Устройство управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем

Полезная модель относится к устройствам управления приводом электронасосов, в частности к устройствам управления вентильно-индукторным двигателем электронасосов, и может быть использована в электроприводах, работающих в составе систем автомобильного и автотракторного электрооборудования, а также в других электромеханических системах, в частности при перекачке различных жидких сред с помощью электронасосов.
Известно устройство управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем, содержащее вентильный электродвигатель постоянного тока и электромеханический преобразователь, полностью помещенный в полость насоса, на входе обмотки статора установлен электронный коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу датчика положения ротора, при этом коммутатор выполнен с одним силовым ключом (см. патент RU №2066793, кл. F04D 13/06, опубл. 20.09.1996).
Однако в этом устройстве энергия от источника питания потребляется импульсивно, что вынуждает увеличивать его установленную мощность, а также применять ключ с повышенным допустимым током, что сужает область его использования.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем, содержащее силовой ключ полупроводникового коммутатора силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя, подключенный к источнику питания (см. патент US №5659452, кл. Н02Н 5/04, опубл. 19.08.1997).
Однако данное устройство не обеспечивает требуемую надежность работы электронасоса, что связано с отсутствием контроля за изменением величины номинального тока потребления в процессе работы электронасоса, что может привести к аварии с выходом из строя электронасоса.
Технической проблемой является устранение выявленных недостатков известных устройств управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем.
Техническим результатом является повышение надежности работы электронасоса путем исключения аварийной работы устройства управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем в режиме не полной или нулевой нагрузки старта вентильно-индукторного двигателя.
Указанная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем содержит силовой ключ полупроводникового коммутатора силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя, подключенный к источнику питания, при этом оно снабжено интеллектуальным ключом с встроенным датчиком тока, управляющая схема на базе микроконтроллера силового ключа полупроводникового коммутатора силового преобразователя подключена к входу интеллектуального ключа, а вентильно-индукторный двигатель подключен к источнику питания через выход интеллектуального ключа, причем интеллектуальный ключ подключен к управляющей схеме на базе микроконтроллера полупроводникового коммутатора силового преобразователя с возможностью непрерывного опроса датчика тока интеллектуального ключа с частотой не более 1 Гц, отключения силовой цепи интеллектуального ключа от источника питания при снижении номинального тока потребления ниже в 1,7 раза в течение 25-35 секунд и при превышении номинальной величины тока в 3,0 раза от номинальной величины тока.
В ходе проведенного исследования было выявлено, что значительное изменение величины номинального тока потребления может привести к выходу из строя электронасоса. Поэтому включение в устройство управления интеллектуального ключа со встроенным датчиком тока обеспечивает включение электронасоса, причем при работе интеллектуального ключа считываемое с датчика тока напряжение будет пропорционально зависеть от величины тока, протекающего через интеллектуальный ключ, т.е. от величины тока потребляемого электронасосом, а по величине этого напряжения полупроводниковый коммутатор определяет фактический ток электронасоса. При этом снижение тока потребления ниже номинальной величины тока в 1,7 раза свидетельствует о том, что в насосе отсутствует охлаждающая жидкость, начинается перегрев системы охлаждения и происходит повышенный износ герметичного уплотнения, обеспечивающее герметичность системы, а увеличение потребляемого тока более чем в 3 раза приводит к увеличению момента на валу насоса и к выходу из строя. Однако при этом установлено, что в системе охлаждения могут возникать незначительные воздушные пробки, а временная задержка 25-35 сек позволяет исключить ложное срабатывание системы защиты. Дальнейшее увеличение временного интервала задержки приведет к перегреву системы охлаждения и механическим повреждениям герметичного уплотнения насоса.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем.
Устройство управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем содержит силовой ключ полупроводникового коммутатора силового преобразователя 1 вентильно-индукторного двигателя (не показан на чертеже), подключенный к источнику питания.
Устройство управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем снабжено интеллектуальным ключом с встроенным датчиком тока 2, при этом управляющая схема на базе микроконтроллера силового ключа полупроводникового коммутатора силового преобразователя 1 подключен к входу интеллектуального ключа 2, а вентильно-индукторный двигатель подключен к источнику питания через выход интеллектуального ключа 2.
Интеллектуальный ключ 2 подключен к управляющей схеме на базе микроконтроллера полупроводникового коммутатора силового преобразователя 1 с возможностью непрерывного опроса датчика тока интеллектуального ключа 2 с частотой не более 1 Гц, отключения силовой цепи интеллектуального ключа 2 от источника питания при снижении номинального тока потребления ниже в 1,7 раза в течении 25-35 секунд и при превышении номинальной величины тока в 3,0 раза от номинальной величины тока.
В процессе работы устройство управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем проводит непрерывный опрос датчика тока интеллектуального ключа 2 с частотой не более 1 Гц и при снижении номинального тока потребления вентильно-индукторного электродвигателя ниже номинальной величины в 1,7 раза в течение 25-35 секунд, а также при превышении номинальной величины тока в 3,0 раза от номинальной величины тока отключает полупроводниковый коммутатор от внешнего источника питания, что исключает работу электронасоса в нештатном режиме при повышенных нагрузках, которые приведут к разрушению насосной части (в частности поломки качающей крыльчатки) и разрушению вала вентильно-индукторного электродвигателя.