Устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратнопоступательного движения

Устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратнопоступательного движения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 3110.78 (21)2679944/24-07 с присоединением заявки Но (23) Приоритет (51)М. Нл.з

H .02 Р 7/62

Н 02 К 41/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 151080. Бюллетень Йо 38 (53) УДК 621. 313. .3-525(088.8) Дата опубликования описания 1. Ы 030.(72) Автор изобретен и я

В.В. Семенов

Пермский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОГРУЖНЫМ ЛИНЕЙНЫМ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

ДВИЖЕНИЯ. Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления линейными электродвигателями возвратно-поступательного движения, и может быть использовано, в частности, для автоматического и дистанционного управления погружными линейными электроднигателями, устанавливаемыми в скважинах в качестве привода плунжерных насосов при.добыче жидкости (нефти) из скважин, а также для автоматического управления, например, металлообрабатывающими станками, прессами, транспортными средствами для погрузо-разгрузочных 15 работ, дозирующими установками s нефтеперерабатывающей промышленности.

Известны устройства для управления линейными электродвигателями, содержащие блок формирования сигнала о 20 положении подвижного элемента электродвигателя, блок выделения и регистрации сигнала о положении подвижного элемента н блок реверса (1) .

Однако известное устройство пред- 2 назначено для работы в наземных условиях. Использонание такого устройства в условиях погружения электродвигателя в скнажину потребует введения дополнительного кабеля связи и 3G усилителя для передачи сигналов уп равления с датчиков конечных полокений в устройство для реверса, что усложняет устройство и снижает его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для, управления погружным линейным электродвигателем возвратнопоступательного движения, содержащее блок формирования сигнала о положении подвижного элемента электродвигателя с трансформаторным датчиком положения, трансформатором тока н управляемым вентилем и блок выделения и регистрации сигнала о положении подвижного элемента, подключенный к блоку реверса и связанный сбдоком формирования через силовой кабель и вторичную обмотку питакхяего трансформатора I2) .

Недостатком известного устройства для управления линейным электродннга" телем возвратно-поступательного движения является несимметричный режим работы двигателя в начале и конце хода нторичного элемента, характеризующийся тем,что ток электродвигателя содержит три составляющие: прямой, обратной и нулевой последо771842 вательности. При возникновении таНого режима образуется непосредственная связь между многофазной обмоткой статора и землей.Нулевая составляющая тока, являющаяся контролируемым параметром, приводит к коррозии металлического оборудования, а также нарушению электрической прочности изоляции электродвигателя, то есть снижает надежность устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. 1О

Указанная цель достигается тем,что в известное устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратно.-поступательного движения, фазы которого включены в звезду с ну- 15 левой точкой, содержащее блок формирования сигнала о положении подвижного элемента электродвигателя с трансформаторным датчиком положения, трансформатором тока и управляемым щ вентилем и блок выделения и регистрации сигнала о положении подвижного элемента, подключенный к блоку реверса и связанный с блоком формирования через силовой кабель и вторичную обмотку питающего трансформатора, введены низкочастотный и высокочастотный фильтры, связанные своими выходами с одним из силовых электродов вентиля, управляющий электрод которого включен во вторичную обмотку датчика положения, подключенного своей первичной обмоткой к нулевой точке.звезды электродвигателя и одной из его фаз, вход низкочастотного фильтра и второй силовой электрод вентиля под- 35 ключены ко вторичной обмотке трансформатора тока, а вход высокочастотного фильтра соединен с нулевой точкой звезды фаз электродвигателя.

Такое выполнение устройства позво- 4щ ляет исключить непосредственную связь между многофазной обмоткой статора и землей как в начале хода, так и в момент отключения электродвигателя от питающей сети, то есть исключить несимметричный режим работы линейного электродвигателя. Подключение нулевой точки электродвигателя к земле через высокочастотный фильтр позволит исключить режимы работы двигателя, снижающие, энергетические показатели двигателя (например, уменьшение тягового усилия в начале и конце хода вторичного элемента), а отсутствие низкочастотных токов, протекающих по насосно-компрессарным тру- 55 бам, позволит полностью исключить коррозию оборудования, повысить электрическую прочность электродвигателя и блока формирования сигнала, что в условиях погружения злектродвигате- О ля в скважину повышает надежность работы устройства в целом.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратно-поступательного движения содержит блок формирования сигнала о положении подвижного элемента электродвигателя, устанавливаемый в герметизированное пространство электродвигателя, и блоки выделения и регистрации сигнала и реверса, которые устанавливаются -на наружной поверхности.

Глок формирования сигнала включает в себя датчик 1 трансформаторного типа, расположенный по торцам статора электродвигателя (на схеме условно показан только один датчик), трансформатор 2 тока,, низкочастотный 3 и высокочастотный 4 фильтры и управляемый вентиль, например, тиристор 5.Выходы низкочастотного 3 и высокочастотного 4 фильтров через ограничительные резисторы 6 и 7 подключены к аноду тиристора 5. Вход низкочастотного фильтра 3 и катод тиристора 5 подключены к вторичной обмотке трансформатора 2 тока, первичная обмотка которого включена последовательно с фазой линейного электродвигателя 8.

Управляющий электрод тиристора 5 подключен к вторичной обмотке датчика

1 трансформаторного типа, первичная обмотка которого включена в цепь фазы линейного электродвигателя или в цепь дополнительной обмотки, установленной в корпусе статора и имеющей индуктивную связь с фазами статора.В качестве ярма датчика 1 трансформаторного типа используется ферромагнитная вставка, входящая в конструкцию подвижного элемента. Ферромагнитная вставка крепится в концевой части подвижного элемента линейного электродвигателя.

Вход высокочастотного фильтра 4 соединен с нулевой точкой фаз линейного электродвигателя 8, которая через статорные обмотки электродвигателя и силовой кабель 9 соединена со вторичной обмоткой питающего трансформатора 10. Нулевая точка этого трансформатора подключена к блоку выделения и регистрации сигнала, который включает в себя высокочастотный фильтр 11 и генератор 12 высокочастотных колебаний, выход генератора.

12 подключен на вход блока 13 ревер/ са электродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

При достижении подвижным элементом электродвигателя конечного положения срабатывает датчик 1 трансформаторного типа. На выходе датчика 1 появляется ЭДС с частотой питающей сети, положительная полуволна которой поступает на управляющий электрод тиристора 5. Тиристор 5, включенный во вторичную обмотку трансформатора 2 через низкочастотный фильтр

3 и ограничительный резистор б, от771842 крывается. В цепи, состоящей нз тиристора 5, низкочастотного фильтра 3, ограничительного резистора б и вторичной обмотки трансформатора 2, протекает ток, определяемый уровнем положительной полуволны напряжения.Одновременно лри открывании тиристора

5 появляется цепь для протекания тока от высокочастотного генератора 12: генератор 12, высокочастотный фильтр

11, вторичная обмотка трансформатора 10, силовой кабель 9, фаза двигателя 8, высокочастотный Фильтр 4, ограничительный резистор 7, тиристор 5, металлический корпус погружного электродвигателя 8.

Ток в цели высокочастотного генератора будет прерывистым, поскольку цель для протекания положительной полуволны с частотой высокочастотного генератора появляется только тогда, когда срабатывает датчик 1, и тиристор 5 откроется. Данный сигнал поступает на вход блока 13 реверса, который срабатывает только в конце хода подвижного элемента. .1ри достижении подвижным элементом электродвигателя 8 другого крайнего положения устройство работает аналогично.

Напряжение во вторичной обмотке трансформатора 2 тока и сопротивление резисторов 6, 7 подбираются из условия величины тока удержания ти» ристора. 5.

Устройство для управления линейным электродвигателем возвратно-поступательного движения благодаря исключению несимметричного режима работы линейного электродвигателя как в конце хода, так и в начале хода подвижного элемента позволяет исключить режимы работы двигателя, приводящие к преждевременному выходу его из строя. В результате межремонтный период работы линейного двигателя увеличивается не менее, чем в два раза, благодаря чему искжэчается операция подьема линейного электродвигателя из скважины для его ремонта и его спуска в скважину.

Формула изобретения

Устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратно-поступательного движения, фазы которого включены в звезду с нулевой точкой, содержащее блок формирования сигнала о положении подвижного элемента электродвигателя с трансформаторным датчиком положения, трансформатором тока и управляемым

15 вентилем и блок выделения и регистрации сигнала о положении подвижного элемента, поДключенный к блоку реверса и связанный с блоком формирования через силовой кабель и вторичную обмотку питающего трансформатора,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, блок формирования сигнала о положении подвижного элемента содержит низкочастотный н высокочастотный фильтры, связанные своими выходами с одним из силовых электродов вентиля, управляющий электрод которого включен во вторичную обмотку датчика положения,подКлюченного своей первичной обмоткой

З® к нулевой точке звезды электродвигателя и одной из его фаз, вход низкочастотного фильтра и второй силовой электрод вентиля подключены ко вторичной обмотке трансформатора тока, 35 а вход высокочастотного фильтра соединен с нулевой точкой звезды фаз электродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ,щ 1. Патент Ивецни 9 334409, кл. Н 02 К 33/14, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2384075,кл.Н 02 P 7/62, 1976.

771842

f0

Составитель 3. Горник

Редактор Т. Лошкарева Техред Н.Ковалева Корректор C. Шекмар

Заказ 6717/70 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4