к выходам трехфазного однополупериодного выпрямителя 4, делитель напряжения 7, выполненный на резисторах 8, 9, 10, 11, на который подается напряжение +12 В, кнопки включения 12 и отключения 13, компараторы 14 и 15, на неинвертирующие входы которых подается величина напряжения, снимаемого с движка потенциометра 6, а на инвертирующие входы компараторов 14 и 15 подается напряжение от делителя напряжения 7, который подобран так, чтобы компаратор 14 реагировал на повышение тока до 1,2I_ном (перегрузку), а компаратор 15 реагировал на снижение тока до 0,4I_ном (исчезновения воды в скважине), инвертор 16, вход которого соединен с выходом компаратора 15, светодиод 17, который загорается при достижении напряжения на движке потенциометра 6 значения, заданного делителем напряжения 7, и сигнализирует о перегрузке (1,2I _ном), вход которого соединен через резистор 18 с выходом компаратора 14, светодиод 19, который загорается при достижении напряжения на движке потенциометра 6 значения, заданного делителем напряжения 7, и сигнализирует об исчезновении воды в скважине ("сухом ходе") (0,4I_ном), вход которого соединен через резистор 20 с выходом инвертора 16, выходы светодиодов 17 и 19 соединены с общей шиной, логический элемент «2ИЛИ» 21, один из входов которого соединен с выходом компаратора 14, а другой соединен с выходом инвертора 16, элемент выдержки времени 22, вход которого соединен с выходом логического элемента «2ИЛИ» 21, выходное реле 23, контакт которого включен в цепь управления исполнительного органа, вход которого соединен с выходом элемента выдержки времени 22, а его выход соединен с шиной +Uпит, а силовые контакты выходного реле 23 включены в фазы питающей сети.

Устройство для защиты электродвигателя погружного насоса от перегрузки и «сухого хода» работает следующим образом.

После замыкания силовых контактов 2 исполнительного органа по обмоткам электродвигателя 3 и трансреакторв 1 протекает ток. Напряжение с вторичных обмоток трансреакторов 1 поступает на трехфазный однополупериодный выпрямитель 4, с выхода трехфазного однополупериодного выпрямителя 4 выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором 5 и прикладывается к потенциометру 6. Величина напряжения, снимаемого с потенциометра 6, сравнивается с напряжением, заданным делителем напряжения 7. Эти оба напряжения поданы на компараторы 14 и 15: величина напряжения, снимаемого с потенциометра 6, подана на неинвертирующие входы компараторов 14 и 15, а напряжения, заданные делителем напряжения 7, поданы на инвертирующие входы компараторов 14 и 15.

Для проверки исправности действия защиты от перегрузки замыкается кнопка включения 12, которая шунтирует резистор 9 делителя напряжения 7, в результате сопротивление делителя напряжения уменьшается. При этом величина напряжения на инвертирующем входе компаратора 14 становится меньше величины напряжения на неинвертирующем входе компаратора 14, следовательно, на выходе компаратора 14 появится логическая "1", а на инвертирующем входе компаратора 15 величина напряжения меньше, чем на неинвертирующем входе компаратора 15, следовательно, на выходе компаратора 15 появится логическая "1", которая поступает на вход инвертора 16, на выходе которого появится логический "0". В итоге на вход светодиода 17 через резистор 18 поступает логическая "1", через светодиод 17 начинает течь ток, светодиод 17 загорается, сигнализируя о перегрузке. На вход светодиода 19 через резистор 20 поступает логический "0", ток через светодиод 19 не протекает, светодиод 19 не горит. Также на входы логического элемента «2ИЛИ» 21 поступают логическая "1" и логический "0", в результате чего на его выходе появится логическая "1", которая поступает на вход элемента выдержки времени 22, через заданное время (например, 3 сек), если неполадка не устранена, на выходе элемента выдержки времени 22 появится логическая "1", которая поступает на вход выходного реле 23, в результате чего выходное реле 23 возвращается в исходное состояние (контакты выходного реле 23 разомкнуты) и электродвигатель 3 прекращает работать.

Для проверки исправности действия защиты от «сухого хода» размыкается кнопка выключения 13, шунтирующая резистор 11, и сопротивление делителя напряжения 7 увеличивается. Величина напряжения на инвертирующем входе компаратора 14 превышает напряжение на неинвертирующем входе компаратора 14, следовательно, на выходе компаратора 14 появится логический "0", а на инвертирующем входе компаратора 15 напряжение больше величины напряжения на неинвертирующем входе компаратора 15, следовательно, на выходе компаратора 15 появится логический "0", который поступает на вход инвертора 16, на выходе которого появится логическая "1". В итоге на вход светодиода 17 через резистор 18 поступает логический "0", через светодиод 17 ток не протекает, светодиод 17 не горит. На вход светодиода 19 через резистор 20 поступает логическая "1", через светодиод 19 начинает течь ток, светодиод 19 загорается, сигнализируя о «сухом ходе». Также на входы логического элемента «2ИЛИ» 21 поступают логический "0" и логическая "1", в результате чего на его выходе появится логическая "1", которая поступает на вход элемента выдержки времени 22, через заданное время (например, 3 сек), если неполадка не устранена, на выходе элемента выдержки времени 22 появится логическая "1", которая поступает на вход выходного реле 23, в результате чего выходное реле 23 возвращается в исходное состояние (контакты выходного реле 23 разомкнуты) и электродвигатель 3 прекращает работать.