Устройство для защиты электродвигателя переменного тока от перегрузки

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты, и может быть использовано для защиты электродвигателей от перегрузки по току и коротких замыканий в режиме пуска с заклиненным ротором. Цель изобретения - исключение ложного срабатывания при самозапуске электродвигателя. В устройство дополнительно введены последовательно соединенные пороговый орган 15, формирователь модуля 16, элемент ЗАПРЕТ 17 и расширитель импульсов 18. При этом входы порогового органа подключены к соответствующим выходам формирователей 4 и 5 выпрямленных сигналов, пропорциональных значениям полуволн токов положительной и отрицательной полярности, выход расширителя импульсов 18 соединен с управляющим входом блокирующего ключа 14. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„. Я0„„1474780 А 2 (S1) 4 Н 02 Н 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) .1319132 (21) 4243988/24-07 (22) 06,04.87 (46) 23,04. 89. Вюл. У 15 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) С,Л, Кужеков, И.А.Шихкеримов и В.Ф, Минаков (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1319132, кл, Н 02 Н 3/08, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты, и может быть использовано для запдты электродвигателей от перегрузки по току и коротких замыканий в режиме пуска с заклиненным ротором. Цель изобретения — исключение ложного срабатывания при самоз апуске электродвигателя. В устройство дополнительно введены последовательно соединенные пороговый орган 15 формирователь модуля 16, элемент

ЗАПРЕТ 17 и расширитель импульсов 18.

При этом входы порогового органа подключены к соответствующим выходам формирователей 4 и 5 выпрямленных сигналов, пропорциональных значениям полуволн токов положительной и отрицательной полярности, выход расширителя импульсов 18 соединен с управляющим входом блокирующего ключа

14. 1 ил.

14

Изобретение относится к электротехнике„а именно к устройствам релейной защиты, может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для защиты электрических двигателей от перегрузки по току и коротких замыканий и является усовершенствованием изобретения по авт ° св. У 1319132., Цель изобретения — повышение на дежности путем исключения ложного ср аб атывания з ащиты при самоз апуске электродвигателя в режиме пуска с заклиненным ротором, На чертеже представлена нринципиальная электрическая схема устройства, Устройство состоит из датчика 1 тока, выключателя 2, преобразователя 3 ток-напряжение, к которому подсоединены формирователи 4 и 5 выпрямленных сигналов,, пропорциональных значениям полуволн токов положительной и отрицательной полярности, их выходы подсоединены к формирователю

6 сигнала, пропорционального сумме полуволн тока статора, выход которого через элемент 7 выдержки времени на срабатывание и элемент И 8 подсо- единен к органу 9 выдержки времени и реагирующему органу 10, Формиров атель 11 сигнала „пропорционального разности полуволн тока статора, присоединен к выходам формирователей 4 и 5. Выход формирователя 11 через выпрямитель 12 и компаратор 13 присоединен к управляющему входу блокирующего ключа 14, включенному параллельно входу органа 9 выдержки времени, Пороговый орган 15 своиьы входами подсоединен к соответствующим выходам- формирователей 4 и

5, Выход порогового органа 15 подключен к входу формирователя 16 модуля, выход которого подключен к блокирующему входу элемента ЗАПРЕТ 17, рабочий вход которого соединен с выходом формирователя сигналов, пропорциональных разности полуволн тока статора, а выход элемента ЗАПРЕТ 17 через расширитель 18 импульсов соединен с управляющим входом блокирующего ключа 14.

Пороговый орган 15, формирователь

16 модуля, элемент ЗАПРЕТ 17 и расширитель 18 импульсов образуют канал блокирования в режиме самозапуска, Назначением этого канала является обнаружение факта перерыва питания

35.. разом, 2 (исчезновения тока. в цепи статора дви гателя ) и з апр ещени е ср аб атывания устройства при восстановлении питания, так как в последнем случае в токе может отсутствовать низкочастотная периодическая составляющая, В резул ьт ате воз можно было бы непр авильное распознавание режима самоз апуска (т. е. устройство восприняло бы его как режим несоставляющегося пуска) и отключение. двигателя.

Назначение порогового органа 15 и формирователя 16 модуля, который выполняет функцию выпрямителя и выполнен на микросхеме серии К 140У Д6 с использованием инвертирующего и неинвертирующего .входов, заключается в формировании сигнала для управления элементом ЗАПРЕТ 17.

Указанный сигнал должен .формиро ваться при токах нагрузочных режимов и при холостом ходе двигателя, т,е. пор о г ср аб атывания ор гана должен быть достаточно малым, Выходной сигнал формирователя модуля не должен иметь бестоковых пауз во всех режимах работы двигателя, при которых по цепи егб статора проходит ток, Поэтому наиболее простым способом получения такого сигнала является усилениеограничение с последующим двухполупериодным выпрямлением и некоторым сгл ажив ани ем.

Устройство работает следующим обПри успешном пуске электродвиГателя (ЗД) напряжение на выходе формирователя выпрямленных сигналов, пропорциональных значениям полуволн токов полярности, превышает порог переключения форьырователя сигнала, пропорционального сумме полуволн тока статора.

Последний переключается, запуская первый элемент 7 времени, Одновременно на выпрямительный мост 12 подает ся напряжение, пропорциональное разности полуволн контролируемого тока, Указанная разность превышает порог переключения компаратора 13, что приводит к замыканию ключа 14 после выдержки времени 1>ЗТ, где

Тс, 0,05 — постоянная времени затухания апериодической составляющей, Срабатывание элемента 7 выдержки времени происходит после затухания апериодической составляющей тока статора, Так как на обоих входах элементаИ

8 имеется напряжение, то на выходе

1474780 последнего появляется сигнал, и орган 9 выдержки времени запускается.

Поскольку при успешном пуске полуВолны тока статора неодинаковы и госле истечения времени С=ЗТ, а ток превышает номинальное значение, то происходит самоудерживание ключа 14 до окончания процесса пуска, . В результате выходной орган 10 не срабатывает и не отключает ЭД, При пуске ЭД с заклиненным ротором неравенство полуволн тока статора имеет место в течение времени меньшего, чем выдержка времени элемента 7, В дальнейшем полуволны тока одинаковы. Напряжение на выходе элемента И 8 появляется после выдержки времени t=3T но ключ 14 будет разомкнут, так как к этому моменту ком- 20 паратор 13 возвратится В исходное состояние, Орган 9 выдержки времени запускается и по истечении его выдержки времени выходной орган 10 срабатывает и отключает двигатель, 25

В режиме самозапуска ЭД напряжение на выходе формирователей 4 и 5, пропорциональных значениям полуволн токов положительной и отрицательной полярности формирователя 6, амплитуд полуволн тока, превышает порог переключения. Последний запускает элемент 7 времени, который после выдержки времени элемента 7 запускает через элемент И 8 орган 9 выдержки времени. Однако при исчезновении то35 ка в цепи статора практически мгновенно снимается си гнал с блокирующего входа элемента ЗАПРЕТ 17, ВследстВие этОГО сиГнал с Выхода фОрмирОВа 40 телей 4 и 5 через элемент ЗАПРЕТ 17 и расширитель 8 импульсов подается на управляюадй вход блокирующего ключа 14. Длительность импульса на выходе 18 должна превышать максималь- 4 но допустимое время выбега ЭД. Поэтому при восстановлении питания на

ЭД блокирующий ключ открывается, .Благодаря этому исключается неправильное срабатывание устройства при самозапуске ЭД.

При КЗ и ЭД и на его зажимах устройство работает также, как и при неуспешном пуске, т. е, несколько медл еннее, чем токовая отсечк а, но значительно быстрее, чем токовая защита от перегрузки. Таким образом, устройство правильно действует в аварииных и эксплуатационных режимах

ЭД, Режим самозапуска ЭД следует разделить на 2 этапа: перерыв питания; самозапуск ЭД, Практически мгновенно после исчезновения тока статора исчезает сигнал на выходе элемента 15 и спустя время до 1 мс — на выходе элемента 16, Однако напряжение на формирователях

4 и 5 сохраняется порядка 20 мс, поэтому транзистор элемента ЗАПРЕТ 17 будет открыт в течение (19 мс, что достаточно для заряда конденсатора расширителя 18 импульсов. Напряжение на выходе указанного элемента сохраняется в течете времени

ЛС Сп.II макс +t i в где С„„— максимально возможный перерыв питания при самозапуске; выдержка времени элемента 7 времени, Поэтому на управляющий вход блокирующего ключа 14 будет подаваться напряжение практически в течение йС, Поскольку при перерыве питания ток в цепи статора ЭД равен нулю, то на выходе основного канала и канала бло.кировки ro периодической составляющей низкой частоты сигналы отсутствуют, При самозапуске, после восстановления напряжения, появляется напряжение на выходах элементов 14 и 15, . транзистор элемента ЗАПРЕТ 17 запирается. с

Однако на управляющем входе ключа .14 сигнал еще сохраняется, так как напряжение на выходе расширителя 18 импульсов имеет место в течение времени

Поэтому, несмотря на то, что при самозапуске на выходе элемента И 8 появляется сигнал, устройство ложно не срабатывает, так как блокирующий ключ 14 заранее подготовлен по управляющей цепи к отпиранию и при появлении сигнала на выходе элемента

И 6 ключ 14 открывается и удерживается во включенном состоянии в течение всего процесса самозапуска. Таким образом, достигается исключение неправильной работы устройства при самозапуске

Устройство, обеспечивая быстрое отключение ЭД в режиме пуска с зак14? 4?80

Составитель P.Àïîêaíà

Редактор Г. Гербер Техред JI.0äèéööê

Корр ект ор А, Обру чар

Заказ 1905/53 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 линенным . ротором, не срабатывает ложно при самозапусках ЭД. Благодаря этому предотвращается излишний нагрев обмотки.sащищаемой машины, что исключает ускоренное старение ее

Б изоляции и сокращение срока службы

ЭД. Кроме того, из-за исключения неправильных отключений ЭД при самоЮ запуске уменьшается число прямых пус- 1р ков двигателей, сокращающих срок их службы, Формула из обретения

Устройство для защиты электродвигателя переменного тока от перегрузки по авт. св. У 1319132, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения ложного срабатывания защиты при самозапуске электродвигателя в режиме пуска с заклиненным ротором, в него дополнительно введены пороговый орган, формирователь модуля, элемент

ЗАПРЕТ, расширитель импульсов, входы порогового органа подключены к соответствующим выходам формирователя выпрямленных сигналов, пропорциональных значениям полуволн токов положительной и отрицательной полярностей, выход порогового органа -. к входу формирователя модуля, выход которого соединен с блокирующим входом элемента ЗАПРЕТ, рабочий вход которого подключен к выходу формирователя сигналов, пропорциональных разности полуволн тока статора, а выход элемента ЗАПРЕТ через расширитель им" пульсов соединен с управляющим входом блокирующего ключа.