СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ

Полезная модель относится к испытательной технике, преимущественно к насосным установкам (станциям) большой производительности, используемых для питания рабочей жидкостью (масло индустриальное) с требуемыми характеристиками (давлением, производительностью) исполнительный орган (силовой гидроцилиндр) динамических испытательных установок, более конкретно, к системам управления насосными установками.
Известна гидростанция типа 400.602 производительностью 175 литров в минуту и высоким рабочим давлением 21 МПа /1/, входящая в комплекс типовых узлов электрогидравлического испытательного оборудования. В ней для создания высокого рабочего давления используется гидравлический насос, управляемый электродвигателем мощностью 90 кВт. Основным недостатком системы управления гидростанцией является отсутствие устройства, ограничивающего пусковые токи электродвигателя, вращающего вал насоса высокого рабочего давления, достигающие в момент пуска электродвигателя 600 А и более.
Известны также насосные установки большой производительности (100 л/мин и более), входящие в состав вибростендов типа ЭГВ /2/, СИ6037-100.3 /1/ и машин для испытаний образцов металлов на усталость типа УРС /3/. Системы управления насосных установок вибростендов ЭГВ и СИ и машин УРС также не имеют устройств, ограничивающих пусковые токи электродвигателя, управляющего работой насоса высокого рабочего давления.
Наиболее близким аналогом предлагаемой системе управления насосной установкой является система управления насосной установкой
УН-200/200, входящей в состав стенда для испытаний натурных конструкций /4/ и ÷вибростенда ЭГВ-10-200 /5/.
Насосная установка УН-200/200 /6/ состоит из насоса низкого давления управления на давление 6,3 МПа производительностью 20 л/мин. для питания управляющего каскада сервоклапана (электрогидравлического усилителя) /7, 8/, насоса высокого рабочего давления 20 МПа производительностью 200 л/мин, для питания рабочей жидкостью силового гидроцилиндра испытательного стенда, насоса подкачки на давление 0,5÷1 МПа производительностью 200 л/мин., необходимого для подпора насоса высокого рабочего давления и его нормального функционирования (он обеспечивает неразрывность потока рабочей жидкости на входе насоса высокого рабочего давления) и схемы управления. Насосы низкого давления управления и подкачки управляются электродвигателями относительно небольшой мощности (от 2 до 5 кВт), а для управления насосом высокого рабочего давления требуется электродвигатель значительной мощности (110 кВт). Схема управления насосной установки первым запускает электродвигатель насоса низкого давления управления, затем через определенное время запускает электродвигатель насоса подкачки и после установления номинального давления на выходе насоса подкачки запускается электродвигатель насоса высокого рабочего давления.
Основным недостатком системы управления насосной установки УН-200/200, как и у рассмотренных аналогов, является большая потребляемая системой управления мощность при включении электродвигателя насоса высокого рабочего давления (пусковые токи достигают величины 800 А и более), что приводит к перегрузкам аппаратуры управления и силовых цепей системы управления, к возможному выходу из строя насоса высокого рабочего давления в связи с ударными нагрузками в момент пуска электродвигателя и, следовательно, требует установки пусковой и регулирующей аппаратуры завышенной мощности, увеличения сечения
подводимых кабелей и более частого ремонта самого насоса. Все перечисленное значительно усложняет систему управления насосной установки и снижает ее надежность.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности системы управления насосной установкой.
Указанная цель достигается за счет того, что в схему управления насосной установкой дополнительно введен софт-стартер, своими входными контактами подключенный к выходным контактам вводного автоматического выключателя, питающего электроэнергией схему управления насосной установки, а выходными контактами соединенного со статорными обмотками электродвигателя, вращающего вал насоса высокого рабочего давления.
Функциональная схема предлагаемой полезной модели приведена на рисунке.
Схема включает в себя автоматический выключатель 1, софт-стартер 2, электродвигатель 3, насос высокого рабочего давления 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Напряжение трехфазной сети через вводной автоматический выключатель 1 поступает на софт-стартер 2 (устройство плавного пуска электродвигателей) /9/, который плавно запускает и останавливает электродвигатель 3 насоса высокого рабочего давления 4. Софт-стартер 2 имеет микропроцессорное управление, с помощью которого задается требуемое время разгона электродвигателя 3 до номинальной скорости вращения его ротора и до выхода насоса 4 на номинальное давление и производительность. Таким же образом можно запрограммировать останов электродвигателя 3.
Предлагаемое устройство системы управления насосной установкой не имеет недостатков рассмотренных аналогов. Выбором времени разгона электродвигателя и его останова имеется возможность в несколько раз уменьшить пусковые токи электродвигателя, а, следовательно, не
допустить перегрузок силовых цепей системы управления насосной установкой и исключить ударные нагрузки насоса высокого рабочего давления в момент пуска электродвигателя, что значительно повышает эксплуатационную надежность системы управления и самой насосной установки.
Использованные источники:
1. Электрогидравлическое испытательное оборудование. Каталог разрабатываемых средств испытаний машин на надежность, ресурс, долговечность. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ И ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. Академия наук СССР, Межотраслевой научно-технический комплекс «НАДЕЖНОСТЬ МАШИН», М, 1989. С.115÷118.
2. Роженцев B.C., Бочарников В.В., Мараховский В.И. Электрогидравлические вибростенды типа ЭГВ. / Приборы и системы управления, №3, 1984. С.29÷30.
3. Роженцев B.C., Сухоруков С.М., Прокопенко Ю.Д. Электрогидравлические машины типа УРС для испытаний на усталость. / Приборы и системы управления, №2, 1984. С.21÷22.
4. Роженцев B.C., Новиков А.В., Мараховский В.И. и др. Автоматизированная система управления стендом для натурных испытаний элементов железнодорожного транспорта. / Современные технологии автоматизации, №4, 2006. С.34-39.
5. Вибростенд ЭГВ-10-200. Испытательные машины. Testing machines prufmachinen. V/O Sojuzzagranpribor. Moscow. C. 42-43.
6. Конструкторская документация ОАО «СКБИМ» на установку насосную УН 200/200 (Хб5.883.183 РЭ). 2004 г.
7. Варсанофьев В.Д., Кузнецов О.В. Гидравлические вибраторы. «Машиностроение», Ленинград, 1979. С.19-24.
8. Тябликов Ю.Е. Гидравлические испытательные машины. «Машиностроение», М., 1982. С.61-64.
9. http: www.vesper.ru.