Устройство управления электродвигателем

Полезная модель относится к элеюротехнике и предназначена для управления электродвигателями, преимущественио с электронной коммутацией, и может быть использовано в частности для управления двигателями погружных насосных установок для откачки из скважин пластовых жидкостей: воды или нефти.
Известна электронасосная поп гжная установка, в состав которой входят устройство для управления электродвигателем (см. описание к патенту РФ J 137945, F04D 13/10). Оно содержит источник сетевого напряжения с промышленной частотой 50 Гц (или 60Гц), выпрямитель и инвертор, соединенные с двигателем. Недостатком известного устройства является отсутствие средств для изменения напряжения шггания электродвигателя до оптимальных значений, составляющих 750-2300В.
Известно устройство для управления двигателем входящее в состав установки для откачки пластовой жидкости из скважины (см. описание к патенту РФ №2115800, F21B 43/00). Устройство содержит источник сетевого напряжения 6-10кВ промышленной частотьц силовой понижающий трансформатор, преобразователь частоты, выполненный в виде выпрямителя и инвертора, выход которого соединен с двигателем. Недостатком известного устройства является его большая масса и габариты, что обусловлено использованием понижающего трансформатора на низкой частоте.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является устройство для управления электродвигателем, входящее в состав известной скважинной насосной установки для добычи нефти (см. описание к патенту РФ №2103557, F04D 13/10). Известное устройство содержит последовательио соединенные источник сетевого напряжения промышленной частоты 50 Гц с напряжением 380В, повышаюищй трансформатор, обеспечивающий необходимое для работы электродвигателя напряжение 750-2300В, блок управления вьшрямителем, выпрямитель и инвертор, выход которого соединен с электродвигателем. При этом блок управления выпрямителем, выпрямитель и инвертор выполняют функцию преобразователя частоты.
Недостатками известного устройства является большая масса и габариты, что обусловлено использованием повьшгающего трансформатора, работающего на низких частотах.
Указанный результат достигается тем, что устройство управления электродвигателем, содержащее источник сетевого напряжения, повышающий трансформатор, преобразователь частоты дополнительно снабжено выпрямителем и инвертором, а трансформатор выполнен высокочастотным, при этом вход преобразователя частоты соединен с источником сетевого напряжения, а выход - с высокочастотным трансформатором, выход которого соединен через выпрямитель с инвертором, соединенным с двигателем.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются:
-вьшолнение повыщающего трансформатора высокочастотным;
-дополнение устройства выпрямителем и инвертором;
-наличие новых связей между блоками и иное их взаимное расположение, по сравнению с прототипом.
Выполнение трансформатора высокочастотным позволяет существенно снизить вес и габариты устройства в целом благодаря своим малым размерам и весу.
Дополнение устройства вьшрямителем и инвертором и иное расположение блоков и связей между ними так же обеспечивают достижение заявленного результата, т.к. они вызваны заменой повышающего низкочастотного трансформатора высокочастотным и обеспечивают функционирование устройства.
Сущность заявляемого устройства поясняется примером его реализации и чертежом, на котором представлена принципиальная блок-схема устройства.
Устройство для управления двигателем содержит источник сетевого напряжения 1, в качестве которого может быть использована промышленная подстанция, дающая трехфазный ток с напряжением 380В и частотой 50Гц. Источник напряжения 1 соединен с входом преобразователя частоты 2, который может быть выбран из числа известных. В частном случае он может быть выполнен в виде вьпфямителя, блока управлення инвертором и инвертора. Выход преобразователя частоты 2 соединен с высокочастотным повышающим трансформатором 3, который также может быть выбран из числа известных на рабочую частоту 5-35 1сГц. Выходная обмотка трансформатора 3 соединена с выпрямителем 4, выход которого соединен с инвертором 5, выход которого соединен с управляемым электродвигателем 6. Вьшрямитель 4 и инвертор 5 могут быть выбраны из числа известных применительно к пропускаемым токам, подаваемому напряжению и потребляемой двигателем мощности. В случае отсутствия необходимых по параметрам, они могут быть разработаны и изготовлены по известным правилам, исходя из заданных характеристик, определяемых диапазоном режимов работы двигателя.
переменный ток с частотой в 50 Гц в переменный ток с постоянной частотой в диапазоне 535кГц. Рабочая частота выбирается по известным правилам исходя из параметров двигателя и требуемых режимов работы.
Ток повышенной частоты поступает на повышающий высокочастотный трансформатор 3, который повышает рабочее напряжение до номинального, требуемого для работы двигателя (750 - 2300В).
Переменный ток с выхода трансформатора 3 подается на выпрямитель 4, который преобразует его в постоянный ток, который подается на вход инвертора 5. Инвертор 5 преобразует постоянный ток в регулируемый по частоте (или длительности импульсов, подаваемых на каждую из обмоток статора двигателя) осушествляя запуск двигателя 6 и управления числом его оборотов и/или крутяшим моментом на требуемой для данного режима эксплуатации частоте питающего напряжения.