Двухагрегатный асинхронный вентильный каскад для буровых установок

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в буровых насосах. Целью изобретения является повышение надежности в работе и улучшение массогабаритных показдтелен . С этой целью двухагрегатный1 асинхронный вентильный каскад для буровых насосов снабжен вторым датчиком 13 параметров,подключенным к роторной обмотке асинхронного двигателя 2, нуль-органом 14 и двухвходовым элементом ИЛИ 15. Датчики 10 и 13 соединены последовательно и подключены к входу нуль-органа 14. Между выходом нуль-органа 14 и входами элемента ИЛИ 15 включены пусковые элементы 11, 12 выключателей 3, 4 статорных обмоток двигателей 1, 2. Выход элемента ИЛИ 15 подключен к входу системы 9 управления инверторами 16, 17 в роторных цепях двигателей 1, 2. В агрегате сначала запускается один двигатель и путем регулирования с помощью инверторов 16, 17 роторный ЭДС плавно увеличивается частота вращения до заданной величины, после чего можно производить запуск второго двигателя аналогичным образом. 1 ил. ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11}

165 (51) 5 Н 02 Г 7/ 74 1/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4422718/07 (22) 29. 02. 88 (46) 23. 06. 91. Бюл. Р 23 (71) Производственное объединение

"Уралмаш" и Львовский политехнический институт (72) Л.Г.Никитин, Г1.Л.Павлюшко, Б.В.Нареибык, И.И.Саляк и И.В.Чупыло (53) 62-83:621.316.717 (088.8) (56) Лнторское свидетельство СССР

K - 92787, кл. El 02 Р 7/747, 1951.

Лвторское свидетельство СССР

1 - 896736, кл. Н 02 P 7/74, 1982.

Лнторское свидетельство СССР

1 .- 658687 кл. Н 02 Г 1/54, 1979. (54) ДВУхлГ1 ГГлтн1Й лс11нхРош1ып BEEEтильнМ1 клсклд для Бу1 овых устлновок (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано н буровых насосах. Целью изобретения является повышение надежности в работе и улучшение иассогабаритных покаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в буровых установках, пиеюцих не менее двух буровых насосов, а также н других производственных механизмах.

Цель изобретенил — повышение надежности и улучшение иассогабаритных показателей.

На чертеже приведена функциональная схема двухагрегатного асинхронного вентильного каскада для буровых установок.

Двухагрегатный асинхронный вентильный каскад содержит асинхронные

2 эртелей. С этой целью двухагрегатный асинхронный вентильный каскад для буровых насосов снабжен вторым датчиком 13 параиетров,подключенным к роторной обмотке асинхронного двигателя 2, пуль †орган 14 и двухвходовым элементом ИХП! 15. Датчики 10 и 13 соединены последовательно и подключены к входу нуль-органа 14. Между выходом пуль-органа 14 и нходами элемента HJIIE 15 включены пусковые элементы 11, 12 выключателей 3, 4 статорпых обмоток двигателей 1, 2. Выход элемента ИЛ11 15 подключен к входу системы 9 управления инверторами 16, 17 в роторпых цепях двигателей 1, 2.

В агрегате сначала запускается один двигатель и путем регулирования с поиоцью ннверторов 16, 17 роторный ЭДС плавно увеличивается частота вращения до заданной величины, после чего можно производить запуск второго двигателя аналогичным образом. 1 ил. двигатели 1, 2 с фазными роторами, статорные обмотки которых через выключатели 3, 4 соответственно подключены к сети. Роторные обмотки двигателей 1, 2 соединены с выводами переменного тока (нходами) неуправляемых мостовых выпрямителей 5, 6, соединенных между собой на стороне постоянного тока последовательно ° Свободные выводы постоянного тока выпряиителей соединены с выводами постоянного тока регулятора 7 ЭДС, выноды переменного тока которого через выключатель 8 соединены с сетью. Управ1658361 ляющий вход регулятора ЭДС 7 подключен к выходу системы 9 управления. К фаэным выводам роторнои обмотки асинхронного двигателя 1 подключен вход безинерционного датчика 10 параметра, выполненного, например, в виде датчика напряжений. Выключатели 3, 4 снабжены пусковыми элементами 11, 12.

Двухагрегатный асинхронный вентиль-0 ный каскад снабжен вторым безинерционным датчиком 13 параметров (датчиком напряжения), вход которого подключен к фазным выводам роторной обмотки второго двигателя 2, нуль-органом 14 и двухвходовым элементом ИЛИ 15. Одни выходные выводы датчиков 10, 13 сое- динены между собой, а их вторые выходные выводы соединены с входными зажимами нуль-органа 14. Каждый из 20 пусковых элементов 11, 12 включен соответственно между выходом нуль-органа 14 и одним из входов элемента ИЛИ

15, выход которого соединен с входом системы 9 управления.

Регулятор ЭДС выполнен в виде двух последовательно соединенных трехфаэных мостовых инвертора 16, 17 и двух согласующих трансформатора 18, 19.

Первичные обмотки трансформаторов 18, 19 пофазно соединены между собой и 30 образуют выводы переменного тока регулятора 7 ЭДС. Вторичная обмотка трехфазного трансформатора 18 соединена с выводами переменного тока инвертора 16, а вторичная обмотка тран- 35 сформатора 19 — с выводами переменного тока .инвертора 17. Инверторы 16, 17 соединены со стороны постоянного тока последовательно. с выпрямителями

5, 6. Управляющие входы инверторов 40 образуют управляющий вход регулятора 7 ЭДС.

Двухагрегатный асинхронный вентильный каскад работает следующим образом.

Система 9 управления представляет собой систему импульсно-фазового управления.

В исходном состоянии асинхронные двигатели 1 и 2 отключены. Напряжение 50 в их роторных цепях равно нулю, следовательно, и напряжение на выходе датчиков напряжения 10 и 13 также равно нулю. На вход нуль-органа 14 подается сумма напряжений роторных цепей асинхронных двигателей, снимаемых датчиками напряжений 10 и 13. При нулевом значении напряжения на входе нуль-органа 14 он срабатывает, и на

его выходе появляется напряжение, которое подается на пусковые элементы

11 и 12 выключателей 3, 4. При включении пускового элемента 11 через логический элемент ИЛИ 15 в систему 9 импульсно-фазового управления подает, ся сигнал на введение максимальной противоЭДС инверторов 16 и 17 и формируется сигнал на включение выключателя 3 асинхронного двигателя 1. С включением статора двигателя 1 на выходе датчика 10 напряжения ротора появляется максимальное напряжение.

При этом напряжение на выходе нульоргана уменьшается до нуля, и включение второго асинхронного двигателя 2 становится невозможным при включении пускового элемента 12.

Разгон двигателя 1 производится уменьшением противоЭДС инверторов 16 и 17 путем изменения напряжения управления системы 9 импульсно-фазового управления. По мере разгона двигателя 1 напряжение в его роторной цепи уменьшается и при номинальной частоте вращения близко к нулю. При этом противоЭДС инверторов 16 и 17 близка к нулю, и инверторы могут использоваться для запуска второго двигателя

Напряжение на выходе датчиков 10, 13 напряжения уменьшается до нуля, нуль-орган 14 срабатывает, и становится возможным запуск в горого асинхронного двигателя 2, при включении пускового элемента 12. Одновременно с включением двигателя 2 через логическую схему ИЛИ 15 подается сигнал на введение максимальной противоЭДС инверторов 16 и 17.

При одновременной работе двух двигателей происходит выравнивание нагрузки машин, так как их роторные цепи соединены последовательно.

В каскаде отсутствуют пусковые . сопротивления и схемы их шунтирования, так как два инвертора в цепи двигателей обеспечивают регулирование частоты вращения двигателей в полном диапазоне при их поочередном включе ии и разгоне до максимальной частоты вращения. Устранение пусковых сопротивлений значительно повышает коэффициент полезного действия электропривода.. Отсутствие коммутационной аппаратуры шунтирования пусковых сопротивлений значительно повышает надежность электропривода. Плавный пускбуровых насосов позволяет сократить время восстановления циркуляции в

165836! скважине, уменьшить (или даже полностью исключить) количество аварийных осложнений при проводке скважины, повысить безопасность труда, так как отпадает необходимость манипулиро5 вать пусковыми задвижками.

I.ðoèå того, обеспечивается устранение уравнительных токов эа счет ггоочередного управления двумя инверторами, что дает возможность отказаться от применения для этой цели сгпаживаюцих дросселей. При этом уменьшается потребление реактивной мощности при поочередном управлении двумя инверторами.

Отсутствие тахогенераторов, которые использовались ранее в качестве датчиков параметров двигателей, приводит к снижению массы и габаритов, 2О так как нет необходимости удлинять валы двигателей, приводит к повышению надежности работы из-эа отсутствия длинных кабелей для соединения элементов. 25

Поэтому же принципу могут быть созданы многоагрегатные приводы, обеспечиваоцие плавное регулирование частоты врацения в полном диапазоне. При этом суммарная мощность инверторов равна мощности одного двигателя.

Оормула изобретения

Двухагрегатный..асинхронный вентильный каскад для буровых установок, содержаций асинхронные двигатели с фазными роторами, два выключателя с пусковыми элементами для подключения статорвых обмоток асинхронных двигателей I: сети, два неуправляемых выпр»мителя, соединенных на стороне постоянного тока последовательно, а выводы переменного така каждого неуправляемого выпрямителя подключены к выводам роторной обмотки соответствующего асинхронного двигателя, а свободные выводы постоянного тока укаэанных выпрямителей соединены с выводами постоянного тока регулятора

ЭДС, снабженного выводами переменного тока для подключения к сети, управляющий вход регулятора ЭДС подключен к выходу системы управления, датчик параметров одного из укаэанных асинхронных двигателей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения массогабаритных показателей, датчик параметров первого асинхронного двигателя выполнен безинерционньм, входы которого подключены к фаэным выводам асинхронного двигателя, и введены второй беэинерционный датчик параметров, входом подключенный к фаэныи выводам роторной обмотки второго асинхронного двигателя, нуль-орган и элемент ПЛИ, одни выходные выводы датчиков параметров соединены между собой, а другие их выходные выводы подключены к входим зажимам нуль-органа, пусковой элемент каждого выключателя включен между вь!холом нуль-органа и одним из входов элемента ИЛП, выход которого соединен с входом системы управления .

1658361

Составитель Л.Головченко

Редактор Л.Лашкова Техред M.Äèäûê Корректор Л.Патай

Закаэ 2436 Тираж 365 Подписное

ВНИИПИ Государс гне ного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., п. 4/5

Проиэводственно-издательский комбинат ".1атент", г. Ужгород, Ул. Гагарина, 101