Устройство для защиты асинхронного электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛСИН-ХРОННОГОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее датчик тока, включенный в фазу эащиигаемого двигателя, с выпрямитедем на выходе, к выводеил которого TJ-iMiv.-, ; , подключены пороговый элемент и блок коррекции выдержки времени, соединенный с исполнительным органом,.о т ;личаю1цееся тем, что, с целью повышения алстродействия и расширения функциональных возможностей, блок коррекции выдержки времени выполнен в виде последовательно соединенных генератора, yпpiaвляeмoгo напряжением , и N -разрядного счетчика, при этом вход генератора соединен с выходом выпрямителя, выход - с информационным входом счетчика, второй ;вхрд которого соединен с выходом порогового элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) Н 02 Н 7 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ .(21) 3361375/24-07 (22) 05.12.81 (46) 07.06.84.:Вюл. М 21 (72) Л.И.Гитман (53) 621.316.925(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 612339, кл. Н 02 Н 7/08, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 708457, кл. Н 02 Н 7/08, 1976 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭАЩИТЫ АСИН=

ХРОННОГО- ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ OT ПЕРЕГРУЭКИ И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее датчик тока, включенный в Фазу защищаемого двигателя, с выпрямителем на выходе, к выводам которого подключены пороговый элемент и блок коррекции выдержки времени, соединенный с исполнительным органом,.о т—

:л и ч.а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействйя и расширения функциональных возможностей, блок коррекции выдержки времени выполнен в виде последовательно соединенных генератора, управляемого напряжением, и.N -разрядного счетчика, при этом вход генератора соединен с выходом выпрямителя, выход — с информационным входом счетчика, второй

:вход которого соединен с выходом порогового элемента.

1096727

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты асинхронных электродвигателей от перегрузок.

Известны устройства для защиты асинхронных электродвигателей от 5 перегрузок и непслнофазных режимов работы, содержащие датчик тока, выпрямитель, пороговое и времязадающее устройства и испрлнительное реле. Например, устройство (1j содер- 10 жит трансформатор тока, RC -цепочку, стабилитрон и тиристор, включенный в цепи питания исполнительного реле.

При достижении контролируемым. током величины уставки срабатывание уст- )5 ройства происходит с выдержкой времени для предотвращения ложных запусков защиты при пуске двигателя. Величина выдержки времени задается параметрами RC -цепочки и в процессе 0 работы не изменяется.

Недостатком описанного устройства является то,,что включение исполнительного реле осуществляется с заданной выдержкой времени даже в случае короткого замыкания, т.е. уставка по времени в данном случае снижает быстродействие защиты и не позволяет испольэовать его в качестве устройства максимальной защиты электрических установок. 30

Наиболее близким к предлагаемому является устройство (2$ в которое введена автоматическая коррекция уставки времени в функции величины контролируемого тока. Устройство 35 работает таким образом,что при перво начальном протекании тока в зависимости от его значения уставка сраба.. тывания устройства по времени зада- ° ется изменением коэффициента переда- 40 чи датчика тока. С этой целью в устройство введен блок коррекции выдержки времени, состоящий из резистивного делителя и ряда тиристоров, присоединенных параллельно резисторам45 делителя. Включение одного или нескольких из тиристоров позволяет изменить коэффициент передачи укаэанного делителя, что равносильно изменению коэффициента передачи датчика тока. Выбор числа включаемых тиристо- 50 ров достигается по результату сравнения напряжения на выходе датчика тока с опорным напряжением.

Недостатком пРототипа, является дискретный характер коррекции уставки времени срабатывания устройства, т.е. изменение величины уставки происходит единожды, при первоначальном протекании тока, и не изменяется при дальнейшем протекании тока 60 вплоть до его прекращения. Подобное построение не позволяет эффективно выявлять устройству неполнофазные режимы, возникающие после пуска двигателя, так как устройство "самона- 65 страивается" по величине пусковых токов, превышающих номинальные его значения в несколько раз. Указанный недостаток снижает быстродействие устройства и ограничивает область его применения.

Кель изобретения — повышение быстродействия отключения аварийных токов и расширение функциональных воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты асинхронного электродвигателя от перегрузки и короткого заьыкания, содержащем датчик тока, включенный в фазу защищаемого двигателя с выпрямителем на выходе, к выводам которого подключен пороговый элемент и блок коррекции выдержки времени, соединенный с исполнительным органом блок коррекции выдержки времени выполнен в виде .последовательно соединенных генератора, управляемого напряжением, и k -разрядного счетчика, при этом вход генератора, соединен с выходом выпрямителя, выход с информационным входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема описываемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит датчик 1 .тока, включенный в фазу защищаемого асинхронного электродвигателя, подключенный на его выходе, выпрямитель 2, фильтрующий конденсатор 3, генератор 4 управляемый напряжением, пороговый элемент.5 в виде триггера

Шмидта, счетчик 6, подключенный к

его выходу, и испслнительный орган

7. Генератор 4 состоит из релакса— ционного генератора на однопереходном транзисторе 8, оптрона 9 и входного усилителя на транзисторе

10. Органами регулировки генератора

4 являются потенциометры 11 установка миыимальной частоты генерации и 12 (регулировка крутизны преобразо-

"вания напряжения в частоту). Пороговый элемент 5 состоит из потенциометра 13 триггера Шмидта на транзисторах 14 и 15 и ключа на транзисторе

16, который согласовывает уровень выходного сигнала триггера в необходнмый, для работы ТТЛ-логики, на базе которой построен счетчик 6.

Резистор 17 является нагрузкой транзистора 16. Счетчик б особенностей не имеет. Исполнительный орган 7 содержит каскад усиления на транзисторе 18 и тиристоре 19 {цепи гашения тиристора 19 не показаны поскольку ие относятся к схеме устройства и реле 20). Порог срабатывания триггера

5 задается потенциометром 13.

1096727 (Виг. 2

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 21 — возможная кривая измененйя контролируемого тока (сигнал на выходе выпрямителя 2);22 — сигнал на выходе триггера Шмидта; 23 — сигнал на выходе ключа 16;, 24. — сигнал на выходе генератора 4; 25 — сигнал на выходе счетчика при срабатывании защиты.

Устройство работает следующим образом. 10

Как только величина тока достигнет уставки срабатывания, то триггер 5 опрокидывается и переводит счетчик б в режим приема информации — импуль. сов генератора 4. Частота импульсов 15 генератора 4 определяется величиной контролируемого тока, причем крутизна преобразования величины тока в частоту (точнее напряжения на выходе трансформатора тока 1) регулируется потен- о циометром 11 Применение оптрона 9 с большой кратностью изменения сопротивления (например, типа ОЭП 201) позволяет в широких пределах изменять укаэанную крутизну. Время переполнения счетчика б определяется частотой следования импульсов генератора 4, причем если величина тока не превышает предельных наперед заданных значений, то за время пуска мотора. пока триггер 5 опрокинут, счетчик не успевает переполниться и выдать импульс на исполнительный орган 7.

При кратковременных перегрузках, при превышении значением тока заданных значений, частота генератора

4 меняется существенным образом, что позволяет заполниться счетчику б за короткий промежуток времени, меньший чем, например, период пуска 40 вигателя.

В любом случае, если переполнение счетчика б не происходит эа время превышения контролируемым током уставки, возврат триггера 5 в первоначальное состояние вызывает у=тановку счетчика в ноль.

Диаграммы на фиг. 2 поясняют работу устройства следуницим образом.

При возрастании тока (например, при пуске электродвигателя — момент времени 1,- 1 ) и достижении уставки в момент времени12 -1 срабатывает триггер Шмидта (фиг. 2, кривая 221, который переводит транзистор 16 в состояние, разрешающее запись информации в счетчик (фиг.2, кривая 231.

В течение времени 121 счетчик воспринимает импульсы генератора. Поскольку относительная величина тока не намного больше уставки, то за укаэанный период. частота генератора возрастает незначительно. В момент времени счетчик устанавливается на ноль (вследствие отпускания триггера).

B момент времени 14 триггер вновь опрокидывается и счетчик вновь переводится в режим записи. При этом существенное возрастание контролируемого тока вызывает также существенное возрастание частоты генератора, что способствует ускоренному заполнению счетчика и появлению на его . выходе .импульса, запускающего исполнительный орган 7 °

Применение раздельного регулирования величинь уставки и крутизны преобразования частоты (т.е. времени срабатывания) позволяет испольэовать устройство для любых условий запуска и эксплуатации асинхронных двигателей. Кроме тоГо, устройство может быть использовано как "реле" максимальной защиты.

Таким образом, данное устройство позволяет повысить быстродействие защит при коротких замыканиях и перегрузках. ВНИИПИ ЗакаЗ 3837/40

Тираж 614 Подписное

Филиал ППП Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4