Устройство для температурной защиты электродвигателя

 

Изобретение относится к релейной защите, а более конкретно к системам защиты, реагирующим на отклонение от нормальных значений температуры. Целью изобретения является достижение селективности по отношению к отключению электродвигателя и сбросу части нагрузки. Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит третий блок деления, второй и третий функциональные преобразователи, второй блок умножения, второй нуль-индикатор, задатчик порога времени, первую и вторую логические схемы И и логическую схему НЕ. На первый вход третьего блока деления подключен выход задатчика максимально допустимого нагрева. На второй вход подключен выход первого блока стробирования, причем выход третьего блока деления через второй функциональный преобразователь подключен на первый вход второго блока умножения. Второй вход второго блока умножения соединен с выходом первого блока деления через третий функциональный преобразователь. При этом выход задатчика порога времени и выход второго блока умножения подключены на первый и второй входы второго нуль-индикатора соответственно. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Н 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двто скомм свидктклмтвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1372449 (21) 4286650/24-07 (22) 20,07,87 (46) 23.04.89. Бюл, У 15 (71) Краснодарский политехнический институт (72) Б.А.Коробейников, С.В,Щербин, А.И.Ищенко, Е.А.Беседин и А.М.Смаглиев (53) 621,316,925 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1372449, 17.06.86. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ 3АЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к релейной защите, а более конкретно к системам защиты, реагирующим на отклонение от нормальных значений температуры. Целью изобретения является достижение селективности по отношению к отключению электродвигателя и сбросу части нагрузки, Указанная цель достигается тем, что устройство

Изобретение относится к релейной защите, а более конкретно к системам защиты, реагирующим на отклонение от нормальных значений температуры, и является усовершенствованием устройства по авт,св, В 1372449.

Цель изобретения — повышение эффективности функционирования путем обеспечения селективности операций в зависимости от величины прогнозируемого нагрева через заданный интервал времени.

На фиг ° 1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

„„SU„„1474783 А 2. дополнительно содержит третий блок деления, второй и третий функциональные преобразователи, второй блок умножения, в торой нуль-индикатор, эадатчик порога времени, первую и вторую логические схемы И и логическую схему НЕ, На первый вход третьего блока деления подключен выход задатчика максимально допустимого нагрева. На второй вход подключен выход первого блока стробирования, причем выход третьего блока деления через второй функциональный преобразователь подключен на первый вход второго блока умножения, Второй вход второго блока умножения соединен с выходом первого блока деления через третий функциональный преобразователь. При этом выход задатчнка порога времени и выход второго блока умножения подключены на первый и вто. рой входы второго нуль-индикатора . соответственно, 2 ил.

Устройство содержит датчик 1 наг- р рева обмотки, выход которого подключен к входу пускового органа 2 и пер- р

:вого блока 3 дифференцирования, выход которого подключен к входу второго блока 4 дифференцирования, первый 5, второй 6 и третий 7 блоки стробирования, причем выход датчика 1 нагре- р ва обмотки подключен на первый вход первого блока 5 стробирования, выход М первого блока 3 диФФеренцирования подключен на первый вход второго блока 6 стробирования, выход второго блока 4 дифференцирования подключен на первый вход третьего блока 7 стро1474783 бирования, а выход пускового органа

2 подключен на второй вход первого 5 второго 6 и третьего 7 блоков стробирования. Выход третьего блока

7 стробирования подключен на первый

5 вход первого блока 8 деления и на второй вход второго блока 9 деления, а выход в торого -блок а 6 строби ров ания подключен на второй вход первого блока 8 деления и на вход квадратичного преобразователя 10, выход которого подключен на первый вход второrо блока 9 деления. Выход первoro блока 8 деления через последовательно соединенные пропорциональный преобразователь 11 и первый функциональный преобразователь 12, реализующий экспоненциальную функцию, подключен

/ на первый вход первого блока 13 умножения, на второй вход которого подключен выход второго блока 9 деления, при этом выход второго блока 9 деления через инвертор 14 подключен на первый вход сумматора 15, выход первого блока 13 умножения подключен на второй вход сумматора 15, а выход первого блока 5 стробирования подключен на третий вход сумматора 15.

Выход сумматора 15 подключен на первый вход первого нуль-индикатора 16, на второй вход которого подключен выход задатчика 17 максимально допустимого нагрева, причем выход задатчи- ка 17 максимально допустимого нагрева подключен также на первый вход третьего блока 8 деления, на второй вход которого подключен выход первого блока 5 стробирования. Выход третьего блока 18 деления через вто40 рой функциональный преобразователь

19, реализующий логарифмическую функцию, подключен на первый вход второго блока 20 умножения, на второй вход которого подключен выход третьего функционального преобразователя 21, реализующего обратную зависимость, вход которого соединен с выходом первого блока 5 стробирования. Выход второго блока 20 умножения подключен на первый вход второго нуль-индикато;50 ра 22, на второй вход которого подключен задатчик 23 порога времени, при этом выход первого нуль-инДИ.катора 16 подключен к первому входу первой логической схемы И 24 и 55 к первому входу второй логической схемы И 25, а выход второго нульиндикатора 22 подключен к второму входу первой логической схемы И 24 и к входу логической схемы НЕ 26, выход которой подключен к второму вхоДу второй логической схемы И 25.Пусковой орган 2 содержит два термореле, первое из которых реагирует на превьппение максимально допустимой температуры нагрева обмотки, а второе реагирует на превыщение температуры обмотки электродвигателя над номинальной, Первый 5, второй 6 и третий 7 блоки стробирования выполняются на базе электронных ключей.

Устрбйство работает следующим образом.

С выхода датчика 1 нагрева обмотки сигнал Uo, пропорциональный температуре нагрева обмотки электродвигателя, поступает в пусковой орган

2, первый блок 3 дифференцирования и на первый вход первого блока 5 стробирования. В блоке 3 сигнал Uq дифференцируется, полученный таким образом сигнал U< = 11 разветвляется во второй блок 4 дифференцирования и на первый вход второго блока б,стробирования. Пусковой орган 2 фуркционирует в зависимости от величины сигнала U,, В случае, когда

U «U д (U д — сигнал, пропорциональный максимально допустимой температуре нагрева обмотки электродвигателя), срабатывает термореле, подающее команду на отключение электродвигателя от сети. В случае, когда У нам U,

U поступает на вторые входы первого 5,второго 6 и третьего 7 блоков стробирования (момент времени Т, на фиг,2). Во втором блоке дифференцирования сигнал U дифференцируется.

Резул,ьтирующий сигнал У = U< поступает на первый вход третьего блока

7 стробирования. Сигналы U o, U, и

Ug стробируются в момент времени

Т, в первом 5, втором 6 и в третьем

7 блоках стробирования соответственно, С выхода первого блока 5 стробирования сигнал U+, = =0,(Т,) разветвляется на третий вход сумматора 15 и на второй вход третьего блока 18 деления, С выхода второго блока 6 стробирования сигнал U.< = Бд(Т,) разветвляется на второй вход первого блока 8 и в квадратичный преобразо5

1 ватель 10. С выхода третьего блока 7 и стробирования сигнал Ug = U()(T ) разветвляется на второй вход второго блока 9 деления и на первый вход первого блока 8 деления. В квадратичном преобразователе 10 сигнал 11 умножается сам на себя, полученный в результате сигнал U = Гор(Т,Ц поступает на первый вход второго блока 9 деления. Во втором блоке 9 деления выполняется операция деления сигнала UI на сигнал U<, полученный в результате сигнал U ll = lU,,(T,)jI/

/U,"(T, ) поступает в инвертор 14 и на второй вход первого блока 13 умножения. С выхода инвертора 14 сигнал

U, — -U — -(11 (Т )3 /ь,(Т ) поступает на первый вход сумматора 15, В первом блоке 8 деления выполняется операция деления сигнала U на сигнал U полученный в результате сигU 0 = Uь/U = U0(Tll)/U (T,) разветвляется в пропорциональный преобразователь 11, где умножается в

К-раз (К вЂ” постоянная величина, устанавливаемая при настройке устройства, которая пропорциональна интервалу времени, в рамках которого осу- ществляется прогнозирование температуры нагрева обмотки электродвигателя), и в третий функциональный преобразователь 21, где величина сигнала преобразуется в обратную величину.

Сигнал U „= U,„. К = KU" (Т,)/Б, (Т,,) с выхода первого блока 8 деления поступает в первый функциональный преобразователь 12, где сигнал экспоненциально преобразуется, Результирующий сигнал U = ехр U „

= ехр KU",(Т,)/U,(Т,) поступает на первый вход первого блока 13 умножения. В первом блоке 13 умножения выполняется умножение сигнала U1l на сигнал U,, полученный в результате сигнал U, = Ull U„ = ((U (T )

/U,"(Ò,)) exp (KU,"(T,)/U, (T,)} поступает на второй вход сумматора 15 ° В сумматоре 15 выполняется сложение сигналов U Uq и U< . Сигнал Us

v 4,+ v 9,+ U 11 U 4,(— о ) ЕЛО (- р ц / !

11 "(Т, ) + ((U, (T,)11/U",(Т,)) ехр (KU,"(Ò,)/U, (Т,)b с выхода сумматора 15 поступает на первый вход первого нуль-индикатора 16, на второй вход которого поступает сигнал U

474783

55 максимально допустимой температуры нагрева обмотки. При условии U рU на выходе второго нуль-индикатора

22 формируется сигнал U = 1, а в случае U, У, сигнал 11 = О. При

1 сигнал на выходе логической схемы HF 26 равен нулю, а при U =

О сигнал U qq — — 1. Таким образом, логическая часть схемы устройства, состояния из первой логической схемы И 24, второй логи1.еской схемы

И 25 и логической схемы HF. 26 в за5

6 нагрева обмотки злек тродвиг ателя, В случае, когда сигнал, пропорциональный прогноэируемой температуре нагрева обмотки электродвигателя, в течение заданного интервала времени превысит сигнJJI пропорционяльньуи максимально допустимой нагрева обмотки, на выходе первого нуль-индикатора 16 формируется сигнал U „ = 1, который затем поступает на первый вход первой 24 и второй 25 логических схем, в противном случае U

14

= О. В третьем блоке 18 деления выполняется операция деления сигнала

U „на сигнал U4, результирующий сигнал U „ U /U поступает во второй функциональный преобразователь 19 где над ним выполняется операция логарифмирования, Полученный во втором функциональном преобразователе 19 сигнал U ll = 1nU „

= 1n(U „/U,(T,) поступает на первый вход второго блока 20 умножения, в котором выполняется операция умножения сигнала U q на сигнал U

1 /11 „= V р,(T р ° /Vр(— р ° который снимается с выхода третьего функционального преобразователя 21, В результате на выходе второго Олока 20 умножения формируется сигнал U

= (U,",Т )/U,"(Т,) х х Zn EU « /U, (T, ), который поступает на первый вход второго нуль-индикатора 22, на второй вход которого поступает сигнал U, от задатчика 23 порога времени. Сигнал U пропорционален прогнозируемому интервалу времени от превьппения номинальной температуры нагрейа обмотки до достижения максимально допустимой температуры нагрева обмотки электродвигателя. Сигнал U <, пропорционален допустимому для данного электродвигателя интервалу времени от превьппения номинальной температуры нагрева обмотки электродвигателя до достижения

1474783 висимости от теплового режима обмотки электродвигателя, реализует две комбинации. В первом случае

11 ь 5 о; (1)

11 2 3

Имеет место отключение электродвигателя от сети, поскольку прогнозируемая температура нагрева обмотки боль- 10 ше предельно допустимой, а интервал времени от превышения номинапьной температуры нагрева обмотки до достижения максимально допустимой температуры нагрева обмотки меньше допустимого для данного электродвигателя.

Во втором случае

U1ü = 1% (2)

Имеет место сброс части нагрузки, поскольку хотя температура нагрева обмотки электродвигателя может превысить максимально допустимую, это произойдет через интервал времени, который больше допустимого, в связи с чем есть возможность облегчить температурный режим обмотки электродвигателя, осуществив сброс части нагрузки, не отключая электродвигатель и не прерывая технологического цикла, Температурные режимы работы электродвигателя иллюстрируются при помощи временных диаграмм (фиг.2) где 35 кривая 27 описывает температурный режим обмотки электродвигателя в случае достижения максимально допустимой температуры нагрева обмотки QA на интервале времени (Т, Т „„„), меньшем допустимого интервала для данного электродвигателя(Т,, Т ), при" чем в момент времени Т д температура нагрева обмотки электродвигателя прЕвысит Я и будет равна Q „„„, .Кри45 вая 28 описывает температурный режим обмотки электродвигателя при соответствии температуры нагрева обмотки Я моменту времени Тд. В случае

А кривых вида 27 и 28 следует отклю- 50 чать электродвигатель от сети, Кривая 29 описывает температурный режим обмотки электродвигателя при достижении температуры нагрева обмотки позже момента времени Т, причем в мо- 55 мент времени Т температура нагрева обмотки электродвигателя меньше максимально, допустимой. В последнем случае достаточно осуществить сброс части нагрузки, не отключая электродвигатель. Предлагаемое устройство способно прогнозировать температуру нагрева обмотки электродвигателя и действует селективно по отношению к отключению электродвигателя и сбросу части нагрузки, что повышает надежность работы технологического оборудования, приводимого электродвигателя, снижает ущерб от перерывов производственного процесса, а также увеличивает срок службы изоляции электродвигателей. формула изобретения

Устройство для температурной защиты электродвиг ателя по ав т. св .

Р 1372449, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности функционирования путем обеспечения селективности операций в зависимости от величины прогнозируемого нагрева через заданный интервал времени, в него дополнительно введен третий блок деления, к первому входу которого подключен выход первого блока стробирования, к второму входу подключен выход задатчика максимально допустимого нагрева, а выход третьего блока деления соединен с входом вновь введенного второго функционального преобразователя,выход которого соединен с первым входом вновь введенного второго блока умножения, к второму входу которого подключен выход вновь введенного третьего функционального блока, вход которого соединен с выходом первого блока деления, а выход второго бло ка умножения соединен с первым, входом второго вновь введенного блока нуль-индикатора, его второй вход соединен с вновь введенным задатчиком порога времени, при этом выход второго нуль-индикатора соединен с первым входом первой вновь введенной логической схемы И, к второму входу которой подключен выход первого нуль-индикатора, который также соединен с первым входом второй вновь введенной логической схемы И, а ее второй вход подключен к выходу вновь введенной логической схемы

НЕ, вход которой подключен к выходу второго нуль-индикатора, при этом выход первой логической схемы И сое1474783

1О динен с клеммой для подключения исполнительного механизма, осуществляющего автоматическое уменьшение нагрузки, а выход второй логической схемы И соединен с клеммой для подключения исполнительного механизма, отключающего нагрузку, а тайме соединен с в ыходом п ус к ов ог î орг ан а .

1474783

Оиои >

Tмакс 7" анин

Составитель Б,Жохов

Редактор Г.Гербер Техред Л.ф иднык, Корректор Н,Король

Заказ 1905/53 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета llo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,!01