Устройство для управления погружным линейным электродвигателем возвратнопоступательного движения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 31.1078 (21)2679944/24-07с присоединением заявки Но(51)М. Нл.з Н .02 Р 7/62 Н 02 К 41/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 313. .3-525(088.8) Дата опубликования описания 15.1 ОЯО.(72) Автор изобретения В.В. Семенов Пермский научно-исследовательский и проектный институт неФтяной промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОГРУЗНЫМ ЛИНЕЙНЫМЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГОДВИЖЕНИЯ, Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам дляуправления линейными электродвигателями возвратно-поступательного движения, и может быть использовано, вчастности, для автоматического и дистанционного управления погружнымилинейными электродвигателями, устанавливаемыми в скважинах в качествепривода плунжерных насосов при.добыче жидкости (нефти) из скважин, атакже для автоматического управления,например, металлообрабатывающимистанками, прессами, транспортнымисредствами для погрузо-разгрузочных 15работ, дозирующими установками в нефтеперерабатывающей промышленности.Известны устройства для управлениялинейными электродвигателями, содержащие блок Формирования сигнала о 20положении подвижного элемента электродвигателя, блок выделения и регистрации сигнала о положении подвижногоэлемента н блок реверса 11),Однако известное устройство предназначено для работы в наземных условиях. Использонание такого устройства в условиях погружения электродвигателя в скнажину потребует введения дополнительного кабеля связи и ЗО усилителя для передачи сигналов уп- равления с датчиков конечных положений 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 возвратно- поступательного движения, содержащее блок формирования сигнала о положении подвижного элемента электродвигателя с трансформаторным датчиком положения, трансформатором тока и управляемым вентилем и блок выделения и регистрации сигнала о положении подвижного элемента, подключенЬый к блоку реверса и связанный с . бдоком формирования через силовой кабель и вторичную обмотку питакцего трансформатора 2) .Недостатком известного устройства для управления линейным электродннга" елем 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 последовательности. При возникновениитаНого режима образуется непосредственная связь между многофазной обмоткой статора и землей.Нулевая составляющая тока, являющаясяконтролируемым параметром, приводитк коррозии металлического оборудования, а также нарушению электрическойпрочности изоляции электродвигателя,то есть снижает надежность устройства.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. 1 ОУказанная цель достигается тем,чтов известное устройство для управленияпогружным линейным электродвигателемвозвратно.-поступательного движения,фазы которого включены в звезду с нулевой точкой, содержащее блок формирования сигнала о положении подвижного элемента электродвигателя странсформаторным датчиком положения,трансформатором тока и управляемым 2 Овентилем и блок выделения и регистрации сигнала о положении подвижногоэлемента, подключенный к блоку реверса и связанный с блоком формированиячерез силовой кабель и вторичную обмотку питающего трансФорматора, введены низкочастотный и высокочастотный фильтры, связанные своими выходами с одним из силовых электродов вентиля, управляющий электрод котороговключен во вторичную обмотку датчика 30положения, подключенного своей первичной обмоткой к нулевой точке звезды электродвигателя и одной из егоФаз, вход низкочастотного фильтра ивторой силовой электрод вентиля подключены ко вторичной обмотке трансформатора тока, а вход высокочастотного фильтра соединен с нулевой точкой звезды фаз электродвигателя,Такое выполнение устройства позволяет исключить непосредственнуюсвязь между многофазной обмоткой статора и землей как в начале хода, таки в момент отключения электродвигателя от питающей сети, то есть исключить несимметричный режим работы линейного электродвигателя. Подключение нулевой точки электродвигателяк земле через высокочастотный фильтрпозволит исключить режимы работыдвигателя, снижающие, энергетическиепоказатели двигателя (например, уменьшение тягового усилия в начале и конце хода вторичного элемента), а отсутствие низкочастотных токов, протекающих по насосно-компрессарным трубам, позволит полностью исключитькоррозию оборудования, повысить электрическую прочность электродвигателяи блока Формирования сигнала, чтов условиях погружения злектродвигате- Оля в скважину повышает надежность работы устройства в целом. Яа чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. дУстройство 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 связьс 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, от 771842крывается. В цепи, состоящей из 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.Чри 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 электродвига" теля из скважины для его ремонта и его спуска в скважину.формула изобретенияУстройство 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 странсформаторным датчиком положения,трансФорматором тока и управляемым15 вентилем и блок выделения и регистрации сигнала о положении подвижногоэлемента, подключенный к блоку реверса и связанный с блоком формирования через силовой кабель и вторичнуюЩ обмотку питающего трансформатора,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности, блок формирования сигнала о положении подвижного элемента содержит низкочастотный н высокочастотный Фильтры, связанные своими выходами с одним изсиловых электродов вентиля, управляющий электрод которого включен во вторичную обмотку датчика положения,под"Ключенного своей первичной обмоткойЗ к нулевой точке звезды электродвигателя и (аной из его фаз, вход низкочастотного фильтра и второй силовойэлектрод вентиля подключены ко вторичной обмотке трансформатора тока,35 а вход высокочастотного фильтра соединен с нулевой точкой звезды фазэлектродвигателя.Источники ннФормации,принятые во внимание при экспертизе,щ 1. Патент ц 1 веции Р 334409,кл. Н 02 К 33/14, 1968.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2384075,кл.Н 02 Р 7/62,1976.771842 Составитель 3. Горникедактор Т. Лошкарева Техред Н,Ковалева Корректор С. Шекмар ираж 7 ВЗ рственного зобретенийа, Ж, Р е илиал ППП "Патент", г. Умгород, ул. Проектная,717/70ВНИИПИ Госудпо делам113035, Иос Подписикомитета СССРи открытийушская наб., д. 4