PT1648069E - Dispositivo para o controlo eletrónico do motor de uma bomba centrífuga - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

DISPOSITIVO PARA O CONTROLO ELETRÓNICO DO MOTOR DE UMA

ΒΟΜΒΑ CENTRÍFUGA O objeto da invenção é um dispositivo para o controlo eletrónico de um motor elétrico de uma bomba centrífuga, com a ajuda de uma ou várias sondas de temperatura PTC equipadas com sensores, sendo que o valor ou os valores de resistência da ou das sondas de temperatura PTC é/são registado/s num aparelho de avaliação que se encontra fora do motor elétrico e que o motor elétrico é desligado se, devido a um aumento da temperatura, o valor ultrapassar um determinado valor limite (ver EP-A-456874, DE-A-10146091). É conhecido o método de controlar motores elétricos com a ajuda de sensores que apresentam um coeficiente de temperatura positivo.

Estes sensores, que também são designados de sondas de temperatura PTC, dão informação sobre a temperatura do enrolamento dos motores elétricos, sendo que com o aumento da temperatura também aumenta a resistência de uma sonda de temperatura PTC. O valor de resistência é lido pelo aparelho de avaliação; a uma determinada temperatura predefinida considerada prejudicial para o motor eléctrico, realiza-se a desactivação do mesmo.

Em muitos casos há a necessidade de controlar, para além da temperatura do enrolamento, ainda outros parâmetros de 2 operação do motor elétrico, para se poder proceder à desativação atempada e evitar danos no motor elétrico em caso de qualquer avaria.

Até aqora foram usados para isso sensores em separado que, no entanto, careciam de um trabalho adicional, nomeadamente, no que se refere à avaliação dos valores por eles fornecidos. 0 objetivo da invenção é a criação de um dispositivo para o controlo eletrónico do tipo acima indicado que, para além do controlo da temperatura, exerce ainda outras tarefas de controlo, mediante um trabalho adicional reduzido. 0 objetivo é atingido na invenção, na medida em que uma ou mais resistências óhmicas equipadas com dispositivos de desvio estão ligadas em série com a sonda ou as sondas de temperatura PTC, sendo que os dispositivos de desvio equipados com contactos de abertura estão ligados a equipamentos para a deteção de estados funcionais não admissíveis e que um tal estado funcional não admissível provoca a abertura do respetivo contacto e sendo que cada uma das outras resistências possui um tal valor que a sua activação, através da abertura do contacto, provoca uma desativação do motor elétrico. A ideia base da invenção é constituída pela abertura do circuito de medição do antigo aparelho de avaliação PTC que até agora avaliava apenas a resistência óhmica da ou das sondas de temperatura PTC, a outras tarefas de controlo, de modo que, por um lado, a alteração da resistência das sondas PTC que depende da temperatura 3 seja usada da mesma maneira que anteriormente e, por outro, que as outras tarefas sejam integradas de uma forma adequada. 0 dispositivo de acordo com a invenção é relativamente pouco dispendioso e pode ser instalado facilmente a posteriori naqueles equipamentos que em conformidade com o termo genérico já estão equipados com uma ou várias sondas de temperatura PTC.

Uma conceção vantajosa da invenção para muitos casos de aplicação pode ser obtida se duas outras resistências estiverem ligadas em série com a sonda ou as sondas de temperatura PTC, com os dispositivos de desvio daquelas ligados a um interruptor atuado por um detetor do sentido de rotação e um interruptor de bóia montado no motor elétrico que deteta uma eventual fuga.

Uma tal conceção é apropriada para motores que possuam um estator encamisado e que se pretendam controlar quanto ao seu sentido de rotação e cujo espaço de estator se pretende supervisionar quanto à penetração do liquido bombeado proveniente da área da bomba.

Para permitir a avaliação de um erro ocorrido, propõe-se que as outras resistências usadas se situem acima do valor de resistência máximo da sonda PTC ou da resistência total das sondas PTC na temperatura de desativação nominal.

Numa conceção útil da invenção, a eletrónica de avaliação para o detetor do sentido de rotação encontra-se na caixa de terminais do motor elétrico. 4

Numa proteção contra explosões exigida para o motor é vantajoso se, numa conceção evoluída da invenção, for previsto numa caixa de terminais protegida contra explosões um acoplamento indutivo que tanto assume o processamento de sinal do detetor do sentido de rotação como a alimentação de energia desta eletrónica de avaliação.

Deste modo é assegurada a alimentação de energia que, por um lado, é suficiente para o objetivo proposto e, por outro e sobretudo, não traz problemas para a proteção contra explosões. 0 acoplamento indutivo realiza-se, de preferência, com a ajuda de duas bobinas que envolvem as fases U e W dos conectores do motor elétrico.

Se as bobinas estiverem montadas no invólucro do detetor do sentido de rotação e este tiver uma abertura de passagem para os cabos de ligação do motor, resulta daí uma conceção que necessita de pouco espaço e que é pouco dispendiosa. A partir do invólucro do detetor do sentido de rotação já só é preciso levar dois fios elétricos relativamente finos a uma placa de terminais. Aí se realiza a ligação do aparelho de avaliação PTC, que de preferência se encontra dentro de um armário de comando, com resistências PTC, tal como num motor tipo padrão. 5 0 dispositivo em conformidade com a invenção é adequado sobretudo para uma utilização em motores elétricos protegidos contra explosões, usados no acionamento de bombas centrífugas, o que se aplica particularmente a motores com estator encamisado de bombas centrífugas. A invenção é explicada mais detalhadamente com a ajuda de um exemplo de execução. 0 desenho mostra na

Fig. 1 o esquema de circuitos de um dispositivo em conformidade com a invenção;

Fig. 2 um detetor eletrónico do sentido de rotação com bobinas para o acoplamento indutivo de um processamento de sinal / uma alimentação de energia a uma passagem de cabos;

Fig. 3 um detetor eletrónico do sentido de rotação com cabos entrançados para a ligação das três fases para a alimentação do motor elétrico;

Fig. 4 uma caixa de terminais dentro da qual se encontra montado um detetor eletrónico do sentido de rotação correspondente ao da Fig. 2.

No esquema de circuitos da Fig. 1 a zona Ex protegida contra explosões e a zona NEx não protegida contra explosões estão separadas uma da outra por uma linha tracejada 1. 6

Na zona Ex protegida contra explosões encontra-se, para além de uma sonda de temperatura PTC 2, também um detetor do sentido de rotação 3 e um interruptor de bóia 4.

Em vez de uma sonda de temperatura PTC 2 também podem estar previstas várias sondas. A sonda de temperatura PTC 2 disposta no enrolamento do estator do motor elétrico trabalha de forma conhecida: quando o consumo de energia aumenta sobem as perdas de cobre no estator.

Dai resulta um aumento da temperatura do enrolamento do motor pelo que também aumenta a resistência na sonda de temperatura PTC 2.

Ao ser atingida a temperatura de desativação nominal verifica-se mesmo um aumento brusco. 0 valor da resistência é medido por um aparelho de avaliação PTC num armário de comando 5.

Assim, o motor elétrico é desligado quando se verifica uma temperatura prejudicial para ele.

Também o detetor do sentido de rotação 3 e seu modo de trabalho são basicamente conhecidos: um motor elétrico que roda no sentido errado dá origem a uma alteração dos sinais de fase o que é detetado num aparelho de avaliação resultando daí a desativação do motor.

No exemplo de execução, o aparelho de avaliação PTC usado para este caso, também se encontra dentro do armário de comando 5. 7 A alimentação de energia do detetor do sentido de rotação 3 realiza-se por um acoplamento indutivo na caixa de terminais 6 do motor elétrico, com a ajuda de uma passagem de cabos especial no invólucro do detetor do sentido de rotação 7, através do qual as fases U, V e W entram na caixa de terminais 6.

Cada uma das fases U e W é envolvida por uma bobina 8 ou 9. A indução originada nas bobinas 8 e 9 pelas fases U e W produz uma corrente relativamente fraca que, no entanto, é suficiente para a alimentação de energia do detetor do sentido de rotação.

Através das bobinas 8 e 9 são fornecidos também os sinais de fase que permitem o processamento de sinal necessário para o detetor do sentido de rotação. 0 detetor do sentido de rotação 3 produz efeito num contacto de abertura 10 que enquanto o sentido de rotação estiver correto está fechado. Isto significa que a corrente conduzida através da resistência da sonda de temperatura PTC 2 não sofre qualquer influência.

Se, no entanto, no aparelho de avaliação do detetor do sentido de rotação 3 for detetado que o motor roda no sentido contrário, o contacto 10 abre.

Uma resistência 11 ligada em série com a resistência da sonda de temperatura PTC 2 e que até ao momento estava desviada pelo contacto 10 produz agora o seu efeito no circuito de corrente. 8 0 valor de resistência determinado agora no aparelho de avaliação da sonda de temperatura PTC 2 provoca de imediato a desativação do motor elétrico. A resistência que dá origem à desativação do motor é igual a um valor de resistência escolhido mais o valor de resistência mais pequeno possível da sonda de temperatura PTC 2 .

Uma reativação é possível a qualquer momento.

Logo que o motor tenha o sentido de rotação desejado, o contacto 10 fica fechado. O interruptor de bóia 4 que se encontra no espaço do estator do motor elétrico, mais precisamente: do motor com estator encamisado, destina-se a detetar eventuais fugas. A sua integração na totalidade do dispositivo de controlo é basicamente igual à do detetor do sentido de rotação 3. O interruptor de bóia 4 possui um contacto de abertura 12 que só é aberto quando a bóia do interruptor de bóia 4 é levantada para o motor com estator encamisado responsável pelo acionamento, em caso de passagem do líquido bombeado proveniente da bomba centrífuga acionada.

Neste caso, também aqui a abertura do contacto 12 faz com que uma resistência 13 ligada em série com a resistência da sonda de temperatura PTC 2 seja integrada no circuito de medição. 9 E também aqui o valor de resistência determinado agora no aparelho de avaliação da sonda de temperatura PTC 2 dá origem à desativação do motor elétrico.

Uma reativação é possível quando o interruptor de bóia 4 deixar de detetar uma fuga.

Graças ao escalonamento das resistências 11 e 13 acima do valor de resistência global máximo das sondas PTC na temperatura de desativação nominal, é possível também uma determinação do erro ocorrido.

No entanto, para isso deve ser usado um aparelho de avaliação especial no armário de comando que conforme o valor de resistência verificado possibilita uma notificação do erro. LISBOA, 27 de NOVEMBRO de 2012

Claims (8)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para o controlo eletrónico do motor elétrico de uma bomba centrífuga com a ajuda de uma ou várias sondas de temperatura PTC (2) equipadas com sensores, sendo que o valor ou os valores de resistência da sonda ou das sondas de temperatura PTC (2) é/são registado/s num aparelho de avaliação que se encontra fora do motor elétrico e que o motor elétrico é desligado se, devido a um aumento da temperatura, o valor ultrapassar um determinado valor limite, caracterizado por uma ou mais resistências óhmicas (11, 13) equipadas com dispositivos de desvio (3, 4) estarem liqadas em série com a sonda ou as sondas de temperatura PTC (2), sendo que os dispositivos de desvio (3, 4) equipados com contactos de abertura (10, 12) estão ligados a equipamentos para a deteção de estados funcionais não admissíveis e que um tal estado funcional não admissível provoca a abertura do respetivo contacto (10, 12) e sendo que cada uma das outras resistências (11, 13) possui um tal valor que a sua activação, através da abertura do contacto (10, 12) provoca uma desativação do motor elétrico.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por duas outras resistências (11, 13) estarem ligadas em série com a sonda ou as sondas de temperatura PTC (2), com os dispositivos de desvio daquelas ligados a um interruptor (10) atuado por um detetor do sentido de rotação (3) e uma bóia montada no motor elétrico que deteta uma eventual fuga e atua um interruptor (12). 2

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por as outras resistências (11, 13) usadas para permitir a avaliação de um erro ocorrido, se situarem acima do valor de resistência máximo da sonda PTC (2), ou do valor de resistência global das sondas PTC, na temperatura de desativação nominal.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por uma eletrónica de avaliação para o detetor do sentido de rotação (7), ser disposta numa caixa de terminais (6) do motor elétrico.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por ser realizado um acoplamento indutivo numa caixa de terminais (6) protegida contra explosões, que tanto assume o processamento de sinal do detetor do sentido de rotação (7) como a alimentação de energia desta eletrónica de avaliação do detetor do sentido de rotação.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o acoplamento indutivo se realizar mediante duas bobinas (8, 9) que envolvem as fases U e W dos conectores do motor elétrico.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as bobinas (8, 9) estarem montadas no invólucro do detetor do sentido de rotação (7) e este possuir uma abertura de passagem para os cabos de ligação do motor.

8. Utilização de um dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada por este ser usado num motor elétrico protegido contra explosões, para o acionamento de uma bomba centrífuga. Utilização de um dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por este ser usado num motor com estator encamisado, para o acionamento de uma bomba centrífuga. LISBOA, 27 de NOVEMBRO de 2012