Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки

 

Изобретение относится к устройствам для защиты электродвигателей от перегрузки и может быть использовано в схемах управления электродвигателями . Целью изобретения является повышение точности защиты. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены блок 8 определения среднеквадратичного значения тока , блок 9 задержки и два ключа 10 и 11, что позволяет вести контроль нагрузки по величине, пропорциональной среднеквадратичному току двиуателя , при этом контроль осуществляется в интервале, где среднеквадратичный i ток не превышает номинальный, поэтому установившаяся температура не СЛ превысит номинальной. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 02 Н 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3867020/24-07 (22) 07. 03. 85 (46) 07.12.86 Бюл. Р 45 (71) Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" (72) В.Л, Савченко, А.П. Петров, В.Д. Лигай и Ю.П. Зориков (53) 621.316,925(088,8) (56) Патент ФРГ 1"- 2431540, кл. Н 02 Н 7/08, 1974.

Хюбнер Р, Современные устройства защиты двигателей. Перевод с немецкого языка статьи из журнала "Electro-Rexub", 1978, Vd 70, Nr 17, S 388, 390, 391. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

„„SU„„1275631 А 1 (57) Изобретение относится к устройствам для защиты электродвигателей от перегрузки и может быть использовано в схемах управления электродвигателями. Целью изобретения является повышение точности защиты, Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены блок 8 определения среднеквадратичного значения то" ка, блок 9 задержки и два ключа 10 и 11, что позволяет вести контроль нагрузки по величине, пропорциональной среднеквадратичному току двигателя, при этом контроль осуществляется в интервале, где среднеквадратичный ток не превышает номинальный, поэто- 8 му установившаяся температура не превысит номинальной. 1 ил.

С::

1 12756

Изобретение относится к устройствам для защиты электродвигателей от перегрузки и может быть использовано в схемах управления электродвигателями, Цель изобретения — повышение точности защиты.

На чертеже приведена блок-схема устройства, Устройство содержит электродвигатель 1 с датчиком 2 тока, квадратичный преобразователь 3, вход которого!

О соединен с первым выходом датчика 2 тока, преобразователь 4 напряжениеToK Bxop, KoToporо соединен с выходом 15 квадратичного преобразователя 3, де-. тектор 5, функциональный блок 6, термическую модель 7 электродвигателя

1, первый вход которой соединен с выходом преобразователя 4 напряжениеток, вход детектора 5 соединен с выходом датчика 2 тока, а выход детектора 5 соединен входом функциональ20 ного блока 6, выход же последовательно соединяется с вторым входом терми" 25 ческой модели 7 электродвигателя, блок 8 определения среднеквадратичного значения тока, блок 9 задержки, первый ключ 10, второй ключ 11, компаратор 12, блок 13 контроля обрыва фазы, усилитель 14 и исполнительное реле 15, причем вход блока 8 определения среднеквадратичного тока соединен с четвертым выходом датчика 2 ,тока, выход блока 8 определения сред35 неквадратичного значения тока соединен с первым входом второго ключа 11, второй вход которого соединен с первым выходом блока 9 задержки,, а вто" рой его выход соединен с вторым вхо40 дом первого ключа 10, первый вход последнего соединен с выходом термической модели 7 электродвигателя 1, выходы первого и второго ключей 10 и 11 соединены соответственно с пер45 вым и вторым входами компаратора 12, выход последнего соединен с первым входом усилителя 14, второй вход которого соединен с выходом блока 13 контроля обрыва фазы, а вход последнего соединен с третьим выходом дат50 чика 2 тока, выход усилителя 14 соединен с входом исполнительного ре" ле 15, Устройство для защиты электродви" гателя от перегрузки работает следу55 ющим образом.

На выходе датчика 2 тока формиру.ется сигнал, пропорциональный сред31 3 нему значению тока во всех трех фазах (или току якоря двигателя постоянного тока). Этот сигнал подается на вход квадратичного преобразователя 3 и с его выхода сигнал, пропорциональный квадрату тока двигателя

1, подается на вход преобразователя

4 напряжение-ток, Детектор 5 тока, на вход которого поступает сигнал с второго выхода датчика 2 тока, служит для определения того, включен ли двигатель или выключен. При превышении током порогового значения, равного 0,3 I детектор 5 подает ток в функциональный блок 6, на выходе которого формируется ток, пропорциональный мощности потерь в стали (Р ).

На выходе преобразователя 4 напряжение-ток формируется ток, пропорциональный мощности потерь в меди (Рс„). Оба тока, пропорциональные, потерям Р и PF, подаются на входы

Cu Fe .термической модели 7> на выходе которой образуется напряжение, в определенном масштабе соответствующее нагреву защищаемого электродвигателя, Сигнал с выхода термической модели 7 поступает на первый вход первого клюь ча 10, который открывается сигналом с второго выхода блока 9 задержки, поступающим на второй (управляющий) вход первого ключа 10, Блок 9 задержки выдает сигнал с второго выхода после включения устройства защиты (подачи питания) через интервал времени е =- ЗТ где Т вЂ” постоянная нагрева защищаемого электродвигателя.

С четвертого выхода датчика 2 тока сигнал поступает на вход блока 8 определения среднеквадратичного значения тока, а с выхода последнего— на первый вход второго ключа ll на второй (управляющий) вход которого поступает сигнал с первого выхода блока 9 задержки, На первом выходе последнего сигнал присутствует только в интервале времени задержки, когда на втором его выходе сигнал отсутствует, Так как среднеквадратичное значение тока косвенно характеризует нагрев электродвигателя„ его используют для контроля нагрева электродвигателя в интервале подготовки основного канала защиты и нормальной работе, Промасштабированный сигнал с блока 8

1275631 4 где ь — начальная температура элек/ тродвигателя

Э ьо — начальная температура модели;

T — постоянная нагрева электродвигателя °

В первый момент после включения (при t = О) Е = 80 С; при t = Т„ — 8Oe = 29 С; при = 2Т„

1О E= 80e = 11 С; при t =.ЗТн =80е

= 4 С.

Таким образом в интервале

0 (t (ЗТ„ ошибка устройства для защиты электро15 двигателя от перегрузки от 80 до 4 С, т,е. значительна, Если в этом интервале контроль нагрузки вести по ве- . личине, пропорциональной среднеквадратичному току двигателя, причем осу20 ществлять контроль так, чтобы среднеквадратичный ток не превышал номинального, то двигатель никогда не пе-регреется, так как в этом случае установившаяся температура с . не превы25 шает номинальной.

Действительно

Я

1000Р 1- I к, .н (+ ск)

A A (1+a) g I„ определения среднеквадратичного значения тока через второй ключ 11.поступает на второй вход компаратора 12, где сравнивается с предельной величиной напряжения, соответствующего предельному нагреву двигателя, При превышении предельного значения на выходе компаратора появляется сигнал, который подается в усилитель 14 (на первый его вход), а сигнал с его выхода управляет включением (отключением) исполнительного реле 15, имеющего сигнальный и силовой контакты, причем последний служит для отключения двигателя ° Через интервал времени t ЗТ после включения устройства в работу сигнал на первом выходе блока 9 задержки исчезает, а появляется на втором его выходе, воздействуя на управляющий вход первого ключа 10. Второй ключ 11 закрывается, а первый ключ 10 открывается и сигнал с выхода термической модели 7 поступает на первый вход компаратора 12", где сравнивается с предельной величиной напряжения, соответствующего предельному нагреву двигателя.

При превышении предельного значе ния на выходе KQMIIapaThpa 12 появля= В(а+ —," ), Тск н

30 ется сигнал, который усиливается усилителем 14 и воздействует на исполнительное реле 15, С третьего выхода датчика 2 тока сигнал поступает на вход блока 13 контроля обрыва фазы двигателя, который косвенно определяет состояние асимметрии и обрыва фазы. При обрыве фазы на выходе блока контроля обрыва фазы появляется сигнал, который поступает на второй вход усилителя 14 и далее — на вход

40 исполнительного реле 15 ° Исполнительное реле срабатывает, производя соот45 гаемого устройства по сравнению с известным заключаются в следующем. Если температура электродвигателя досо тигла своего рабочего значения, например 100 С, и в это время включено

50 устройство защиты от перегрузки, причем начальная температура термической модели установлена равной темпео ратуре окружающей среды (20 С), то ошибка устройства защиты в определении температуры электродвигателя бу55 дет

t (o ол,)e " (1 00-20) е ™ ветствующие переключения.

Технические преимущества.предлагде Q — - количество тепла, выделяемого в электродвигателе в единицу времени;

А — теплоотдача;

Р„ — номинальная мощность дви.гателя; а — коэффициент потерь; — КПД двигателя;

I номинальный ток двигателя;

I — среднеквадратичное значе-., ние тока двигателя, Из последнего выражения находим, что при Т „= IH

= В(а+ 1)

И Н1 где ь — номинальное значение уста н новившейся температуры двигателя, т.е. при Тск Ií ь с ь н °

При применении предлагаемого устройства двигатель защищается от тепловых перегрузок в интервале от включения тепловой защиты (косвенного типа) до наступления адекватности тепловой модели объекту (t - =3 — 4 посФормула изобретения

Составитель К. Шилан.

Техред M. Ходанич Корректор Т, Колб

Редактор Н, Яцола

Заказ 6574/50 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 12 тоянных времени нагрева электродвигателя) и, следовательно, повышается фактический ресурс электродвигателя °

Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки, содержащее датчик тока, включенный в сеть защищаемого электродвигателя, первый выход датчика тока соединен с входом квадратичного преобразователя, второй выход — с входом детектора, третий выход — с входом блока контроля обрыва фазы, выход квадратичного преобразователя через преобразователь напряжение — ток соединен с первым входом термической модели электродвигателя, выход детектора через функциональный блок соединен с вторым входом термической модели электродвигателя, выход блока контроля обрыва фазы подключен к второму входу усилителя, к первому входу которого под75631 а соединен выход компаратора, а выход усилителя соединен с входом исполнительного реле, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности защиты, в него дополнительно введены. блок определения, среднеквадратичного значения тока, блок задержки и два ключа, при этом вход блока определения среднеквадратично1р го значения тока соединен с четвертичным выходом датчика тока, выход блока определения среднеквадратичного значения тока соединен с первым входом второго ключа, первый выход блока задержки соединен с управляющим входом первого ключа, второй выход блока задержки соединен.с управляющим входом второГо ключа, к первому входу первого ключа подключен щ выход термической модели электродвигателя, а выходы первого и второго управляющих ключей подключены соответственно к первому и второму входам компаратора,