Устройство для измерения крутящего момента погружного электродвигателя

Устройство для измерения крутящего момента погружного электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСЛНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ («) 465568

Союз Советских

Социалистических

РеслтИик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.04.73 (21) 1908929/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.75. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 16.07.75 (51) М. Кл. 6 Oll 3/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.781(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения А. Г. Бестелесный, А. А. Семенцова, Г. H. Семенцов и В. М. Дитчук

Ивано-Франковский институт нефти и газа (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО

МОМЕНТА ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к силоизмерительной технике и применяется в нефтяной и газовой промышленности.

Известные устройства для измерения крутящего момента содержат датчик активной мощности, сумматор и компенсатор сигнала, пропорционального мощности холостого хода электродвигателя. Однако они не позволяют измерять момент с учетом потерь мощности в токоподводе при его большой длине.

Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения от активных потерь в токоподводе и в электродвигателе.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено корректирующей цепочкой, включающей последовательно соединенные квадратор, множительное звено, делитель и сумматор, а также второе множительное звено, подключенное параллельно первому множительному звену и делителю между квадратором и сумматором. Вход квадратора корректирующей цепочки подсоединен к токовому входу датчика активной мощности, а выход сумматора этой цепочки — к основному сумматору.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 активной мощности, квадратор 2, множительные схемы

3 и 4, делитель 5, сумматоры 6 и 7 и компснсатор 8 напряжения, соответствующего мощности холостого хода электродвигателя.

Напряжение U> на выходе датчика активной мощности, подключенного к цепи питания электродвигателя, пропорционально изме1зяемоЙ мощности Р»»>

U,=К, U I cos

10 I — ток;

Cos y — косинус угла между ними;

К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Сигнал, пропорциональный фазовому току, подается также на квадратор, напряжение на

15 выходе которого U2 пропорционально квадрату входного сигнала у =К /а:1 (2) где Кз — коэффициент пропорциональности. й0 В множительных схемах 3 и 4 напряжение, снимаемое с выхода квадратора, умножается па величины, пропорциональные соответственно сопротивлению токоподвода погружного электродвигателя R«и активному сопротив25 лению обмоток электродвигателя R„„„Параметры схемы 3 выбирают с учетом изменения сопротивления токоподвода вследствие повышения температуры по глубине скважины.

Таким образом, на выходе множительной

30 схемы 3 сигнал пропорционален потерям в токоподводе с максимальным удельным сопротивлением з — з атамане (3) а на выходе схемы 4 пропорционален потерям в двигателе у. Кгаг (4) где Кз и К4 — коэффициенты пропорциональности. Так как потери в токоподводе зависят от поперечного сечения питающей линии, сигнал с выхода множительного звена поступает на вход делителя 5, в котором напряженис делится пропорционально удельному сопротивлению токоподвода, т. е. у Kgl Rm èàêñ у - pp — у (5) дел где Кдел — коэффициент, учитывающий удельное сопротивление токоподвода, при разном

его сечении; Кв Кз/Кдел коэффициент пропорциональности.

В сумматоре б напряжения U4 и U.- складываются, а в сумматоре 7 эта сумма вычитается из напряжения, пропорционального измеряемой мощности

U÷ = U — (U, + Uà) = т (P„зм — Pòï + P„) =

= КтРн», (6) где P, — мощность на валу двигателя.

Как видно из выражения (б), на выходе сумматора 7 напряжение пропорционально мощности на валу двигателя без учета потерь в токоподводе и потерь в электродвигателе. Эта мощность связана с моментом на валу двигателя выражением где Кв = 974/и.

В режиме холостого хода момент на валу электродвигателя равен нулю, хотя он и потребляет какую-то мощность из сети. Для компенсации напряжения, соответствующего мощности холостого хода электродвигателя, служит компенсатор 8.

При нагружен ни вала двигателя входно« напряжение компенсатора U„, составляет главк, — — К (Ризи.н — (Рта.н + Рдв.н), (8)

5 т. е. пропорционально текущему значению мощности.

Для определения момента на валу электродвигателя необходимо из напряжения, пропорционального текущему значению мощно10 сти, вычесть напряжение, пропорциональное мощности холостого хода двигателя. При этом момент на валу двигателя пропорционален этой разности (P„»,.„— P„,,„. ) — ((P,„.„+- P» „)— — (тп.хх + Рдв,хх)1 Рвам (9)

Так как в предлагаемое устройство введена автоматическая компенсация потерь в токоподводе и в электродвигателе, напряжение на

20 выходе компенсатора, пропорциональное приращению измеряемой мощности ЛРиам, равной мощности на валу двигателя, пропорционально моменту, развиваемому погружным электродвигателем, 25

Предмет изобретения

Устройство для измерения крутящего мо30 мента погружного электродвигателя, содержащее датчик активной мощности, сумматор и компенсатор сигнала, пропорционального мощности холостого хода электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью умень35 шения погрешности измерения от активных потерь в токоподводе и в электродвигателе, оно снабжено корректирующей цепочкой, включающей последовательно соединенные квадратор, множительное звено, делитель и

40 сумматор, а также второЕ множительное звено, подключенное параллельно первому и делителю между квадратором и сумматором, при этом вход квадратора корректирующей цепочки подключен к токовому входу датчика

45 активной мощности, а выход сумматора этой цепочки — к основному сумматору.

Редактор T. Рыбалова

Заказ 1383/4

Техред T. Миронова Корректор А. Степанова

Изд. № 1315 Тираж 902 Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2