Пристрій автоматичного управління заглибним насосом

Реферат: Пристрій автоматичного управління заглибним насосом, що включає заглибний електронасос, датчик рівня води, електропривод, причому електропривод насоса виконаний частотнокерованим, в якому приводний електродвигун підключений до виходу перетворювача частоти, а вхід перетворювача частоти підключений до виходу мікропроцесорної системи управління перетворювачем частоти, вхід мікропроцесорної системи приєднаний до виходу регулятора рівня води, причому регулятор рівня води має два входи: вхід задання, на який надходить сигнал задатчика рівня води, та вхід зворотного зв'язку, на який надходить сигнал з виходу датчика рівня води. UA 73049 U (54) ПРИСТРІЙ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ ЗАГЛИБНИМ НАСОСОМ UA 73049 U UA 73049 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до насособудування, а саме до систем керування електроприводами заглибних насосів, й може бути застосована в гірничій галузі, нафтопромисловості, в гідротранспортних системах, що працюють в умовах змінних режимів. Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є пристрій автоматичного управління двигуном заглибного насоса, що містить датчик рівня з контактами верхнього та нижнього рівнів, реле управління із замикаючими та розмикаючими контактами, розмикаючий контакт якого включений послідовно у ланцюг живлення котушки магнітного пускача, що підключає до мережі двигун електронасоса, обмотка реле управління підключена до виходу першого випрямного моста, знижуючий трансформатор, первинна обмотка якого підключена до мережі, крім того, уведені другий випрямний міст та додаткове реле із замикаючим контактом, при цьому вхід першого випрямного моста підключений до вторинної обмотки знижуючого трансформатора через послідовно з'єднані замикаючий контакт додаткового реле управління та контакти верхнього рівня датчика рівня, паралельно яким включений замикаючий контакт реле управління, обмотка додаткового реле управління підключена до виходу другого випрямного моста, вхід якого підключений до вторинної обмотки знижуючого трансформатора через контакти нижнього рівня датчика рівня [Патент РФ на винахід №2248654, кл. Н02Н 5/08, опублікований 20.03.2005]. До недоліків відомого пристрою відносяться недостатній ККД через значні витрати потужності насоса у номінальному режимі, ненадійність через прямий пуск приводного електродвигуна від електромережі, що веде до ударних навантажень в електродвигуні та механічних вузлах насоса, складність конструкції, недостатня безпека. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою автоматичного управління заглибним насосом, в якому виконання електроприводу насоса частотно-керованим, приводний електродвигун якого підключений до виходу перетворювача частоти (ПЧ), вхід ПЧ підключений до виходу мікропроцесорної системи управління перетворювачем частоти, а вхід мікропроцесорної системи приєднаний до виходу регулятора рівня води, який має два входи: вхід завдання, на який надходить сигнал задатчика рівня води, та вхід зворотного зв'язку, на який надходить сигнал з виходу датчика рівня води, забезпечують замкнення системи автоматичного управління заглибним насосом по рівню води в свердловині, цим забезпечується збільшення ККД насоса, спрощення конструкції, підвищення надійності та безпеки. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої автоматичного управління заглибним насосом, що включає заглибний електронасос, датчик рівня води, електропривод насоса, згідно з корисною моделлю, передбачені наступні відміни: - електропривод виконаний частотно-керованим, - приводний електродвигун частотно-керованого електроприводу підключений до виходу ПЧ; - вхід ПЧ підключений до виходу мікропроцесорної системи управління перетворювачем частоти; - вхід мікропроцесорної системи приєднаний до виходу регулятора рівня води; - регулятор рівня води має два входи; - регулятор рівня води має вхід завдання, на який надходить сигнал задатчика рівня води; - регулятор рівня води має також вхід зворотного зв'язку, на який надходить сигнал з виходу датчика рівня води. Крім того, датчик рівня води виконаний манометричним з аналоговим вихідним сигналом, що пропорціональний рівню води в свердловині; як задатчик рівня води узятий пристрій, що виконаний за пошуковим алгоритмом; при умові максимальної швидкості електроприводу та зростанні рівня води в свердловині, до пристрою управління автоматично підключений інший насос, який працює за тією ж схемою автоматичного управління насосом. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображена функціональна схема автоматичного управління одним заглибним насосом. Пристрій автоматичного управління заглибним насосом містить частотно-керований електропривод, що складається з приводного електродвигуна 1, вихід якого приєднаний до входу заглибного насоса 2, а вхід - до виходу ПЧ 3, вхід ПЧ 3 підключений до виходу мікропроцесорної системи 4 управління ПЧ 3, вхід мікропроцесорної системи 4 приєднаний до виходу регулятора 5 рівня води, регулятор 5 рівня води має два входи: вхід завдання, що підключений до виходу задатчика 6 рівня води, та вхід зворотного зв'язку, що підключений до виходу датчика 7 рівня води, в якості задатчика 6 може бути узятий пристрій, що виконаний за пошуковим алгоритмом. Пристрій працює наступним чином. Потрібне значення рівня води задається задатчиком 6 рівня води. Після пуску частотнорегульованого електропривода, приводний електродвигун набирає оберти, а на вхід 1 UA 73049 U 5 10 15 20 мікропроцесорної системи 4 надходить сигнал з виходу регулятора 5 рівня води, система 4 передає його на вхід ПЧ 3, звідти - до приводного електродвигуна 1, при цьому, на вхід завдання регулятора 5 надходить сигнал завдання з виходу задатчика 6 рівня води, а на вхід зворотного зв'язку регулятора 5 - сигнал з виходу датчика 7 рівня води, відбувається замкнення схеми автоматичного управління за вихідним параметром - рівнем води в свердловині. Приводний електродвигун 1 розганяється до швидкості сталого стану, при якому забезпечується задане значення рівня води в свердловині. У подальшому пристрій автоматичного управління заглибним насосом підтримує задану величину рівня води. При зміні заданої величини рівня води в свердловині, на виході задатчика 6 рівня води пристрій (за який може бути узятий пристрій, виконаний за пошуковим аналогом), автоматично встановлює швидкість обертання приводного електродвигуна 1 такою, щоб забезпечити потрібну задану величину рівня води в свердловині. Для реалізації управління заглибним насосом з підтриманням постійного рівня води в свердловині можливе завдання рівня за пошуковим алгоритмом. Під час роботи на максимальній швидкості та при зростанні рівня води в свердловині пристрій автоматично підключає інший заглибний насос, який працює за такою ж замкненою схемою управління. Застосування запропонованого пристрою дозволить виконувати регулювання рівня води в свердловині з мінімальними втратами потужності насоса, оскільки його потужність буде витрачатися тільки на підйом води, з невеликим перевищенням напору для перекачування води у приймальний резервуар. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 1. Пристрій автоматичного управління заглибним насосом, що включає заглибний електронасос, датчик рівня води, електропривод, який відрізняється тим, що електропривод насоса виконаний частотно-керованим, в якому приводний електродвигун підключений до виходу перетворювача частоти, а вхід перетворювача частоти підключений до виходу мікропроцесорної системи управління перетворювачем частоти, вхід мікропроцесорної системи приєднаний до виходу регулятора рівня води, причому регулятор рівня води має два входи: вхід задання, на який надходить сигнал задатчика рівня води, та вхід зворотного зв'язку, на який надходить сигнал з виходу датчика рівня води. 2. Пристрій автоматичного управління заглибним насосом за п. 1, який відрізняється тим, що датчик рівня води виконаний манометричним, з аналоговим вихідним сигналом, що пропорціональний рівню води в свердловині. 3. Пристрій автоматичного управління заглибним насосом за п. 1, який відрізняється тим, що при умові максимальної швидкості електроприводу та зростанні рівня води в свердловині, до системи управління автоматично підключений інший насос, який працює за тією ж схемою автоматичного управління насосом. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2