Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повьппение надежности функционирования защиты. Устройство защиты электродвигателя дополнено узлом 10 блокировки, вход которого подключен к шине питания, а выход - к третьему входу элемента ИЛИ 9. 2 Ш1. -и, сл 12 Н х, I 10 10 U) САЭ Х СО 4 N) Фиг. i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (19) (11) (50 4 Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1141502 (21) 3875877/24-07 (22) 01.04.85 (46) 23.09.87. Бюл. № 35 (71) Ивановский энергетический институт им. В.И.Ленина (72) В.В.Бурыкин, Г.И.Павлов, В.А.Савельев и A.À.×èæoâ (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1141502, кл. Н 02 Н 7/08, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПРИ ПУСКЕ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повьппение надежности функционирования защиты.

Устройство защиты электродвигателя дополнено узлом 10 блокировки, вход которого подключен к шине питания, а выход — к третьему входу элемента ИЛИ 9. 2 ил.

133

Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано для защиты электродвигателей переменного тока от перегрузки при неуспешном пуске из-за повреждения приводимого механизма, заклинивания подшипников или приводимого механизма, задевания ротора о статор, примерзания механизма (например., водяного насоса), завяла механизма (например, иэ-за завала топливом дробилок и мельниц системы топливоприготовле— ния электростанций), из-за обрыва фазы, при глубоких посадках напряжения на шинах, при внутренних коротких замыканиях .и в других случаях, когда при включении двигателя в работу он не разворачивается и является усовершенствованием устройства по авт. св, Р 1141502.

Цель изобретения — повышение надежности функционирования защиты при переходных процессах в цепях питания защиты, исключение ложных срабатываний защиты.

На фиг.1 приведено устройство защиты; на фиг.2 — схема узла блокировки.

Устройство содержит датчик 1 тока статора двигателя, фильтр 2 инфранизкой частоты, выпрямитель 3, пороговый элемент 4, замыкающий блок-контакт 5 выключателя, импульсные реле 6 и 7 времени, логический элемент ПАМЯТЬ 8 с запускающим (а) и блокирующим (в) входами, логический элемент И 9 с дополнительным третьим входом,к которому подключен дополнительно введенный узел 10 блокировки. Функциональное назначение элементов схемы (с 1 до 8), их реализация и обозначение такое же, как у известного устройства.

При отсутствии переходных процессов в цепях питания защиты и при номинальном значении напряжения питания на выходе узла 10 блокировки постоян— но присутствует логическая единица и функционирование защиты в целом как при успешном, так и при неуспешном пусках полностью идентично работе известного устройства. При успешном пуске двигателя в токе статора в начальный момент времени существует составляющая низкой ча.стоты. KQToDBB выделяется фильтром 2, выпрямляется в выпрямителе 3 и через пороговый элемент 4 поступает на блокирующ. и вход (в .элемента HANHTb 8. На другой

9734 запускающий вход (а) элемента ПАМЯТЬ 8, спустя выдержку времени, создаваемую импульсным реле 6 времени, поступает кратковременный импульс.

".)

Выдержка времени реле б,выбрана из условия отстройки от апериодической составляющей в токе статора. При успешном пуске двигателя низкочастотная составляющая некоторое время присутствует в токе статора (она затухает за 1-2 с для мощных электродвигателей). Поэтому и после прохождения кратковременного импульса с выхода реле времени на запускающий вход (а элемента ПАМЯТЬ 8 на его блокирующий вход (в1 еще некоторое время поступает выпрямленный низкочастотный сиг— нал. т.е. на выходе логического элемента ПАМЯТЬ 8 при успешном пуске сигнал отсутствует, Х = О.

При неуспешном пуске, когда в токе статора нет низкочастотной составляющей, после прохождения кратковре25 менного импульса от реле 6 времени на вьгходе логического элемента ПАМЯТЬ 8появляется сигнал Х = 1.Спус6 тя выдержку времени второго импульсного реле 7 времени, на второй вход

30 логического элемента И 9 поступает импульс Х 7 = 1, что приводит к срабатыванию защиты в целом (Х = l), т.е. функционирование защиты при отсутствии переходных процессов в цепях питания защиты и при номинальном значении напряжения питания защиты (Х, 1) аналогично работе известного устройства.

Реле 6 и 7 времени могут быть вы4О полнены, например, на принципе заряда емкости К вЂ” С-контура. При пуске .защищаемого двигателя замыкается его блок-контакт 5 и конденсатор С начинает заряжаться через зарядный резистор R . Сигналы на выходах по 3Q P роговых элементов 11 и 12 реле 6 и 7 времени соответственно появляются в моменты времени, когда напряжение на конденсаторе С достигает заранее выбранных значений уставок пороговых элементов 11 и 12. Формирователи 13 и 14 импульсов реле 6 и 7 времени соответственно преобразуют выходные сигналы пороговых элементов 11 и 12 в кратковременные импульсы Х и Х .

Диод VD и разрядный резистор Rpy3 составляют цепь разряда конденсатора С после отключения двигателя (после размыкания блок-контакта 5). Со1339734

Rl C1 cR С R2 С2. ар

B условиях эксплуатации снижение напряжения питания и его возрастание может носить характер как плавного, так и быстротечного процесса. При этом блок-контакт 5 может находиться

55 противление резистора R а выбирается по возможности минимальйым для уско— рения разряда конденсатора С, т. е. для сокращения времени готовности за5 щиты к повторному действию. Узел 10 блокировки выполнен на двух операционных усилителях Al и А2, содержит два дополнительных R — С-контура

Rl-Cl и R2-С2, стабилитрон Ъ 01, диоды VD2-VD6, резисторы RÇ-R7, конденсаторы CÇ и С4, резисторы R5=R4 и операционный усилитель Al образуют в комплексе инвертирующий усилитель с. единичным коэффициентом усиления.

Резисторы Кб=К7, диод VD4 и операционный усилитель А2 выполняют роль компаратора 3, сигнал на выходе кото. рого появляется, когда модуль отрицательного по знаку напряжения на 20 конденсаторе С2 превышает модуль положительного по знаку напряжения на выходе усилителя Al (или, что то же самое, модуль отрицательного по знаку напряжения на конденсаторе С1).

Напряжение стабилизации стабилитрона VD1 выбирается меньшим номинального напряжения питания защиты, но большим напряжений установок пороговых элементов 11 и 12. 30

Для большинства микросхем допуска. ется отклонение напряжения .питания на +10 от номинального значения.

Поэтому целесообразно выбрать напряжение стабилизации стабилитрона VDl ориентировочно на 10 меньшим номинальыого значения напряжения питания, чтобы выводить защиту из действия (не допускать ложных срабатываний ) при посадках напряжения пита- 40 ния ниже минимального уровня, гаран, тированного заводом-изготовителем для четкой работы микросхем. Соотношение сопротивлений резисторов R2 и КЗ, составляющих делитель напряже- 45 ния, выбрано ориентировочно 1:20, т.е. во всех установившихся режимах напряжение на конденсаторе С2 ниже напряжения питания на З . Соотношение между постоянными времени цепей 50

Rl-Cl, Р -С и R2-С2 выбрано следующим

KHK в замкнутом, так и разомкнутом состоянии. Рассмотрим функционирова-ние предлагаемого устройства блокировки в этих условиях. Пока напряжение источника питания возрастает от 0 до напряжеш-.:-. с".-билизации стабилитрона 31. напряжение на конденсаторе Cl по модулю превышает напряжение

".a конденсатсре С2, поскольку Rl ° С1

К2 С2. Поэтому на выходе устройства 10 блокировки сигнал Х, = О,что гарантирует несрабатывание защиты независимо от наличия сигналов Х и Х на двух других входах логического элемента И 9 (X> = О).

Если при этом блок-контакт 5 был замкнут, воэможность ложного срабатывания зашиты дополнительно исключается благодаря выбранному соотношению между постоянными времени цепей

R, -С и R2-С2.

R С (R2 Ñ2, т.е. импульс Х7 появится и исчезнет на входе логического элемента И 9 раньше, чем появится разрешающий сигнал Х, на выходе устройства 10 блокировки.

Когда напряжение питания защиты резко падает, изменение напряжения на конденсаторе С2 мгновенно следует за изменением напряжения питания, поскольку диод VDÇ открывается (эти напряжения отличаются друг от друга а падение напряжения на открытом

|иоде 733, чем можно пренебречь).

Напряжение на конденсаторе Cl длительное время после посадки напряжения питания остается практически неизменным и равным напряжению стабилизации стабилитрона VD1, поскольку диод VD2 в этом случае закрыт и конденсатор Cl имеет возможность разряжаться только через очень большое обратное сопротивление запертого диода VD2 и через большое входное со— противление операционного усилителя Al.

В рассмотренной ситуации напряжение на конденсаторе Cl все время остается больше по модулю напряжения на конденсаторе С2, т.е. на выходе компаратора сигнал Х, = 0 и защита не может ложно сработать. Дополнительно для более четкой работы операционного усилителя Al при посадках напряжения питания выводы питания этой микросхемы подключены к шинам питаФо рмула

Ф5

50 ко иден сато ры. 5 133 ния +D„„„и -U „„, че рез диоды VD5 и VD6 соответственно и соединены с корпусом через конденсаторы СЗ и С4.

При этом даже при глубокж< насадках напряжения питания операционный усилитель Аl длительное время питается энергией, запасенной в конденсаторах С3 и С4, обеспечивая четкое инвертирование входного напряжения (на— пряжения на конденсаторе С1) без искажения модуля выходного сигнала.

При длительных или очень медленных посадках напряжения питания ниже напряжения стабилизации стабилитрона VDI, когда .конденсатор Сl успевает все же разряжаться через обратное сопротивление запертого диода VD2 и через большое входное сопротивление операционного усилителя Аl до напряжения источника питания, напряжение на конденсаторе С2 остается по модулю меньшим напряжения источника пита ния ориентировочно на 5% за счет делителя напряжения R2-RÇ. Таким образом, и в этом случае на выходе устройства 10 блокировки сигнал Xt = 0, что исключает воэможность ложного срабатывания защиты.

Анализ рассмотренных реально возможных переходных процессов в целях питания защиты позволяет сделать вывод о том, что дополнение известного устройства узлом 10 блокировки и добавление третьего входа у элемента И 9 повышают надежность функционирования защиты в целом, исключают возможность ее ложных срабатываний. При нахождении значения напряжения источника питания в заданных допустимых пределах функционирование защиты в комплексе с узлом блокировки аналогично работе известного устройства, т.е. сохраняются все ее преимущества по сравнению с известными устройствами (фильтровыми защитами, максимальными токовыми защитами) в отношении повышенного быстродействия и способности зашищать электродвигатель от последствий неуспешного пуска по любой причине механического или электрического характера.

Зкономический эффект состоит в уменьшении затрат на восстановительный ремонт электродвигателя и приво9734 6 димого механизма за счет более быстрого отключения и сокращения масштабов разрушения, а также за счет увеличения срока службы электродвигате5 ля. По сравнению с известным устрои1 ством применение устройства исключает воэможность ложных срабатываний защиты, предотвращая тем самым нанесение ущерба от нарушения технологического процесса производства, недоотпуска и брака продукции из-за внезапных ложных отключений. изобретения

Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске по авт, св. Р 1141502, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности функционирования защиты при переходных процессах в цепях питания защиты, исключения ложных срабатываний защиты, оно дополнительно снабжено узлом блокировки, вход которого подключен к шине питания устройства, а выход — к третьему входу элемента И, причем узел блокировки содержит два R — С-контура, первый из которых содержит последовательно соединенные первый конденсатор, первый диод и первый резистор, причем параллельно первому конденсатору и первому диоду подключен стабилитрон, а второй R — - С-контур содержит параллельно соединенные второй конденсатор и второй резистор, кОторые соединены последовательно с третьим резистором и вторым диодом, при этом общая точка первого и третьего резисторов подключена к входу узла блокировки, а общая точка стабилитрона, первого конденсатора, второго резистора и второго конденсатора — к корпусу, причем выход первого R — С-контура через инвертор, выход второго R "

С-контура непосредственно подключены к входу компаратора, выход которого служит выходом узла блокировки, причем выводы питания инвертора соединены с шинами питания устройства чеI рез третий и четвертый диоды, а с корпусом — через третий и четвертый

1339734

Составитель В.Орлов

Техред В. Кадар

Корректор А.Обручар

Редактор II. Гереши

Заказ 4236/48 Тираж 617 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

Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и служит для защиты электродвигателя горной машины от аварийного режима

Изобретение относится к технике моделирования и к электротехнике, предназначено для создания тепловой модели двухскоростного электродвигателя , которая может быть использована в устройствах косвенной тепловой защиты электродвигателей от перегрева

Изобретение относится к электро- ,технике и может быть использовано в устройстве защиты генераторов переменного тока от перегрузок и коротких замыканий

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите электроустановки, и может быть использовано для защиты.трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима

Изобретение относится к электротехнике , а именно к устройствам защиты и управления трехфазных потребителей

Изобретение относится к электротехнике , в частности к защите от аварийных режимов электродвигателей, работающих в промышленности и в сельском хозяйстве

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам защиты от перенапряжений на обмотках возбуждения синхронных машин

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям и защитным аппаратам электроподвижного состава, и предназначено для быстрого гашения поля главных полюсов тяговых двигателей, питаемых через тиристорные преобразователи

Изобретение относится к релейной защите и предназначено для защиты трехфазных электродвигателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты тяговых электродвигателей (ТЭД) городского электротранспорта от перегрузок, связанных с толчками напряжения, возникающими в момент разрыва питающей электрической цепи, например, при прохождении подвижной единицей пересечек, нарушения контакта токоприемника с контактной сетью и т.п

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах защиты системы генератор-нагрузка, питающейся от трехфазных сетей с изолированной нейтралью, в частности, для путевого электроинструмента

Изобретение относится к защите трехфазного электродвигателя от асимметричного режима работы и работы при пониженном напряжении сети

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах защиты трехфазных электрических нагрузок, в частности электродвигателей
Наверх