Устройство для защиты электрических машин Советский патент 1983 года по МПК H02H7/08 

V

Sxo8 смесителя йыилд ctiCfMtw Cutftoff на гщмтор Щfillfc Фиг.1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электрических машин от аварийных режимов, и может быть исполь зовано, например, для защиты элект рических машин электрического подви ного состава от круговых огней и коротких замыканий. По основному авт.св. № 989656 из вестно устройство для защиты электрических машин от аварийных режимов содержащее подключенные параллельно входным зажимам электрической машины датчики напряжения, к которым подключены генераторы импульсов по числу электрических машин, которые подключены к блокам сравнения, выпол ненных в виде трех триггеров, двухвходовых элементов И и одного -основного элемента ИЛИ, .причем вход каждого управляемого генератора импуль сов подключен к выходу датчика напряжения, выходы первого и второго управляемого генератора импульсов подключены к раздельным входам первого триггера, выходы третьего и четвертого генератора импульсов подключены к раздельным выходам тре тьего Триггера, кроме того, выходы упомянутых генераторов подключены, соответственно, к выходу второго и третьего генератора, которые соединены также с первыми входами элементов И, вторые входы которых подключены к выходам второго триггера, причем выходы всех элементов И подключены ко входам блока выделения разностных частот, другой вход которого подключен к генератору эталонных частот, а блок выделения разностных частот содержит в себе дополнительные элементы ,ИЛИ по числу каналов, блоки смешивания .частот, к одним входам которых подключен генератор эталонных частот, к другим - выходы дополнительных элементов ИЛИ, каждый из которых подключен к выходу двух элементов И одного канала, а выходы блоков смешивания Частот являются входами основного элемента ИЛИ Cll. Однако, как показывает практика, поверхность коллектора не бывает идеально ровной и с одинаковым сопротивлением набегающего и сбегающег з краев щетк-и, что приводит к обра зованию одиночных искрений, не хара теризующйх переход машинЬ в аварийный режим. Однако: данное устройство воспринимает такой режим работы как аварийный, что подтверждается осциллограм1«5й, представленной на фиг. 1. В этом случае с выхода системы обнаружений аварийных режимов подается сигнал на тиристор исполнительного элемента, что приводит к ложному срабатыванию силовых аппара тов, отключающих силовую схему от источника питания. Целью изобретения является повышение эффективности защиты электрических машин путем устранения чувствительности к одиночным искрениям. Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты электрических машин от аварийных режимов дополНительно снабжено счетчиком импульсов, причем один вход счетчика подключен к выходу генератора эталонных частот, второй вход - к выходу .основного элемента ИЛИ, а выход счетчика служит выходом устройства. Такое выполнение устройства позволяет устранить влияние одиночных ускорений на срабатывание защиты, так как дополнительный счетчик через каждый период следования эталонных частот сбрасывается в исходное состояние и не позволяет осуществить накопление сигналов, поступающих на его вход при одиночных искрениях. В случае же появления кругового огня или короткого замы.кания на выходе основного элемента ИЛИ появится серия -импу/тьсов, которая приводит к заполнению дополнительного счетчика и к появлению cиVнaлa об аварийном режиме. На фиг. 1 представлены диаграммы процессов в элементах известного устройства, на фиг. 2 - принципиальная схема предлагаемого устройства. На диаграмме по фиг. 1 представлены сигналы Г , 1 , Г,,, Гф на выходе генераторов прототипа и на входе и выходе смесителя. Устройство содержит якоря 1-4 четырех электрических машин. Например вагона метров или трамвая или другого ЭПС. Параллельно якорям подключены датчики 5-8 напряжений якорей, каждый из которых подключен к одному соответственно генератору 9-12, частота на выходе которых пропорциональна напряжению датчиков напряжения. Генераторы 9 и 10 подключены к раздельным входам первого триггера 13 и к одним двухвходовым элементам 14 и 15 И, к другим входам которых подключены раздельные выходы второго триггера 16. Раздельные входы второго триггера подключены к выходам второго и третьего генераторов 10 и 11, выходы которых подключены также к одним входам элементов 17 и 18 И. Раздельные входы третьего триггера 19 подключены к выходам третьего и четвертого генераторов 11 и 12, которые соединены также с одними входами элементов 20 и 21 И, вторые входы которых подключены к раздельным выходам третьего триггера 19. Выходы рсех,элементов 14, 15, 17, 18, 20, 21 И подключены ко. входам блока 22

выделения разностных частот, к другому входу которого подключен генератор 23 эталонных частот, а выходил блока 22 выделения разностных частот подключены к основному элементу 24 ИЛИ, выход которого соединен с одним входом дополнительного счетчика 25, второй вход которого подключен к генератору 23 эталонных частот, а выход счетчика 25 подключен к исполнительному устройству (не показано).

Устройство работает следукяцим образом.

При подаче напряжения на электрические машины на выходе датчи.ков 5-8 начинает появляться напряжение, которое подается на генераторы 9-12 частота работы которых пропорциональна поданному напряжению. По мере пуска электрических машин напряжение, подводимое к машинам, увеличивается, что приводит к увеличению частоты работы генераторов 9-12,. При отсутствии круговогоОГНЯ по коллектору или переброса электрической дуги на корпусе частоты работы генераторов должны быть равны, так как к якорям 1-4 приложено одинаковое напряжение. С выходом генераторов 9-12 импульсы поступают на. раздельные входы .триггеров. 13, 16, 19. При одинаковых частотах триггеры будут переключаться симметрично, тем самым запрещается поступление импульсов на блок 22 выделения разностных частот через один из элементов 14, 15, 17, 18, 20, 21 И. Однако, учитывая, что всегда имеется ра.зброс параметров якорей и генераторов, частоты работы генераторов 9-12 не будут равными. Поэтому в отдельных режимах работы на выход блока 22 будет поступать разностная частота, по одному из элементов 14, 15, 17,18, 20, 21 И каждого канала. Эти импульсы, поступая на входы блока 22 выделения разностных частот, сравниваются с частотой генератора 23 эталонных сигналов. Учитывая, что в нормальном режиме работы значение разностной частоты будет ниже значения частоты генератора 23 эталонных частот, на выходе блока 22 будут отсутствовать импульсы второй разноти частот.

Однако, в случае возникновения одиночных искрений по коллектору двгателя на вход триггеров 13, 16, i-y будут поступать одиночные импульсы, частота которых будет отличаться, причем эти импульсы могут следовать сразу же за .импульсом генератора, работающего в нормальном режиме. Поэтому такое следование импульсов восприни-. мается смесителем 22 как следование импульсов cf высокой частотой следования, что ложно воспринимается как

0 аварийный режим, так как период следования этих сигналов значительно меньше периода следования импульсов генератора эталонных .частот. При подключении счетчика 25 к выходу

5 элемента 24 ИЛИ этот сигнал или несколько сигналов поступают «на один вход счетчика, что приводит к изменению его состояния и к задержке одиночных импульсов. Через период

0. следования импульсов генератора 23 эталонных частот счетчик 25 вновь возвращается в исходное состояние, списывая тем .самым занесенное в него число. Разрядность счетчика 25

5 должна выбираться, исходя из допустимой в эксплуатации нормальной степени искрения. Так, для вагонов метро его разрядность равна единице или двум. В случае возникновения аварийного режима происходит резкое

0 снижение напряжения на короткозамкнутом якоре, что приводит к появлению на выходе блока 22 разностной частоты, значение которой превышает значение частоты генератора 23 эта5лонных частот. Это превышение приводит к появлению частоты на выходе элемента 24 ИЛИ, которые, поступая на один вход счетчика 25, приводят к его заполнению. При заполнении

0 счетчика на 25 его выходе появляется сигнал, который далее следует на исполнительный элемент.

Изменяя значение частоты генератора 23 эталонных частот, осуществля5ют изменение чувствительности устройства, а изменением разнорядности счетчика 25 осуществляют изменение контролируемого числа одиночных искрений. Таким образом, в данном уст0.ройстве защиты электрических машин представляется возможность повысить эффективность згацкты тяговых двигателей путем исключения ложных обрабатываний защиты, вызванных одиночными

5 искрениями по коллектору электрической машина.

Фа г. г