Система управления работой, например, погружных электронасосов

 

Союз Советских

О П И С А Н И Е 253589

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 10.VI1.1967 (№ 1170069/25-8) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 30.1Х.1969. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 28.1.1970

Кл. 59Ь, 5/61

21с, 46/50

Иомитет ло делам изобретений и открытий ври Совете Министров

СССР

МПК F 04d

G 05b

УДК 621.651-52(088.8) Авторы изобретения

Э. В. Каленов, В. Е. Андрейчук и В. В. Ломоносов

Специальное конструкторское бюро скважинных электронасосов для водоподъема

Заявитель

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ, НАПРИМЕР, ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ

Известна система управления работой, например, погру;жных электрон асосо в, состоящая из цепей упра вления и защиты, первая из которых содержит резмещенные в водонапорном резервуаре контакты .датчика уровней, включающие и отключающие пусксвое устройство при заполнении и опорожнении резервуара, а вторая содержит подключенные к цепи электродвигателя датчики тока, отключающие через соединенное последовательно с ним реле времени пуокствое устройство, состоящее из усилителя и магнитного пускателя.

Предлагаемая система отличается от известной тем, что в цепь управления между контактами, датчика уровней и усилителем пускового устройства включено реле уровней выполненное по схеме несимметричного триггера, в коллекторную и базовую цепи которого включены контакты датчика уровней.

В,цепь защиты между реле времени и усилителем,пускового устройства включено реле перегрузок, выполненное по схеме несимметричного триггера, выход которо го подключен на вход указан ното усилителя. Это защищает насосы от перегрузки, упрощает систему и уменьшает ее габариты.

На чертеже изображена схема описываемой си стемы.

Она состоит из трех функциональных блоков: блока датчиков тока 1, блока логики и блока питания 2.

Блок датчиков тока содержит три трансформатора тока 8, включенных по схеме

«звезда», трехфазный днухполупериодный выпрямитель. собригный из диодов 4, и конденсатор 5. Выход блока датчиков тока через установочное переменное сопротивление 6 включен на вход блока логики.

:o Блок логики содержит реле времени 7, реле перегрузок 8, .реле уровней 9, и |выходной усилитель 10.

Реле времени выполнено по схеме усилителя постоянного тока с задержкой сипнала д и содержит четыре транзистора (T) 11 — 14 типа p — и — р. На входе .включено сопротивление 15. В качестве сопротивления положительного смещения транзистора 11 используется сопротивление 16. Конденсатор 17 вы20 держки времени включен в цепи транзистор

11 — база транзистора 12. Разрядным сопротивлением служит сопротивление18. Зарядное сопротивление 19 включено в цепь коллектора транзистора 11. Обратная связь выполнена на

25 диоде 20 и сопротивлении 21. Второй каскад включен по схеме составного транзистора

Т . и Т ;;. В качестве сопротивления смещения транзистора 18 используется сопротивление

22. Для транзистора 14 сопротивлением смезо щения является сопротивление 23. В цепь за253589 г

20 держки ложного сигнала:входят сапротивления 24 и 25 и конденсатор 26. Диод 27 включен параллельно переходу эмиттер-база транзистора 18. Диод 28 включен в цепь базы транзистора 14. Сопротивления 29 — 81 включены в коллекторные цепи соответственно транзисторов 12 — 14. Выход реле времени включен на вхад реле перегрузок., Реле перегрузок выполнено по схеме несимметричного триггера и содержит три транзистора 82 — 84 типа р — и — р. Второй каскад вь« полнен по схеме составного транзистора

Т33 и Тзз. На входе в реле перегрузок включено сопротивление 85. В качестве делителей на пряже««ия на базах транзисторов 82 и 88 иопользуюгся соответственно сопротивления

86 и 87, 88 и 89. Сопротивление 40 включено в цепь положительного смещения базы транзистора 34. Коллекторными сопротивлениями транзисторов 82 — 84 соответственно являются сопротивления 41 — 48. Сип«альная лам па 44 включена в коллекторную цепь выходного транзистора 84. Выход реле перегрузок «зкл«очен на вход выходного усилителя.

Реле уровней вы полнено по схеме несимметричного триггера и содержит три транзистора 45 — 47 типа р — -и — р. Второй каска «, выполнен по схеме составного транзистора

Тз и Т,7. Датчики нижнего 48 и верхнего 49 уровней включены в коллекторнуlo,öåïü транзистора 45 через сопротивление 50 и в цепь базы транзистора 46 — через сапротивленис

51. В качестве делителей напряжения на базах транзисторов 45 и 46 включены соответственно сопротивления 52 и 58, 54 и 55. Для температурной стабилизации служит сопротивление 56. Коллекторными нагрузками транзисторов 46 и 47 служат соответственно со противления 57 и 58. Сигнальная ла «па 59 включена в коллекторную цепь выходного транзистора 47. Выход реле уровней включен на вход выходного усилителя.

Выходной усилитель выполнен иа одном мощном транзисторе 60 ти па р — и — р с двумя диодными входами и выходом на индуктивную нагрузку. Катушка магнитного пускателя 61 включена в цепь транзистора 60. Блок питания содержит однофазный четырехобмоточный трансформатор 62 и три выпрямителя, собранных на диодах 68.

Блок датчиков тока предназначен для преобразования переменного тока, протекающего в цепи электродвигателя, в синусоидальное напряжение с последующим выпрямлением последнего. Выпрямленное напря>кение сглаживается конденсатором 5, регулируется переменным сопротивлением б и,поступает на выхад.

Блок логики предназначен для защиты электронасоса от технологических перегрузок, неполнофазнаго режима и коротких замыканий в электродвигателе и питающем кабеле.

С помощью блока логики п.роизводится та кже ручное и автоматическое управление (пуск

60 электронасоса при минимальном уровне воды в ««а порном резервуаре и останов при максимальном уровне).

С поз«ощью реле времени выходной сигнал задерживается на время t = 0,7R«sC«7, В нормальном режиме (ток электродвигателя равен номинальному) сигнал на выходе датчиков тока недостаточен для срабатывания реле времени. Напряжение на коллекторе транзистора 11 близко к напря>кению питания, так как Rss+ Rss)) R«.. На пряжение базы транзистора 12 близко к нулю, транзистор 12 насыщен, а падение напряжения на переходе эмиттер-база мало. В этом случае напряжение на обкладках конденсатора близко к напря>кению питания.

При перегрузке (ток электродвигателя превышает номинальный) сигнал с выхода датчиков тока поступает на вход реле времени.

Транзистор 11 переходит в режим насыщения.

На базу транзистора 12 по падает положительное напряжение, и транзисторы 12 и 18 закрываются. Потенциал коллектора транзистора 18 принимает отрицательное значение, и через диод 28 транзистор 14 поддерживается в насыщенном состоянии после снятия отрицатель «oro сигнала по цепи «коллектор транзистора 11 — сопротивления 24 и 25— база транзистора 14». Чтобы снятие отрицательного сигнала по этой цепи не опережало появления отрицательного сигнала ло цепи: коллектор транзистора 18 — диод 28 — база транзистора 14, применяется цепь задержки, состоящая из сопротивления 24, конденсатора

26 и сопротивления 25. Режим отсечки транзисторов 12 и 18 обеспечивается в течение того времени, пока емкость конденсатора 17 не разрядится до нуля через сопротивление 18 на источник питания. Затем емкость конденсатора начинает заряжаться нагпряжением обратной полярности. При нарастании напряжения на конденсаторе до 0,1 в происходит насыщение транзисторов 12 и 18. С насыщением транзистора 18 с базы транзистора 14 снимается отрицательный сигнал, и транзистор 14 запирается.

На выходе реле времени появляется сигнал.

При снятии .перегрузки транзистор 11 запирается. Потенциал базы транзистора 12 принимает,положительное значение, и транзисторы 12 и 18 запираются. Транзистор 14 переходит в насыщенное состояние, и сигнал на выходе снимается. Если перегрузка исчез нет до того, как истекла выдержка времени, сигнал на выходе не появится. После снятия перегрузки с входа реле времени происходи« повторный заряд конденсатора 17 через сопротивление 19. После заряда конденсатора 17 через промежуток времени 1 = 0,7 R„C„реле времени готово к повторному действию.

Для обеспечения обратной зависимости времени срабатывания реле от величины тока в силовой цели служит цепочка отрицательной обратной связи: диод 20 — сопротивление 21.

253589

55

Реле перегрузок обеспечивает усиление, запоминание и,передачу сигнала перегрузки, а также включение аварийной световой сигнализации. В нормальном режиме сигнал на входе в реле перегрузок отсутствует, транзистор 82 насыщен током цепи, состоящей из сопротивлений 87 и 42. Потенциал на коллекторе транзистора 82 близок к нулю, и делитель напряжения, образованный сопротивлениями 88 и 89. создает на,базе транзистора 83 положительный потенциал, за пирающий транзистор 33. При этом потенциал коллектора транзистора 83 отрицательный, и транзистор

82 поддерживается в состоянии насыщения током, проходящим через сопротивление 87.

При поступлении сигнала с выхода реле времени на вход реле перегрузок транзисторы

88 и 84 открываются. Потенциал коллектора транзистора 83 близок к нулю, и отрицательное на1пряжение с базы транзистора 32 снимается .по,цепи с сопротивлением 87. Транзистор 32 запирается, и на его коллекторе появляется отрицательный,потенциал, поддерживающий отрицательным напряжением по цепи с сопротивлением 88 транзисторы 88 и 84 в насыщенном состоянии. Триггер переходит в другое устойчивое состояние, при котором транзистор 82 закрыт, а составной транзистор

Тз> и Т открыт. На выходе реле перегрузок появляется сигнал. Это состояние продолжается и .после снятия входного сигнала, благодаря:положительной обратной связи через со1противление 38. Так осуществляется запоми нание сигнала, перегрузки.

Усиление сигнала перегрузки и включение аварийной сигнализации обеспечивается большим коэффициентом усиления схемы составного транзистора Тзз и Тз„.

Реле уровней обеспечивает автоматическое управление электронасосом, пуск электронасоса при минимальном у ровне воды в напорном резервуаре и останов при максимальном, а также включение световой сигнализации верхнего уровня воды в напорном резервуаре.

При отсутствии воды в на1порном резервуаре контакты датчиков нижнего 48 и верхнего

49 уровней водой не смываются. При этом на,пряжение базы транзистора 46 равно нулю, а напряжение коллекторов транзисторов 46 и

47 близко к на прядению питания. Сигналы на выходе реле уровней отсутствуют. Делитель напряжения, образованный сопротивлениями

52 и 58, создает на базе транзистора 45 отрицательный потенциал, подготавливающий транзистор 45 к насыщению. Потенциал на коллекторе транзистора 45 равен нулю.

При достижении водой, датчика 48 нижнего уровня на коллектор транзистора 45 поступает питание через сопротивление 50. Транзистор 45 насыщается. Потенциал на его коллекторе близок к нулю, и напряжение на базе транзистора 46 также близко к нулю. Триггер 1продолжает оставаться в исходном со. 0

Зо

50 стоянии, сигнал,на выходе по-прежнему отсутствует.

При достижении водой датчика 49 нижнего уровня на базу транзистора 46 через сопротивление 51;поступает отрицательное напряжение. Транзисторы 46 и 47 насыщены, триггер занимает новое устойчивое состояние, и на выходе, реле уровней появляется сипнал.

Одновременно сигнальная лампа 59 в цепи коллектора транзистора 47 сигнализирует о причине отключения электронасоса. При этом потенциал на коллекторе транзистора 46 близок к нулю, и через сопротивление 58 транзистор 45 поддерживается в закрытом состоянии. На коллекторе транзистора 45 напряжение близко к напряжению, питания, и через сопротивление 54 транзистор 46 поддерживается в открытом состоянии до тех пор, пока контакты датчика 48 не освободятся от воды.

После прекращения воздействия воды на контакты датчика 48 отрицательный,потенциал с базы транзистора 46 снимается, итранзисторы 46 и 47 закрываются. Триггер переходит в исходное состояние, и сигнал на выходе реле уровней про падает. Сигнальная лампа 59 гаснет. Далее цикл повторяется.

Выходной усилитель обеспечивает усиление постулающих от реле перегрузок и реле уровней сигналов, вкл|очсние и отключение электронасоса, а также включение световой сигнализации.

При отсутствии на входах усилителя положительных сигналов перегрузки и уровней транзистор 60 открыт отрицательным на1пряжением цепи, содержащей сопротивление 64.

Катушка магнитного пускателя 61 включена, электронасос лолучает питание через контакты 65. Горит сигнальная лам па 66.

При поступлении положительного сигнала на один из входов, транзистор 60 .за пирается, и электронасос отключается. Сигнальная лампа бб гаснет. В этом состоянии усилитель продолжает оставаться до снятия со входа положительного сигнала, затем цикл повторяется.

Для обеспечения ручного управления служит тумблер 67, который отключает вход выходного усилителя от выхода реле уровней.

Включение и отключение электронасоса производятся тумблером 68. При этом реле перегрузок работает так же, как и,при автоматическом управлении.

Предмет изобретения

Система управления работой, например погру?иных электронасосов, состоящая из цепей управления и защиты, первая из которых содержит размещенные в водона порном резервуаре контакты датчика уровней включающие и отключающие пусковое устройство при заполнении и опорожнении резервуара, вторая содержит подключенные к цепи электродвигателя датчики тока, отключающие через

253589

8. — — с

Составитель А, Савостин

Техред А. А. Камышникова

Корректор Г. С. Мухина

1зедактор Л. Панус

Заказ 35 Тираж 480 П одни снос

ЦН ИИ ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Ми ни!сэров СССР Моора, Рау шакая наб., д. 4/5.

Типография № 24 Главполипрафпрома, Мосжва, Г-19, ул. Маркса — Энтельса, 14. соединенное последовательно с ними реле времени пусковое устрой ство, состоя щее из усилителя и мапнитного пускателя отличаюи4аяся тем, что, с целью защиты насосов от перегрузок, у прощения и уменьшения ее габаритов, в цепь управления между контактами датчика уровней и усилителем,пускового устройства включено реле уровней, выполненное:по схеме несимметричного триггера, в коллекторную и базовую цепи которого включены контакты датчика уровней, а в цепь защиты между реле времени и усилителем пускового устройства включено реле перегрузок, вы полненное по схеме несимметричного триггера, выход которого подключен на вход указанного усилителя.