RU202980U1

RU202980U1 - Control device for the operation of an electric pump of a liquid heating system with a valve-inductor motor

Info

Publication number: RU202980U1
Application number: RU2019137244U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Баданов; Дмитрий Александрович Федосеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПКФ "Полюс"
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2021-03-17

Abstract

Полезная модель относится к устройствам управления работой электронасосов, установленных в системе жидкостного отопления, в частности к устройствам управления работой электронасосов с вентильно-индукторным двигателем, и может быть использована для подачи жидкости в котел для нагрева жидкости, которую подают в различного вида системы жидкостного отопления. Устройство управления работой электронасоса системы жидкостного отопления с вентильно-индукторным двигателем содержит насос, вал которого соединен с валом вентильно-индукторного двигателя и 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 и 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 результате достигается повышение надежности работы электронасоса путем исключения аварийной работы устройства управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем в режиме не полной или нулевой нагрузки с обеспечением реверсивного старта вентильно-индукторного двигателя.The utility model relates to devices for controlling the operation of electric pumps installed in a liquid heating system, in particular, to devices for controlling the operation of electric pumps with a valve-inductor motor, and can be used to supply liquid to a boiler to heat the liquid that is supplied to various types of liquid heating systems. A device for controlling the operation of an electric pump of a liquid heating system with a valve-inductor motor contains a pump, the shaft of which is connected to the shaft of a valve-inductor motor and a power switch of a semiconductor switch of a power converter of a valve-inductor motor connected to a power source, while it is equipped with an intelligent key with a built-in sensor current, the control circuit based on the microcontroller of the power switch of the semiconductor switch of the power converter is connected to the input of the smart key, and the valve-inductor motor is connected to the power source through the output of the smart key, and the smart key is connected to the control circuit based on the microcontroller of the semiconductor switch of the power converter with the possibility of continuous polling the smart key current sensor with a frequency of not more than 1 Hz and disconnecting the power circuit of the smart key from the power source when the rated current decreases consumption is 1.7 times lower for 25-35 seconds and when the nominal current is exceeded by 3.0 times the nominal current. As a result, an increase in the reliability of the electric pump operation is achieved by eliminating the emergency operation of the control device for the drive of the electric pump with a valve-inductor motor in the mode of partial or no load with the provision of a reversible start of the valve-inductor motor.

Description

Полезная модель относится к устройствам управления работой электронасосов, установленных в системе жидкостного отопления, в частности к устройствам управления работой электронасосов с вентильно-индукторным двигателем, и может быть использована в для подачи жидкости в котел для нагрева жидкости, которую подают в различного вида системы жидкостного отопления.The utility model relates to devices for controlling the operation of electric pumps installed in a liquid heating system, in particular, to devices for controlling the operation of electric pumps with a valve-inductor motor, and can be used to supply liquid to a boiler to heat the liquid that is supplied to various types of liquid heating systems ...

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).Known is a control device for the drive of an electric pump with a valve-inductor motor, which contains a DC motor and an electromechanical converter, completely placed in the pump cavity, an electronic switch is installed at the input of the stator winding, the control input of which is connected to the output of the rotor position sensor, while the switch is made with one power switch (see patent RU No. 2066793, class F04D 13/06, publ. 09.20.1996).

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.However, in this device, the energy from the power source is consumed impulsively, which makes it necessary to increase its installed power, as well as to use a switch with an increased permissible current, which narrows the area of its use.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство управления работой электронасоса системы жидкостного отопления с вентильно-индукторным двигателем, содержащее насос, силовой ключ полупроводникового коммутатора силового преобразователя вентильно-индукторного двигателя, подключенный к источнику питания (см. патент RU №2129669, кл. F04D 13/06, опубл. 27.04.1999).The closest to the utility model in technical essence and the achieved result is a device for controlling the operation of an electric pump of a liquid heating system with a valve-inductor motor, containing a pump, a power switch of a semiconductor switch of a power converter of a valve-inductor motor, connected to a power source (see patent RU No. 2129669 , class F04D 13/06, publ. 27.04.1999).

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.However, this device does not provide the required reliability of the electric pump operation, which is due to the lack of control over the change in the value of the rated current consumption during the operation of the electric pump, which can lead to an accident with the failure of the electric pump.

Технической проблемой является устранение выявленных недостатков известных устройств управления работой электронасоса системы жидкостного отопления с вентильно-индукторным двигателем.The technical problem is to eliminate the identified shortcomings of the known devices for controlling the operation of an electric pump of a liquid heating system with a valve-inductor motor.

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 с обеспечением реверсивного старта вентильно-индукторного двигателя.The technical result is to increase the reliability of the electric pump by eliminating the emergency operation of the control device for the drive of the electric pump with a valve-inductor motor in the mode of partial or no load, providing a reversible start of the valve-inductor motor.

Указанная проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство управления работой электронасоса системы жидкостного отопления с вентильно-индукторным двигателем содержит насос, вал которого соединен с валом вентильно-индукторного двигателя и 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 и отключения силовой цепи интеллектуального ключа 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.The specified problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the control device for the operation of the electric pump of the liquid heating system with the valve-inductor motor contains a pump, the shaft of which is connected to the shaft of the valve-inductor motor and the power switch of the semiconductor switch of the power converter of the valve-inductor motor, connected to the power source, while it is equipped with a smart key with a built-in current sensor, the control circuit based on the microcontroller of the power switch of the semiconductor switch of the power converter is connected to the input of the smart key, and the valve-inductor motor is connected to the power source through the output of the smart key, and the smart key is connected to the control circuit based on the microcontroller of the semiconductor switch of the power converter with the ability to continuously poll the smart key current sensor with a frequency of not more than 1 Hz and turn off the power circuits of the smart key from the power source when the rated current consumption is 1.7 times lower for 25-35 seconds and when the rated current is exceeded by 3.0 times the rated current.

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.In the course of the study, it was revealed that a significant change in the value of the rated current consumption can lead to failure of the electric pump. Therefore, the inclusion of an intelligent key with a built-in current sensor in the control device enables the electric pump to turn on, and when the smart key is operating, the voltage read from the current sensor will proportionally depend on the value of the current flowing through the smart key, i.e. on the value of the current consumed by the electric pump, and by the value of this voltage, the semiconductor switch determines the actual current of the electric pump. At the same time, a decrease in the consumption current below the nominal current value by 1.7 times indicates that there is no cooling liquid in the pump, overheating of the cooling system begins and an increased wear of the hermetic seal occurs, which ensures the tightness of the system, and an increase in the consumed current by more than 3 times leads to to an increase in the moment on the pump shaft and to failure. However, it was found that insignificant air jams can occur in the cooling system, and a time delay of 25-35 seconds allows to exclude false triggering of the protection system. A further increase in the delay time will lead to overheating of the cooling system and mechanical damage to the hermetic pump seal.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства управления работой электронасоса системы жидкостного отопления с вентильно-индукторным двигателем.The drawing shows a schematic diagram of a device for controlling the operation of an electric pump of a liquid heating system with a valve-inductor motor.

Устройство управления работой электронасоса системы жидкостного отопления с вентильно-индукторным двигателем содержит насос (не показан на чертеже), вал которого соединен с валом вентильно-индукторного двигателя (не показано на чертеже) и силовой ключ полупроводникового коммутатора силового преобразователя 1 вентильно-индукторного двигателя, подключенный к источнику питанияThe device for controlling the operation of the electric pump of a liquid heating system with a valve-inductor motor contains a pump (not shown in the drawing), the shaft of which is connected to the shaft of the valve-inductor motor (not shown in the drawing) and a power switch of the semiconductor switch of the power converter 1 of the valve-inductor motor connected to power supply

Устройство управления приводом электронасоса с вентильно-индукторным двигателем снабжено интеллектуальным ключом 2 с встроенным датчиком тока, управляющая схема на базе микроконтроллера силового ключа полупроводникового коммутатора силового преобразователя 1 подключена к входу интеллектуального ключа 2, а вентильно-индукторный двигатель подключен к источнику питания через выход интеллектуального ключа 2.The control device for the drive of an electric pump with a valve-inductor motor is equipped with an intelligent key 2 with a built-in current sensor, a control circuit based on a microcontroller of a power switch of a semiconductor switch of a power converter 1 is connected to the input of a smart key 2, and the valve-inductor motor is connected to a power source through the output of a smart key 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 и 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.Smart key 2 is connected to the control circuit based on the microcontroller of the semiconductor switch of the power converter 1 with the ability to continuously poll the current sensor of the smart key 2 with a frequency of no more than 1 Hz and disconnect the power circuit of the smart key 2 from the power source when the rated current consumption drops below 1.7 times within 25-35 seconds and when the nominal current is exceeded by 3.0 times the nominal current.

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 течении 25-35 секунд, а также при превышении номинальной величины тока в 3,0 раза от номинальной величины тока отключает силовую цепь интеллектуального ключа 2 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.During operation, the control device for the drive of an electric pump with a valve-inductor motor continuously polls the current sensor of the smart key 2 with a frequency of not more than 1 Hz and when the nominal current consumption of the valve-inductor electric motor drops below the nominal value by 1.7 times for 25-35 seconds , as well as when the nominal current value is 3.0 times the nominal current value, it disconnects the power circuit of the smart key 2 from the external power source, which excludes the operation of the electric pump in abnormal mode at increased loads, which will lead to the destruction of the pumping part (in particular, breakdown of the pumping impeller) and destruction of the shaft of the valve-inductor electric motor.

Claims

A device for controlling the operation of an electric pump of a liquid heating system with a valve-inductor motor, containing a pump, the shaft of which is connected to the shaft of a valve-inductor motor, and a power switch of a semiconductor switch of a power converter of a valve-inductor motor, connected to a power source, characterized in that it is equipped with an intelligent key with a built-in current sensor, while the control circuit based on the microcontroller of the power switch of the semiconductor switch of the power converter is connected to the input of the smart key, and the valve-inductor motor is connected to the power source through the output of the smart key, and the smart key is connected to the control circuit based on the semiconductor microcontroller switch of the power converter with the ability to continuously poll the smart key current sensor with a frequency of not more than 1 Hz and disconnect the power circuit of the smart key from the power source when reduction of the rated current consumption is 1.7 times lower for 25-35 seconds and when the rated current is exceeded by 3.0 times of the rated current.