RU2632735C1 - Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation - Google Patents

Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2632735C1
RU2632735C1 RU2016140977A RU2016140977A RU2632735C1 RU 2632735 C1 RU2632735 C1 RU 2632735C1 RU 2016140977 A RU2016140977 A RU 2016140977A RU 2016140977 A RU2016140977 A RU 2016140977A RU 2632735 C1 RU2632735 C1 RU 2632735C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
unit
voltage
pump
dry running
Prior art date
Application number
RU2016140977A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Павлов
Original Assignee
Владимир Николаевич Павлов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Николаевич Павлов filed Critical Владимир Николаевич Павлов
Priority to RU2016140977A priority Critical patent/RU2632735C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2632735C1 publication Critical patent/RU2632735C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0209—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
    • F04D15/0218—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid the condition being a liquid level or a lack of liquid supply
    • F04D15/0236—Lack of liquid level being detected by analysing the parameters of the electric drive, e.g. current or power consumption
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0844—Fail safe control, e.g. by comparing control signal and controlled current, isolating motor on commutation error

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: method consists in isolating the current signal and the phase displacement angle between current and voltage (Cos ϕ) and comparing their product with the given values of the current and Cos ϕ product. The pump overloading and dry running protection device comprises a power supply unit, an indicating unit, a supply voltage monitoring unit, a current signal generation unit, a power module control unit, a power unit, an external control unit, a microcontroller with a built-in function for isolating the circuit voltage transition through 0 and a reference voltage unit.
EFFECT: increase in reliability and speed of protection of pumps of various types from overloading and dry running under different workloads on them and lack of a water flow sensor.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты насосов от перегрузок и исчезновения воды - «сухого хода».The invention relates to electrical engineering and can be used to protect pumps from overloads and the disappearance of water - "dry run".

Технический результат заключается в повышении надежности и быстродействия защиты насосов различных типов от перегрузок и «сухого хода», при различной рабочей нагрузке на них и отсутствии датчика протока воды.The technical result consists in increasing the reliability and speed of protection of pumps of various types from overloads and "dry running", with different workloads on them and the absence of a water flow sensor.

Известен способ защиты от перегрузки и «сухого хода» насоса (патент на устройство № 2309298 от 27.10.2007 г.), в котором для защиты насоса от перегрузки сравнивают ток нагрузки насоса с его номинальным током, а для защиты от «сухого хода» сравнивают сдвиг фазы тока нагрузки от фазы напряжения электросети, для чего с помощью активных и реактивных сопротивлений выделяют сигналы тока и напряжения, которые подают на элементы сравнения, усиления, сигнализации и управления электронными и релейными компонентами схемы. При превышении номинального тока выше определенного значения и при значительном изменении реактивной составляющей тока срабатывают элементы схемы, включают сигнализацию и отключают электродвигатель насоса.A known method of protection against overload and "dry running" the pump (patent for device No. 2309298 dated 10.27.2007), in which, to protect the pump from overload, the pump load current is compared with its rated current, and for protection against "dry running" they are compared phase shift of the load current from the phase of the mains voltage, for which, using active and reactive resistances, current and voltage signals are isolated, which are fed to the elements of comparison, amplification, signaling and control of electronic and relay components of the circuit. If the rated current is exceeded above a certain value and a significant change in the reactive component of the current is triggered, circuit elements turn on the alarm and turn off the pump motor.

Устройство защиты содержит три трансформатора тока, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный двухполупериодный выпрямитель, потенциометр, RC-цепь с диодом, первый компаратор, элемент индикации и выходное реле, также введены два компаратора, трансформатор тока, подключенный к одной из фаз сети, один выход которого соединен с общей шиной, другой подключен к инвертирующему входу второго компаратора, инвертирующий вход третьего компаратора подключен к фазному проводу той же фазы, выход второго компаратора соединен с первым входом логических элементов (ЛЭ) 2И и 2И-НЕ, выход ЛЭ 2И-НЕ соединяется с вторым входом ЛЭ 2И, выход которого соединен с инвертирующим входом интегратора, к выходу которого присоединен один вывод ключа, второй вывод ключа присоединен к резистору, резистор также подключен к конденсатору и не инвертирующему входу повторителя, инвертирующий вход и выход которого соединены в общую точку, которая соединяется с вторым входом логического элемента ИЛИ и вторым RS-триггером, к выходу которого подключен второй элемент индикации.The protection device contains three current transformers installed in the phases of the supply network, a three-phase half-wave rectifier, a potentiometer, an RC circuit with a diode, a first comparator, an indication element and an output relay, two comparators are also introduced, a current transformer connected to one of the network phases, one the output of which is connected to a common bus, the other is connected to the inverting input of the second comparator, the inverting input of the third comparator is connected to the phase wire of the same phase, the output of the second comparator is connected to the first input of LE elements 2I and 2I-NOT, the output of LE 2I-NOT connected to the second input of LE 2I, the output of which is connected to the inverting input of the integrator, to the output of which one pin of the key is connected, the second pin of the key is connected to the resistor, the resistor is also connected to a capacitor and a non-inverting input of the repeater, the inverting input and output of which are connected to a common point, which is connected to the second input of the OR logic element and the second RS-trigger, the output of which is connected to the second indication element.

При номинальном токе нагрузки напряжение на инвертирующем входе первого компаратора меньше, чем на его, не инвертирующем входе, поэтому на выходе первого компаратора напряжение отсутствует.At the rated load current, the voltage at the inverting input of the first comparator is less than at its non-inverting input, so there is no voltage at the output of the first comparator.

При перегрузках электродвигателя по току, через выдержку времени, определяемую параметрами RC-цепи, на не инвертирующем входе первого компаратора напряжение превышает потенциал входа, на выходе первого компаратора, переключающее RS-триггер в единичное состояние, сигнализируя с помощью лампы о перегрузке. Одновременно на выходе элемента ИЛИ - «1», включающего выходное реле, отключается электродвигатель насоса.When the motor is overloaded by current, after a time delay determined by the parameters of the RC circuit, the voltage at the non-inverting input of the first comparator exceeds the input potential, at the output of the first comparator, it switches the RS-trigger to a single state, signaling an overload with a lamp. At the same time, at the output of the OR element - “1”, which includes the output relay, the pump motor is switched off.

При исчезновении воды в скважине происходит резкое изменение реактивной составляющей фазного тока, тем самым изменяется (увеличивается) угол между током и напряжением, вследствие чего через интегратор подается большее напряжение, что приводит к срабатыванию выходного реле, которое воздействует на исполнительный орган, отключая электродвигатель насоса. Одновременно срабатывает RS-триггер, включая элемент индикации, свидетельствующий о возникновении «сухого хода».With the disappearance of water in the well, a sharp change in the reactive component of the phase current occurs, thereby changing (increasing) the angle between the current and voltage, as a result of which a higher voltage is applied through the integrator, which causes the output relay to operate, which acts on the actuator, turning off the pump motor. At the same time, the RS-trigger is triggered, including an indication element that indicates the occurrence of a “dry run”.

Данное техническое решение хотя и позволяет осуществлять защиту от перегрузок и «сухого хода», однако не обеспечивает высокой надежности и быстродействия при различных условиях работы различных по типу насосов. Так, например, для некоторых типов насосов в режиме малых нагрузок возникает изменение угла сдвига фаз, сравнимое с «холостым ходом» электродвигателя насоса, т.е. с режимом его «сухого хода», что приводит к сбоям работы насоса.Although this technical solution allows protection against overloads and “dry running”, it does not provide high reliability and speed under various operating conditions of pumps of various types. So, for example, for some types of pumps under low load conditions, a change in the phase angle occurs, comparable to the "idle speed" of the pump motor, i.e. with its “dry running” mode, which leads to malfunctions of the pump.

Известен также способ защиты от перегрузки и «сухого хода» насоса (патент на устройство № 2397588 от 23.03.2009 г.), в котором для защиты насоса от перегрузки сравнивают ток нагрузки насоса с его номинальным током, для чего с помощью активных и реактивных сопротивлений выделяют сигналы тока и напряжения, которые подают на элементы сравнения, усиления, сигнализации и управления электронными и релейными компонентами схемы. При превышении номинального тока Iном выше 1.2⋅Iном значения и при снижении до 0,4⋅Iном, срабатывают элементы схемы, включают сигнализацию и отключают электродвигатель насоса. При превышении тока 1.2⋅Iном срабатывает сигнализация перегрузки и отключается насос от сети, а при снижении тока ниже 0,4⋅Iном срабатывает соответствующая сигнализация «сухого хода» и также отключается насос. Устройство защиты содержит три трансформатора, устанавливаемые в фазы питающей сети, трехфазный выпрямитель, потенциометр, два компаратора, два светодиода, индикаторы тока электродвигателя, логический элемент 2ИЛИ, выходное реле, контакт которого включен в цепь управления исполнительного органа, а силовые контакты выходного реле включены в фазы питающей сети, элемент выдержки времени, в устройство введены сглаживающая емкость, подключенная к выходам трехфазного однополупериодного выпрямителя, делитель напряжения, выполненный на трех резисторах, один из его выходов соединен с шиной +Uпит, а другой с общей шиной, также делитель напряжения соединен с инвертирующими входами компараторов, инвертор, вход которого соединен с выходом второго компаратора, а выход соединен через резистор с входом второго светодиода и со вторым входом логического элемента 2ИЛИ, элемент выдержки времени, вход которого соединен с выходом логического элемента 2ИЛИ. При номинальном токе нагрузки величина напряжения на инвертирующем входе первого компаратора превышает напряжение на его неинвертирующем входе, следовательно, на выходе первого компаратора появится логический 0, а на инвертирующем входе второго компаратора величина напряжения меньше, чем на его неинвертирующем входе, следовательно, на выходе второго компаратора появится логическая 1, которая поступает на вход инвертора, на выходе которого появится логический 0. В итоге, ток через светодиоды не протекает, светодиоды не горят. Также на входы логического элемента 2ИЛИ поступают логические 0, в результате чего на его выходе появится логический 0, этот логический 0, пройдя через элемент выдержки времени, поступает на вход выходного реле, в результате чего выходное реле не изменит своего состояния (контакты выходного реле замкнуты) и электродвигатель продолжает работать.There is also a method of protection against overload and "dry running" of the pump (patent for device No. 2397588 dated March 23, 2009), in which, to protect the pump from overload, the pump load current is compared with its rated current, for which, using active and reactive resistances emit current and voltage signals that are supplied to the elements of comparison, amplification, signaling and control of electronic and relay components of the circuit. If the rated current I nom is exceeded above 1.2⋅I nom values and when reduced to 0.4⋅I nom , the circuit elements are triggered, the alarm is turned on and the pump motor is turned off. If the current exceeds 1.2⋅I nom, an overload alarm is triggered and the pump is disconnected from the network, and when the current drops below 0.4⋅I nom, the corresponding dry run alarm is triggered and the pump is also turned off. The protection device contains three transformers installed in the phases of the supply network, a three-phase rectifier, a potentiometer, two comparators, two LEDs, electric motor current indicators, a 2OR logic element, an output relay, the contact of which is included in the control circuit of the actuator, and the power contacts of the output relay are included in phases of the supply network, time delay element, a smoothing capacitor connected to the outputs of a three-phase half-wave rectifier, a voltage divider made in three resistors, one of its outputs is connected to the + U pit bus, and the other to the common bus, also the voltage divider is connected to the inverting inputs of the comparators, an inverter whose input is connected to the output of the second comparator, and the output is connected through a resistor to the input of the second LED and to the second the input of the logic element 2 OR, the time delay element, the input of which is connected to the output of the logic element 2 OR. At the rated load current, the voltage at the inverting input of the first comparator exceeds the voltage at its non-inverting input, therefore, the logic 0 appears at the output of the first comparator, and the voltage at the inverting input of the second comparator is lower than at its non-inverting input, therefore, at the output of the second comparator logical 1 appears, which is fed to the input of the inverter, the output of which appears logical 0. As a result, the current through the LEDs does not flow, the LEDs do not light. Also, the inputs of the logical element 2 OR receive logical 0, as a result of which a logical 0 appears on its output, this logical 0, passing through the time delay element, goes to the input of the output relay, as a result of which the output relay does not change its state (the contacts of the output relay are closed ) and the electric motor continues to work.

При перегрузке по току, когда ток составляет 1,2⋅Iном, величина напряжения на инвертирующем входе первого компаратора становится меньше величины напряжения на его неинвертирующем входе, на выходе компаратора появится логическая 1, а на инвертирующем входе второго компаратора величина напряжения меньше, чем на неинвертирующем входе второго компаратора, следовательно, на выходе второго компаратора появится логическая 1, которая поступает на вход инвертора, на выходе которого появится логический 0. В итоге, на вход светодиода через резистор поступает логическая 1, светодиод загорается, сигнализируя о перегрузке, через светодиод индикатора начинает течь ток. Также на входы логического элемента 2ИЛИ поступают логическая 1 и логический 0, в результате чего на его выходе появится логическая 1, которая поступает на вход элемента выдержки времени, через заданное время, если неполадка не устранена, на выходе элемента выдержки времени появится логическая 1, которая поступает на вход выходного реле, в результате чего электродвигатель прекращает работать. При исчезновении воды в скважине (сухом ходе) происходит резкое уменьшение потребляемого электродвигателем тока до величины 0,4⋅Iном. Величина напряжения на инвертирующем входе первого компаратора превышает напряжение на его неинвертирующем входе, следовательно, на выходе компаратора появится логический 0, а на инвертирующем входе второго компаратора напряжение больше величины напряжения на его неинвертирующем входе, следовательно, на выходе второго компаратора появится логический 0, который поступает на вход третьего инвертора, на выходе которого появится логическая 1. В итоге, на вход сигнализирующего о перегрузке светодиода через резистор поступает логический 0, через светодиод ток не протекает, светодиод не горит. На вход светодиода, сигнализирующего о «сухом ходе», через резистор поступает логическая 1, через светодиод начинает течь ток, светодиод загорается, сигнализируя об исчезновении воды в скважине (сухом ходе). Также на входы логического элемента 2ИЛИ поступают логический 0 и логическая 1, в результате чего на его выходе появится логическая 1, которая поступает на вход элемента выдержки времени через заданное время, если неполадка не устранена, на выходе элемента выдержки времени появится логическая 1, которая поступает на вход выходного реле, и электродвигатель прекращает работать.In case of current overload, when the current is 1.2⋅I nom , the voltage value at the inverting input of the first comparator becomes less than the voltage value at its non-inverting input, logical 1 appears at the output of the comparator, and the voltage value at the inverting input of the second comparator is less than non-inverting input of the second comparator, therefore, at the output of the second comparator appears logical 1, which is fed to the input of the inverter, the output of which appears logical 0. As a result, to the input of the LED through the resistor p comes logical 1, the LED lights up, signaling an overload, a current begins to flow through the indicator LED. Also, logical 1 and logical 0 are input to the inputs of the 2 OR logic element, as a result of which logic 1 will appear at its output, which will be fed to the input of the time delay element, after a specified time, if the problem persists, a logical 1 will appear at the output of the time delay element, which arrives at the input of the output relay, as a result of which the motor stops working. With the disappearance of water in the well (dry run), there is a sharp decrease in the current consumed by the electric motor to a value of 0.4⋅I nom . The voltage at the inverting input of the first comparator exceeds the voltage at its non-inverting input, therefore, the logic 0 appears at the output of the comparator, and the voltage at its inverting input of the second comparator is greater than the voltage at its non-inverting input, therefore, the logical 0 appears at the output of the second comparator to the input of the third inverter, the output of which will be a logical 1. As a result, a logical 0 is fed to the input of the LED signaling overload through a resistor, Erez LED current does not flow, the LED is off. Logic 1 goes through the resistor to the input of the LED that indicates a “dry run”, current flows through the LED, the LED lights up, signaling the disappearance of water in the well (dry run). Also, the inputs of the logical element 2 OR receive a logical 0 and logical 1, as a result of which a logical 1 appears at its output, which is fed to the input of the time delay element after a specified time, if the problem is not resolved, the output of the time delay element appears logical 1, which to the input of the output relay, and the motor stops working.

Данное техническое решение, хотя проще предыдущего и позволяет осуществлять защиту от перегрузок и «сухого хода», однако не обеспечивает надежности и быстродействия при различных условиях работы различных по типу насосов. Так, например, для некоторых типов насосов в режиме малых нагрузок ток насоса значительно снижается, что может приводить к ложным срабатываниям схемы и отключению насоса.This technical solution, although simpler than the previous one, allows protection against overloads and "dry running", but does not provide reliability and speed under various operating conditions of pumps of various types. So, for example, for some types of pumps in low-load mode, the pump current is significantly reduced, which can lead to false positives and shutdown of the pump.

Задачей предлагаемого технического решения является повышении надежности и быстродействия защиты насосов различных типов как с однофазным, так и с трехфазным двигателем от перегрузок и «сухого хода», при различной рабочей нагрузке на них и отсутствии датчика протока воды. Предложенное техническое решение обеспечивает следующие функции защиты насоса:The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability and speed of protection of pumps of various types with both single-phase and three-phase motors from overloads and "dry running", with different working load on them and the absence of a water flow sensor. The proposed technical solution provides the following pump protection functions:

- Плавный пуск и останов электродвигателя насоса;- Soft start and stop of the pump motor;

- Защиту при коротком замыкании, особенно это актуально для трехфазных двигателей насоса;- Short circuit protection, this is especially true for three-phase pump motors;

- Защиту насоса по напряжению в заданном диапазоне;- Protection of the pump by voltage in a given range;

- Автоматическое определение подключения нагрузки;- Automatic detection of load connection;

- Защиту насоса по «сухому ходу»;- Protection of the pump on a "dry run";

- Защиту насоса от перегрузки по току;- Protection of the pump against overcurrent;

- Управление насосом для обеспечения водоснабжения со стабильным напором воды нескольких удаленных друг от друга потребителей.- Control of the pump to ensure water supply with a stable water pressure of several consumers that are distant from each other.

Изобретение позволяет с высокой надежностью повысить скорость срабатывания защиты насоса от перегрузки и «сухого хода» (до 0,5 с) при отсутствии датчиков протока воды. Надежность и скорость срабатывания защиты от перегрузки и «сухого хода» предложенного решения позволяет существенно повысить КПД насосов за счет уменьшения зазоров в рабочих органах насоса. В известных устройствах эти зазоры преднамеренно завышены для исключения их быстрого износа от трения при «сухом ходе» насоса.The invention allows with high reliability to increase the response speed of the pump protection against overload and "dry running" (up to 0.5 s) in the absence of water flow sensors. The reliability and speed of operation of the protection against overload and "dry running" of the proposed solution can significantly increase the efficiency of the pumps by reducing the gaps in the working bodies of the pump. In known devices, these gaps are deliberately overestimated to exclude their rapid wear from friction during the "dry running" of the pump.

Для достижения технического результата предлагается способ защиты насоса от перегрузки и «сухого хода», заключающийся в выделении сигнала тока, его сравнении с заданным значением тока и выделении угла сдвига фаз между током и напряжением и его сравнения с заданным значением угла сдвига фаз, управлением сигналами сравнения с помощью электронных компонентов сигнализацией и отключением электродвигателя насоса, в котором согласно изобретению сравнивают произведение действующего значения тока и угла сдвига фаз между током и напряжением (Cos ϕ) с заданными значениями произведения тока и Cos ϕ. Таким образом, выделенные сигналы тока, напряжения и сдвиг фаз Cos ϕ сравнивают их с заданными значениями тока и Cos ϕ не отдельно по значению тока или угла сдвига фаз, а по произведению действующего значения тока и Cos ϕ с заданным значением произведения тока и Cos ϕ. Сигналы сравнения используют для включения и отключения соответствующей сигнализации и электродвигателя насоса.To achieve a technical result, a method for protecting the pump from overload and “dry running” is proposed, which consists in isolating a current signal, comparing it with a predetermined current value and highlighting the phase angle between the current and voltage and comparing it with a predetermined phase angle, controlling the comparison signals using electronic components, by signaling and disabling the pump motor, in which according to the invention the product of the effective value of the current and the phase angle between the current and voltage are compared ( Cos ϕ) with given values of the product of current and Cos ϕ. Thus, the extracted current, voltage, and phase shift signals Cos ϕ compare them with the specified current values and Cos ϕ not separately by the value of the current or phase angle, but by the product of the effective value of the current and Cos ϕ with the given value of the product of the current and Cos ϕ. Comparison signals are used to turn on and off the corresponding alarm and pump motor.

Изобретение позволяет создать надежное и универсальное устройство защиты от перегрузки и «сухого хода» для различных типов насоса. Для достижения технического результата в устройство защиты от перегрузки и «сухого хода», содержащее блок питания, блок индикации, блок контроля сетевого напряжения, блок формирования сигнала тока, блок управления силовым модулем, блок внешнего управления и силовой блок, согласно изобретению введены микроконтроллер с встроенной функцией выделения перехода напряжения сети через 0 и блок опорного напряжения. Дополнительно в устройство может быть введен блок внешнего управления.The invention allows to create a reliable and universal device for protection against overload and "dry running" for various types of pumps. To achieve a technical result, a microcontroller with a built-in microcontroller according to the invention is introduced into the overload and dry-running protection device comprising a power supply, an indication unit, a power voltage monitoring unit, a current signal generating unit, a power module control unit, an external control unit and a power unit the function of highlighting the transition of the mains voltage through 0 and the reference voltage block. Additionally, an external control unit can be introduced into the device.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена блок схема устройства для защиты насоса с однофазным электродвигателем.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a device for protecting a pump with a single-phase electric motor.

Устройство защиты от перегрузки и «сухого хода» содержит Блок питания 1, Силовой блок 2, Блок 3 формирования сигнала тока, Блок 4 контроля напряжения и формирования сигнала перехода через 0, Микроконтроллер 5 с встроенной функцией выделения перехода напряжения сети через 0, Блок внешнего управления 6, Блок индикации 7, Источник опорного напряжения 8 и Блок управления силовым модулем 9.The device for protection against overload and "dry running" contains a power supply unit 1, a power unit 2, a unit 3 generating a current signal, a unit 4 for monitoring the voltage and generating a signal passing through 0, a microcontroller 5 with a built-in function to highlight the transition of the voltage across 0, the external control 6, Display unit 7, Reference voltage source 8 and Power module control unit 9.

Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения на Блок питания 1 и Силовой блок 2, в Блоках 3, 4 формируется сигнал тока и напряжения, позволяющий произвести запуск электродвигателя М, отобразить информацию о запуске в Блоке индикации 7, сформировать опорное напряжение в Блоке 8, подать питание на Микроконтроллер 5, Блок внешнего управления 6 и Блок управления силовым модулем 9. Микроконтроллером обеспечивается непрерывное сравнение тока насоса и угла сдвига фаз (Cos ϕ), произведение которых сравнивается с заданными значениями произведения тока на Cos ϕ. Блоком внешнего управления 6 предусмотрена возможность установки «обучения» значения произведения тока на Cos ϕ, что позволяет применить заявленное устройство для насосов различного назначения, мощности при разных нагрузках. Микроконтроллером обеспечивается также режим плавного пуска и останова электродвигателя и быстродействующая защита по току, которая не позволяет превысить определенное значение тока в период, не превышающий 7,2 мс. Предусмотрена функция автоматического определения подключения нагрузки и возможность подачи управляющих сигналов от нескольких потребителей для управления насосом. Аналогично работает устройство защиты от перегрузки и «сухого хода» насоса с трехфазным двигателем. Реализация данного устройства не представляет затруднений, т.к. в нем применены серийно выпускаемые детали и узлы, которые позволяют поместить предложенное устройство как в отдельном корпусе, так и в клеммовой коробке электродвигателя насоса.The device operates as follows. After applying voltage to Power Unit 1 and Power Unit 2, a current and voltage signal is generated in Blocks 3, 4, which allows the motor M to start, display start information in Display Unit 7, generate a reference voltage in Unit 8, apply power to Microcontroller 5 , External control unit 6 and Power module control unit 9. The microcontroller provides continuous comparison of the pump current and phase angle (Cos ϕ), the product of which is compared with the specified values of the product of the current by Cos ϕ. The external control unit 6 provides the ability to set the "training" of the product of the current by Cos ϕ, which allows the use of the claimed device for pumps for various purposes, power at different loads. The microcontroller also provides a soft start and stop mode of the motor and high-speed current protection, which does not allow to exceed a certain current value in a period not exceeding 7.2 ms. There is a function to automatically detect the load connection and the ability to supply control signals from several consumers to control the pump. The overload and dry running protection device of a pump with a three-phase motor works similarly. The implementation of this device is not difficult, because it employs commercially available parts and assemblies that allow you to place the proposed device both in a separate housing and in the terminal box of the pump motor.

Claims (3)

1. Способ защиты насоса от перегрузки и «сухого хода», заключающийся в выделении сигнала тока, его сравнения с заданным значением тока и выделении угла сдвига фаз между током и напряжением и его сравнения с заданным значением угла сдвига фаз, управлением сигналами сравнения с помощью электронных компонентов сигнализацией и отключением электродвигателя насоса, отличающийся тем, что сравнивают произведение действующего значения тока и угла сдвига фаз между током и напряжением (Cosϕ) с заданными значениями произведения тока и Cosϕ.1. A method of protecting the pump against overload and "dry running", which consists in isolating the current signal, comparing it with a given value of the current and highlighting the phase angle between the current and voltage and comparing it with the set value of the phase angle, controlling the comparison signals using electronic components by signaling and turning off the pump motor, characterized in that the product of the current value of the current and the phase angle between the current and voltage (Cosϕ) are compared with the specified values of the product of the current and Cosϕ. 2. Устройство защиты насоса от перегрузки и сухого хода, содержащее блок питания, блок индикации, блок контроля сетевого напряжения, блок формирования сигнала тока, блок управления силовым модулем и силовой блок, отличающееся тем, что введены микроконтроллер с встроенной функцией выделения перехода напряжения сети через 0 и блок опорного напряжения.2. A device for protecting the pump against overload and dry running, comprising a power supply unit, an indication unit, a power voltage control unit, a current signal generating unit, a power module control unit and a power unit, characterized in that a microcontroller with a built-in function for isolating the network voltage transition through 0 and the reference voltage block. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в устройство введен блок внешнего управления.3. The device according to claim 2, characterized in that an external control unit is introduced into the device.
RU2016140977A 2016-10-18 2016-10-18 Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation RU2632735C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140977A RU2632735C1 (en) 2016-10-18 2016-10-18 Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140977A RU2632735C1 (en) 2016-10-18 2016-10-18 Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2632735C1 true RU2632735C1 (en) 2017-10-09

Family

ID=60040746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016140977A RU2632735C1 (en) 2016-10-18 2016-10-18 Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632735C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1359840A1 (en) * 1986-04-29 1987-12-15 Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства Device for protecting submersible electric motor against overload and "dry running"
RU2309298C2 (en) * 2005-09-22 2007-10-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) Device for protecting electric motor of submersible pump against overloading
RU2397588C1 (en) * 2009-03-23 2010-08-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) Device for protecting electric motor of submersible electric pump against overload and "dry stroke"
RU2444104C1 (en) * 2011-07-04 2012-02-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) Device to protect submersible pump motor against overload and dry running
US9399992B2 (en) * 2003-12-08 2016-07-26 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Pump controller system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1359840A1 (en) * 1986-04-29 1987-12-15 Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства Device for protecting submersible electric motor against overload and "dry running"
US9399992B2 (en) * 2003-12-08 2016-07-26 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Pump controller system and method
RU2309298C2 (en) * 2005-09-22 2007-10-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) Device for protecting electric motor of submersible pump against overloading
RU2397588C1 (en) * 2009-03-23 2010-08-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) Device for protecting electric motor of submersible electric pump against overload and "dry stroke"
RU2444104C1 (en) * 2011-07-04 2012-02-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) Device to protect submersible pump motor against overload and dry running

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4541029A (en) Over-load and light-load protection for electric machinery
US9000611B2 (en) Protection techniques for an electric power system
CN102280862A (en) Frequency converter input/output reverse connection detection protection method and device
BR112014027284B1 (en) ARRANGEMENT TO CONTROL A SYNCHRONOUS GENERATOR, GENERATOR SYSTEM AND POWER SYSTEM
CN110829364A (en) Electric leakage protection circuit, electric leakage protection device and electric equipment
KR101417940B1 (en) Cabinet panel for prevention disaster of abnormal voltage protection and method thereof
RU2632735C1 (en) Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation
CN105529981B (en) The method for controlling frequency converter
US8912689B2 (en) Electronic switch control system and electronic switch drive method
KR101527366B1 (en) Arc detection circuit by contact failure
KR101884388B1 (en) System for detecting voltage unbalance of three phase motor control center
KR101037767B1 (en) The phase prediction device using variation contact resistance of the contact point of circuit braker in live wire state
RU2397588C1 (en) Device for protecting electric motor of submersible electric pump against overload and "dry stroke"
CN204258443U (en) A kind of three-phase multifunctional numerical monitor Electrical Safety automatic monitoring device
RU2309298C2 (en) Device for protecting electric motor of submersible pump against overloading
CN220305464U (en) Motor monitoring control circuit
CN215300144U (en) Voltage phase loss detection switch circuit
RU2300836C1 (en) Three-phase motor unbalance protection device
CN203800569U (en) Optically-coupled isolation motor fault detection sampling circuit
CN106410796A (en) Method for separating generator set from grid and measuring and controlling device
RU2139626C1 (en) Control and protective system for induction motor drives
CN202513551U (en) Open-phase automatic delay protector based on unijunction transistor
KR20100124898A (en) Onen phase relay circuit and open phase warning circuit for three phase motor
Mandekar et al. Three phase induction motor protection scheme
RU175893U1 (en) START-UP PROTECTIVE DEVICE FOR INDUSTRIAL REFRIGERATOR