Устройство контроля вращающего момента на валу электродвигателя электробура по наземным параметрам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ри, 576543 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 14.10.77 51) М. Кл." 6 01 Р, 2106 Государственный камитеСовета Министрое СССРпо делам изобретеиийи открытий. Фридм абот Всесоюзный научно-исследовательский институт и эксплуатации нефтепромысловых тру) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕН НА ВАЛУ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОБУРА ПО НАЗЕМНЫМ ПАРАМЕТРАМИзобретение относится к области измерительной техники.Известны устройства контроля вращающего момента на валу электродвигателя, состоящие из группы измерительных трансформаторов, статического преобразователя мощности,переключателей с потенциометрами, имитирующими углубление скважин, квадраторов иуказывающих приборов 11,Однако такие устройства имеют большую 10(до 30%) погрешность при контроле несимметричных систем.Известно также устройство УКМ-З, содержащее те же основные элементы, но благодаря тому, что потенциометры, имитирующие потери, подключены параллельно обмоткам напряжения преобразователя мощности, оноприменимо для случая несимметричных систем,21.Недостатком этого устройства является отсутствие контроля напряжения на зажимахэлектробура.Цель изобретения - обеспечение контролянапряжения на зажимах электродвигателя.Это достигается тем, что в устройство контроля вращающего момента на валу электродвигателя электробура по наземным параметрам, содержащее трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, вспомогательныетрансформаторы тока, потенциометры и пре образователь мощности, обмотки напряжения которого подключены к трансформаторам напряжения и соединены с потенциометрами, включенными во вторичную цепь вспомогательного трансформатора тока, а токовые обмотки преобразователя мощности соединены с первичной обмоткой этого трансформатора, во вспомогатсльный трансформатор тока введена дополнительная обмотка, нагруженная на сопротивление и подключенная параллельно обмотке напряжения преобразователя мощности, а цепь трансформатора напряжения и другой вторичной обмотки вспомогательного трансформатора тока подключена к обмотке напряжения преобразователя мощности через измеритель напряжения,На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит вспомогательные трансформаторы тока ВТТ, и ВТТпервичные обмотки каждого из которых соединены последовательно с первичными обмотками другого ВТТ и через токовые цепи преобразователя мощности подключены к трансформаторам тока (ТТ илн ТТ,).Одна из пар вторичных обмоток ВТТ, и ВТТ, нагружена на сопротивлениями, и К, и через сопротивления Лв и Я 8 подключена к обмоткам напряжения преобразователя мощности. Другая пара нагружена на потенцио 57654310 20 25 30 мстры Кз - Ко и К з"- К 6 и )1 срсз с 011)ОПвз)с 11 Я К ) и К ) 11 11;) ч с 1)11 Гс, 111111 р) же)111 Я 1 (11 л 1 сопротиВлс 1 пс Лз раВ 11)с сопрот 1 В,спи 0 112- мерител 51 папр 51 жс 11 пя, В друГ 011 полошпс схсмы) подключспа также к обмоткам напряжения преобразователя мощности, К оомоткам напряжения преобразователя мощности через измеритель папряжени 51 (или сопротиВление Л 21 подключены, кроме ТОГО, Выходеые Об. мотки трансформаторов напрягкения Т 11 Ав и ТНвс через параллельные цепочки К,С и К I С/Работа устройства заключается в том, что опо решает уравнение (1), преобразованнос к виду: 9)4 Х 1,1 И=К-(1 Ав Л 1,1) 1,1 соз, + /)с+ (1 св - Ыс) 1 с соз )2 --- .(2)1 - Ь ) где А - крутящий момент па валу электродвигателя;1 Ав,1 св - токи, протекающие в обмотках Л 1)Л 55 от действия линейных напряжений /Ав и Усв,ЫА, Ыс - суммарные токи, протекающие вобмотках Лг и ЛГ от действиянапрягкений:ЬУАг=(21 А+ 1 С); ЬУА 2=" (21 А+1 с)3 а 3 ао ЬУсг: (21 с + 1 А); ЬИс 2 -- (21 с+ 1 А)3 ао 3 ао К - коэффициент пропорциональности,зависящии только от применяемых измерительных трансформаторов и ваттмегра, а потому величина известная;гс - синхронная частота вращения двигателя, величина также известная;5 - номинальная величина сколь)кенияэлектродвигателя,Прп подаче напряжения на электродвигатель на зажимы А, В, С поступает линейноенапряжение, а на зажимы 1 А (1"А) и 1 с (1")с) -соответствующие токи. Линейный ток проходитчерез обмотку Л, (Л,) и первичные обмоткиВ 11, создавая во вторичных обмотках токпропорциональной величины, который создаетпадение напряжения на потенциометре Кз - Кз(К з - К з) и сопротивлении Кг (К 7). Эти напряжения, пропорциональные линейному току,снимаются с потенциометра и с сопротивления и поступают в цепь ваттметра, где вызывают ток ЫА (Ыс), протекаощий по обмоткеЛГ 5 (Лпт), С другой стороны, по обмоткеЛ(Л) в проги ополого,1 напрни,протекает ток 1 Ав (1 св).Таким образом, через сопротивлениеЛгч (Л протекает разностный ток 1 Ав -ЫА (1 св - Ыс) и ваттметр с обмоткамиЛп (Лт,г) и Л; (Л;) показывает величину, определяемую формулой (2),Преобразователь мощности (ваттметр) ис 35 40 45 50 51) 60 65 пользуется как псрсмпожающее устройство. Удобсгво прпмспсппя вапгСтра в качестве псрсмпожптсля объясняется тем, что ваттметр фактически осуществляет скалярное произведение Векторов тока и папрягкспия, то есть реализует произведение вида:(1 Ав - ЫА) 1 АСОЯ ) что и требустся согласно формуле (2).Операции же сложения (вычитания) осуществляются последовательным (встречным) или параллельным подключением сопротивлений, так, например, разность (1 Ав - ЫА) реализуется параллельным подключением сопротивлений Кг и К 2 через сопротивление Л 2 г к ваттмстру, другими словами, ток, протекающий чсрсз ваттметр, равен разности токов, протекающих через К 1 и К 2Через измсритель напрягкения У (сопротивление Л 25 ) протекает разностный ток 1 Ав -ЫА 2 (1 св Ыс 2) Где ЫА 2 (Ысз) - ток От напр 51 гкения ЛЬА 2 (111 с 2). Ток 1 Ав - ЫА 2 прямо пропорционален напрягкению на зажимах электродвигателя, что позволяет достаточно точно контролировать это напряжение.11 ри изменении длины токоподвода соответственно меняются положения движков потенциометров Кз - Кз и Кз - Кь Формула изобретения Устройство контроля вращающего момента на валу электродвигателя электробура по наземным параметрам, содержащее трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, вспомогательные трансформаторы тока, потенциометры и преобразователь мощности, обмотки напряжения которого подключены к трансформаторам напряжения и соединены с потенциометрами, включенными во вторичную цепь вспомогательного трансформатора тока, а токовые обмотки преобразователя мощности соединены с первичной обмоткой этого трансформатора, отличающееся тем, что, с цельюобеспечения контроля напряжения на зажимах электродвигателя, во вспомогательный трансформатор тока введена дополнительная обмотка, нагруженная на сопротивление и подключенная параллельно обмотке напряжения преобразователя мощности, а цепь трансформатора напряжения и другой вторичной обмотки вспомогательного трансформатора тока подключена к обмотке напряжения преобразователя мощности через измеритель на прягкения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Любарский А, Г. и др. Аппаратура для определения мощности на валу электробура по наземным параметрам, Труды Куйбышевского НИИНГ 1, вып, 41, 19 б 9.2. Айзуппе Э. А. и др, Устройство УКМдля контроля крутящего момента на валу электробура, Машины и нефтяное оборудование, М., 1975, Хо 9,576543 двс Составитель О. БогомоловТехред А. Камышникова Корректор Е. Хмелева Редактор Н, Каменская Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2290/8 Изд. М 512 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5