Устройство для защиты синхронного двигателя от асинхронного режима

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение быстродействия. Это достигается за счет введения генератора импульсов эталонной длительности 15, частота которых подсчитывается. Число импульсов , хранящихся в блоке памяти 16 и накопленных счетчиком 13, сравнивается с помощью введенного блока комбинационного совпадения 18, который позволяет отстроиться от синхронных качаний ротора двигателя. При превышении числа импульсов в блоке памяти 16 на величину, определяемую блоком уставок 17, на выходе блока комбинационного совпадения 18 появляется короткий импульс длительностью , равной периоду следования импульсов генератора импульсов 15, что свидетельствует о начале асинхронного хода. Введение элемента ИЛИ 22 позволяет осуществлять выявление асинхронного режима путем контроля изменения скорости вращения ротора. 2 ил. i (Л КЗлокам W .5-9,KifJi74 (TJ 0/п ГЭГ5 .« :о СП 1 N фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (51) 4 Н 02 Н 7/08 (3 (;;, l)y р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3912066/24-07 (22) 19.06.85 (46) 15.06.87. Вюл. и 22 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.Ф.Сивокобыленко, А.В.Левшов и M.È.Ôèëü (53) 621.316.925(088.8) ,(56) Слодарж М.И. Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных электродвигателей. M.: Энергия, 1977, с. 161.

Патент США 3525913, кл. Н 02 Н 7/08, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение быстродействия. Это достигается за счет введения генератора импульсов эталонной длительности 15, частота которых подсчитывается. Число импульсов, хранящихся в блоке памяти

16 и накопленных счетчиком 13, сравнивается с помощью введенного блока комбинационного совпадения 18, который позволяет отстроиться от синхронных качаний ротора двигателя. При превышении числа импульсов в блоке памяти 16 на величину, определяемую блоком уставок 17, на выходе блока комбинационного совпадения 18 появляется короткий импульс длительностью, равной периоду следования импульсов генератора импульсов 15, что свидетельствует о начале асинхронного хода. Введение элемента ИЛИ 22 позволяет осуществлять выявление асинхронного режима путем контроля изменения скорости вращения ротора.

2 ил.

1 131

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты синхронных двигателей.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства с выделением функциональных блоков, на фиг.2— времяимпульсные диаграммы работы основных блоков.

Устройство содержит импульсный датчик (ИД) 1, выход которого подключен к первому блоку 2 формирования импульсов (БФИ), выполненный из последовательно соединенных порого.вого элемента (ПЭ) 3, дифференцирующего элемента (ДЭ) 4 и линии задерж ки (ЛЗ) 5, второй блок формирования импульсов (БФИ) 6, выполненный из последовательно соединенных порогового элемента (ПЭ) 7, на вход которого по— дается напряжение сети, питающей двигатель, дифференцирующего элемента (ДЭ) 8 и линии задержки (ЛЗ) 9, триггерный блок (ТБ) 10, первый и второй входы которого подключены к выходам дифференцирующих элементов ДЭ4 и ДЭ8 соответственно, элемент сравнения (3C) li, первый вход которого подключен к выходу триггерного блока 10, а второй — к выходу Л39; вторую линию задержки (ЛЗ) 12 своим входом подключенную к выходу ДЭ8; два счет чика импульсов (СЧ) 13 и (СЧ) 14, прйчем вход установки нулевого состояния СЧ 13 подключен к выходу ЛЗ l2, а вход предварительной установки

СЧ 14 подключен к выходу ДЭ 4; генератор импульсов эталонной длительности (ГЭ) 15, подключенный к счетным входам СЧ 13 и СЧ 14; блок памяти (БП) 16, информационные входы которого подключены к выходу СЧ 13, а вход предварительной установки соединен с выходом ДЭ 8; блок уставок (БУ)

17, выходы которого подключены к информационным входам СЧ 14; блок 18 комбинационного совпадения кодов, входы которого соединены с выходами

БП 16 и СЧ 14; блок формирования выходного сигнала (БФВС) 19, состоящий из двух триггеров Т 20 и Т 21, на первый вход которого подключен выход

ЛЗ 5, на второй ДЭ 4„ на третий— выход блока комбинационного совпадения 18, элемент ИЛИ 22, первый вход которого соединен с выходом блока 19 формирования выходного сигнала, второй вход — с выходом 11, а выход

7544

f0

2 к исполнительному органу подключен (ИО) 23..

На вход блока б формирования импульсов подается напряжение Usx -.ети, питающей двигатель, с выхода ПЭ 7 снимаются прямоугольные импульсы U длительностью, равные положительному полупериоду U „ ° В соответствии с передним фронтом импульсов П ДЭ 8 вырабатывает короткие импульсы U . Данные импульсы с помощью Л39 и Л312 задерживаются на заданное время. С помощью ЛЗ 9 импульсы U задерживаются на время, соответствующее уставке по углу вылета ротора, (например, при о уставке 9 = 90 это время равно 5 мс), а с помощью ЛЗ 12 — на время, необходимое для правильной работы СЧ 13 и блока формирования импульсов. Выходные сигналы с ИД 1 поступают на вход ПЭ 3, который вырабатывает прямоугольные импульсы U, период следования которых пропорционален частоте вращения ротора. В соответствии с передним фронтом импульсов U> ДЭ 4 вырабатывает короткие импульсы, которые с помощью ЛЭ 5 задерживаются на заданное время, необходимое для функционирования БФВС 19. Генератор

ГЭ 15 вырабатывает импульсы эталонной длительности, число которых подсчитывается с помощью счетчиков СЧ13 и СЧ 14. Блок 16 памяти служит для запоминания числа импульсов, накопленных счетчиком СЧ 13 в течении предыдущего периода измерения. Работой счетчика СЧ 13 и блока памяти БП 16 управляют выходные импульсы ДЭ 8 и

ЛЗ 12, а счетчика СЧ 14 — выходные импульсы ДЭ 4 соответственно. С приходом короткого импульса Пз на вход

БП 16 осуществляется считывание числа импульсов, накопленных в счетчике

СЧ 13 в течение предыдущего периода измерения. Выходной импульс ЛЗ 12U осуществляет обнуление счетчика СЧ

13. Момент обнуления счетчика СЧ 13 соответствует окончанию предыдущего и началу текущего периода измерения.

Число импульсов, хранящихся в БП 16, зависит от частоты периода напряжения сети, соответствующего предыдущему периоду измерения.

В свою очередь число импульсов, накопленных счетчиком СЧ 14, соответствует фактическому периоду частоты вращения ротора, определенному во время текущего периода измерения.

Число импульсов, хранящихся в БП 16

3 31754 и накопленных СЧ 13, сравнивается с помощью блока 18 комбинационного сов падения. При синхронной работе двигателя число импульсов, хранящихся в БП 16, равно числу импульсов, накопленных в СЧ 14, за вычетом числа, заданного блоком 17 уставок. При появлении асинхронного режима по какойлибо причине ротор двигателя начинает тормозиться. Вследствие этого пе — 10 риод следования выходных импульсов

ИД 1, а также U и U4 увеличивается.

При поступлении на вход счетчика

СЧ 14 числа импульсов, равного сумме чисел БП 16 и БУ 17 (т.е. равенстве f5 цифровых кодов на выходе БП 16 и

СЧ 14), на выходе блока 18 комбинационного совпадения появляется короткий импульс U„, длительностью равный периоду следования импульсов ГЭ 15 20 и свидетельствующий о начале асинхронного хода.

Во время синхронной работы двигателя, когда импульсы U<< не появляются, триггер Т 20 в каждом измери- 25 тельном периоде устанавливается импульсами U в единичное, а триггер

Т 21 импульсами U в нулевое состояние ° При нарушении синхронизма триггер Т 20 импульсами U, опрокидыва- 30 ется в нулевое состояние, а триггер

Т 21 с приходом импульса U — в единичное состояние, подавая управляющий сигнал на исполнительный орган °

При очень медленном изменении ско35 рости вращения ротора период следования серии трех импульсов П может измениться столь незначительно, что счетчиком СЧ 14 не достигается число импульсов, превьппающее число импульсов, хранящихся в БП 16 на величину уставки БУ 17. В этом случае увеличивается внутренний угол двигателя.

Это IIpHBopHT к тому что заднии фронт45 выходного импульса ТБ 10 изменяет свое положение относительно импульса

U . При превышении углом о значения

90 синхронная работа двигателя нарушается, выходные импульсы ТУ 10 и

ЛЗ 9 совпадают, что приводит к срабатыванию ЭС 11. Выходной сигнал с

ЭС 11 через элемент ИЛИ 22 поступает на вход ИО 23, осуществляющего контактный выход устройства. Генератор

15 эталонных импульсов обеспечивает функционирование первой, второй и третьей линий задержки, первого и второго счетчика импульсов.

4 4

Введение ГЭ 15, СЧ 13 и СЧ 14, блока 16 памяти, блока 18 комбинационного совпадения и блока 19 формирования выходного сигнала позволяет с высоким быстродействием выявить нарушения синхронной работы электродвигателя. Минимальное время, которое требуется для выявления асинхронного режима, равно измерительному периоду, длительностью 0,02 с.

Введение блока 18 комбинационного совпадения кодов п6зволяет отстроиться от синхронных качений ротора двигателя, так как выходной сигнал блока

18 появляется лишь в том случае, когда число импульсов, накопленных счет" чиком СЧ 14, превышает число импульсов, хранящихся в БП 16, на величину, определяемую БУ 17. Работа блока 18 не зависит от того, в какой момент времени импульс ПЭ 3 появляется относительно импульса ПЭ 7 U, а определяется только числом импульсов, накопленных СЧ 14 и хранящихся в БП 16.

При синхронных качаниях изменяется только взаимное положение импульсов

U и U в период следования каждой серии из трех импульсов U не изменяется.

Введение элемента ИЛИ 22 позволяет осуществлять выявление асинхронного режима как и в устройстве прототипа путем контроля угла 6, так и с помощью вновь введенных блоков путем контроля изменения скорости вращения ротора, чт6 повышает надежность работы устройства в целом.

Формула из обретения

Устройство для защиты . синхронного двигателя от асинхронного режима, содержащее импульсный датчик, триггерный блок, элемент сравнения, исполнительный орган, первый блок формирования импульсов, выполненный из последовательно соединенных первого порогового элемента, первого дифференцирующего элемента и первой линии задержки, и второй блок формирования импульсов, выполненный из последовательно соединенных второго порогового и второго дифференцирующего элементов, причем на вход второго порогового элемента подается напряжение сети, питающей двигатель, вход первого порогового элемента соединен с выходом импульсного датчика, выходы первого и второго дифференцирующих

13I7544

U)

У д д д

Ъ Е

Составитель Т.Щеголькова

Техред $$.Õoäàíè÷ Корректор Л.Патай

Редактор С.Лисина

Заказ 2429/49 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Г!осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 элементов подключены к первому и второму входам триггерного блока, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, на второй вход которого подключен выход первой линии задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно введены генератор импульсов эталонной длительности, два счетчика импульсов, блок памяти, блок уставок, блок формирования выходного сигнала, вторая линия задержки, третья линия задержки, комбинационный блок совпадения кодов, выполненный из элементов попарного совпадения цифровых кодов и многовходового элемента И, число входов которого равно числу элементов попарного совпадения кодов И элемента ИЛИ, причем, выход дифференцирующего элемента первого блока формирования импульсов подключен к входу третьей линии задержки и к входу предварительной установки блока памяти, выход дифференцирующего элемента второго блока формирования импульсов соединен с входом второй линии задержки, с первым входом блока формирования вы— ходного сигнала и с входом предварительной установки второго счетчика импульсов, выход элемента сравнения соединен с первым входом элемента

ИЛИ, а выход которого подключен к входу исполнительного органа, кроме того, выход третьей линии задержки соединен с выходом установки нулевого состояния первого счетчика импульсов, а выход которого подключен к информационным входам блока памяти, выходы блока памяти соединены с первыми входами элементов попарного совпадения

Ig цифровых кодов, вторые входы элементов попарного совпадения цифровых кодов подключены к выходам второго счетчика импульсов, а выходы элементов попарного совпадения цифровых кодов подключены к входам многовходового элемента И, информационные входы асинхронной установки второго счетчика импульсов соединены с выходами блока уставок, выход нервой линии задержки подключен к второму входу блока формирования выходного сигнала, третий вход блока формирования выходного сигнала соединен с выходом блока комбинационного сов25 падения кодов, выход блока формирования выходного сигнала подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход генератора эталонных импульсов подключен к счетным входам

3О первого счетчика импульсов и второго счетчика импульсов.