Устройство токовой защиты двигателя с тиристорным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к защитам электродвигателей от аварийных токов, и может быть использовано в электроприводах , содержащих двигатели с постоянными магнитами и тиристорные преобразователи . Целью изобретения является повышение быстродействия устройства токовой аащиты двигателя. Цель достигается введением в устройство формирователя 12 защитного импульса, выход которого подключен к входу 14 блока ключей, так как ток в фазе двигателя перестает нарастать и начинает - Двигателя . Фиг 1 - (О с со 4 00

СОЮа СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ие пи (SO 4 Н 02 Н 7 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Фиг. Ф

Ии0унтар

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

АО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3963130/24-07 (22) 14. 10.85 (46) 30.05.87. Бюл. Ф 20 (72) В.М.Берестов, В.Г.Каган, Л.В.Муэалевский, В.А.Отченаш, С.Л.Рояк и A.Ì.Øîð (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 481098, кл. Н 02 Н 7/1О, 1971.

Устройство управления тиристорное серии БТУ 3601. — Техническое описание и инструкция по эксплуатации

ОЛХ.468.153, ОБК 469.593. Издание 01., (54) УСТРОЙСТВО ТОКОВОЙ ЗА1ЦИТЫ ДВИГАТЕЛЯ С ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ . (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к защитам электродвигателей от аварийных токов, и может быть использовано в электроприводах, содерпащих двигатели с постоянными магнитами и тиристорные преобразователи. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства токовой уыциты двигателя. Цель достигается введением в устройство формирователя 12 защитного импульса, выход которого подключен к входу 14 блока ключей, так как ток в фазе двигателя перестает нарастать и начинает Я

1314413 уменьшаться сразу же после открытия тиристоров 15-26 защитным импульсом.

При этом быстродействие защиты не зависит от частоты сети и определяется

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защитам электродвигателей от аварийных токов, и может быть использовано в электроприводах, содержащих двигатели с постоянными магнитами и тиристорные преобразователи, Цель изобретения — повышение быстродействия устройства токовой защиты двигателя. 10

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства токовой защиты двигателя; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу устройства;на. фиг.3 принципиальная схема возможного вари- 15 анта выполнения формирователя защитного импульса; на фиг.4 (а,б) — цепи протекания тока для различных режимов работы устройства.

Устройство токовой защиты двигателя 1 содержит m> но числу фаз двигателя, каналов, каждый из которых включает в себя тиристорный преобразователь 2 (ТП)„ подключенный к фазе двигателя, и последовательно соеди25 ненные следующие элементы: датчик 3 тока (ДТ), расположенный в силовой цепи тиристорного преобразсвателя ?, пороговый элемент 4 (ПЭ), узел 5 защиты (УЗ) с двумя выходами, систему

6 импульсно-фазового управления (СИФУ) и блок 7 ключей (БК). Система 6 импульсно-фазового управления содержит последовательно соединенные управляющий орган 8 (УО) с двумя 35 входами, блок 9 формирования импульсов (БФИ) с двумя входами, блок 10 усилителей импульсов (БУИ) и блок 11 вводных устройств (БВУ). Первый вход управляющего органа 8 является управ- 40 ляющим входом системы б импульснофазового управления, второ= .вход управляющего органа 8 и второй вход

l блока 9 формирования импульсов являются защитными входами системы 6

45 импульсно-фазового управления, а вытолько временем включения тиристоров

15-26, которые несоизмеримо мапо по сравнению с периодом напряжения сети, 4 ил.

2 ход блока 11 вводных устройств— ее выходом. Каждый канал устройства содержит формирователь 12 защитного импульса (ФЗИ), вход которого подключен к выходу порогового элемента 4, а выход соединен с дополнительным входом 13, которым снабжен блок 10 усилителей импульсов и дополнительным входом 14, которым снабжен блок 7 ключей, При этом выход системы б импульсно-фазового управления подключен через блок 7 ключей к управляющим электродам тиристоров 15-26 тиристорного преобразователя 2,шины переменного тока которого подключены к сети через реактор 27 или трансформатор.

Тиристорный преобразователь может быть выполнен по мостовой схеме.Датчик 3 тока может представлять собой трансформаторы тока, расположенные на шинах переменного тока тиристорного преобразователя, соединенные последовательно с выпрямителем.

:Узел 5 защиты предназначен для формирования сигналов защиты, воздействующих на систему 6 импульснофазового управления тиристорного преобразователя 2, и представляет собой электрическую схему, которая может быть выполнена на полупроводниковых элементах.

Система 6 импульсно-фазового управления предназначена для формирования импульсов управления тиристорами тиристорного преобразователя, угловое положение которых относительно точки естественного зажигания зависит от величины напряжения управления на управляющем входе системы импульсно-фазового управления. Управляющий орган 8 предназначен для согласования управляющего напряжения системы импульсно-фазового управления и входного напряжения блока 9 формирования напряжения и ограничения

1314413 этого импульса в соответствии с требуемыми значениями максимального и минимального углов управления тиристорного преобразователя. Управляющий орган 8 может быть выполнен на операционном усилителе. Блок 9 формирования импульсов предназначен для формирования импульсов управ-ления тиристорами тиристорного преобразователя, угловое положение 10 которых зависит от выходного напряжения управляющего органа 8. Блок 10 усилителей импульсов предназначен для усиления импульсов, формируемых блоком 9 формирования импульсов. Блок II5

11 вводных устройств служит для гальванической развязки цепей управления и силовых цепей тиристорного преобразователя и может быть выполнен на импульсных трансформаторах. Формиро- 20 ватель 12 защитного импульса предназначен для формирования импульса при изменении состояния на выходе порогового элемента 4.

Устройство токовой защиты двигателя работает следующим образом.

Если напряжение на выходе датчика

3 тока (Б „) не превьппает порогового напряжения (U ) порогового элеменпор. та 4, определяемое допустимым значением тока (I < Ä ) фазы двигателя, то напряжение на выходе управляющего органа 8 определяется напряжением управления на его входе. При этом

35 блок 9 формирования импульсов формирует импульсы управления, угловое положение которых относительно сети определяется U . Импульсы управления поступают через блок 10 усилителей импульсов, блок 11 вводных устройств и блок ключей на управляющие электроды тиристоров 15-26 тиристорного преобразователя 2 согласно логике раздельного управления. При этом по фазе двигателя протекает ток i, величина которого определяется У„(иг.2а, где еа, е>, е — фазные ЭДС-сети).

При возникновении аварийного режима, когда выходное напряжение датчика 3 тока превысит пороговое напряжение элемента 4 (фиг.25), формирователь 12 защитного импульса формирует защитный импульс, который поступает на дополнительный вход 13 блока 10 усилителей импульсов и дополнительный вход 14 блока 7 ключей.

С выхода блока 10 усилителей импульсов усиленный защитный импульс поступает на вход блока. 7 ключей, оба управляемых ключа которого открыты защитным импульсом, поступающим с выхода формирователя 12 защитного импульса на дополнительный вход 14 блока 7 ключей. С выхода блока 7 ключей защитный импульс поступает на управляющие электроды тиристоров 15-26 тиристорного преобразователя 2, вызывая открывание тиристоров, для которых в этот момент выполняются условия зажигания. При этом образуется цепь, в которой открытые тиристоры шунтируют фазу двигателя, чем обеспечивается прекращение роста и спадение в ней тока до нулевого значения. Одновременно с этим напряжение с первого выхода узла 5 защиты поступает на второй вход управляющего органа 8. Управляющий орган 8 формирует напряжение, которому соответствует максимальный угол управленияЫ,„ тиристорами тиристорного преобразователя 2, необходимый для перевода его в инверторный режим. Напряжение с второго выхода узла 5 защиты через определенную задержку времени поступает на второй вход блока 9 формирования импульсов, чем обеспечивается блокировка управляющих импульсов тиристорного преобразователя и исключается возможность повторного появления аварийного режима, !

Пусть к моменту времени t ток через фазу двигателя протекал по цепи: фаза А — фаза А реактора 27— тиристор 15 — фаза двигателя — тиристор 19 — фаза В реактора 27 — фаза В сети .(фиг.2а,S). Цепь протекания тока к моменту времени, изображена на фиг. 4а. В момент времени t„ U< превысило U „„,,(фиг.2о). При подаче защитного импульса на управляющие электроды тиристоров 15-26 открываются тиристоры 22 и 24, поскольку для них в этот момент времени выполняются условия зажигания. Цепь протекания тока после момента времени t изображена на фиг, 4S . При этом ток, протекающий через фазу двигателя, сразу же перестает нарастать, начинает уменьшаться и достигает нуля, так как обмотка фазы двигателя оказывается шунтированной открытыми тиристорами.Ток, протекающий через открытые тиристоры

15,19,22 и 24, начинает уменьшаться после перехода через нуль линейного

13144 напряжения е, и его величина ограничивается сопротивлением реактора или трансформатора, через которые тиристорный преобразователь подключен к сети, на уровне тока, допустимого для данных тиристоров.

Таким образом, введение в каждый канал устройства токовой защиты двигателя формирователя защитного импульса, вход которого соединен с вы- 10 ходом порогового элемента, а выход подключен к дополнительному входу, которым снабжен блок усилителей импульсов, и дополнительному входу, которым снабжен блок ключей, позво- 15 ляет повысить быстродействие защиты, так как ток в фазе двигателя перестает нарастать и начинает уменьшаться сразу же после открытия тиристоров защитным импульсом. При этом быстро- 20 действие защиты не зависит от частоты сети и определяется только временем включения тиристоров, которое несоизмеримо мало по сравнению с периодом напряжения сети, 25

Использование изобретения позволяет повысить надежность электроприводов за счет предотвращения возможности размагничивания постоянных маг- 30 нитов индуктора двигателя от аварийных токов формула и э о б р е т е н и я

Устройство токовой защиты двигателя с тиристорным преобразователем, содержащее число каналов защиты по

ll,7

1З 6 числу фаз двигателя, каждый иэ которых включает в себя тиристорнь .й преобразователь, выходом подключаемый к фазе двигателя, а входом " к питающей сети переменного тока, датчик тока, расположенный s силовой цепи тиристорного преобразователя, выход датчика тока подключен через пороговый элемент к узлу защиты с двумя выходами, системы импульсно-фазового управления, состоящую иэ управляющего органа, первый вход которого соединен с управляющим входом системы, импульсно-фазового управления, второй вход соединен с первым выходом узла защиты, блока формирования импульсов, первый вход которого подключен к выходу управляющего органа, второй вход подключен к второму выходу узла защиты блока усилителей импульсов, подключенного входом к выходу блока формирования импульсов, выходом к блоку выходных устройств, выход которого является выходом системы импульсно-фазового управления и подключен к .входу блока ключей, выход блока ключей подключен к управляющим электродам тиристорного преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в каждый его канал дополнительно введен формирователь защитного импульса, вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход соединен с дополнительным входом блока усилителей импульсов и дополнительным входом блока ключей. а) 1314413

ЮМГОФ

/5

Составитель В.Плотников

Редактор M.Òîâòèí Техред А.Кравчук Корректор E. Рошко

Заказ 2216/53 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óærîðoä, ул.Проектная,4