Устройство для защиты асинхронного электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания Советский патент 1984 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для за11у1ты асинхронных электродвигателе от перегрузок. Известны устройства для защиты асинхронных электродвигателей от перегрузок и непслнофазных режимов работы, содержащие датчик тока, выпрямитель, пороговое и времязадающее устройства и исполнительное реле. Например, устройство ij содержит трансформатор тока, RC -цепочку стабилитрон и тиристор, включенный в цепи питанияисполнительного реле При достижении контролируемым- током величины уставки срабатывание устройства происходит с выдержкой времени для предотвращения ложных запус ков защиты при пуске двигателя. Вели чина выдержки времени задается пара метрами RC -цепочки и в процессе работы не изменяется. Недостатком описанного устройств является то,.что включение исполнительного реле осуществляется с заданной выдержкой времени даже в случае короткого замыкания, т.е. уставка по времени в данном случае снижает быстродействие защиты и не позволяет использовать его в качест ве устройства максимальной защиты электрических установок. Наиболее близким к предлагаемому является устройство 2 в которое введена автоматическая коррекция уставки времени в функции величины контролируемого тока. Устройство работает таким образом,что при перво начальном протекании тока в зависимости от его значения уставка сраба тывания устройства по времени задается изменением коэффициента передачи датчика тока. С этой целью в устройство введен блок коррекции выдержки времени, состоящий из резис тивного делителя и ряда тиристоров, присоединенных параллельно резистора делителя. Включение одного или нескольких из тиристоров позволяет изменить коэффициент передачи указан ного делителя, что равносильно изменению коэффициента передачи датчика тока. Выбор числа включаемых тиристо ров достигается по результату сравнения напряжения на выходе датчика тока с опорным напряжением. Недостатком прототипа, является дискретный характер коррекции уставки времени срабатывания устройства, т.е. изменение величины уставки происходит единожды, при первоначальном протекании тока, и не изменяется при дальнейшем протекании тока вплоть до его прекращения. Подобное построение не позволяет эффективно выявлять устройству неполнофазные режимы, возникающие после пуска двигателя, таккак устройство самонастраивается по величине пусковых токов, превышающих номинальные его значения в несколько раз. Указанный недостаток снижает быстродействие устройства и ограничивает область его применения. Цель изобретения - повышение быстродействия отключения аварийных токов и расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты асинхронного электродвигателя от перегрузки и короткого за икания, содержащем датчик тока, включенный в фазу защищаемого двигателя с выпрямителем на выходе, к выводам которого подключен пороговый элемент и блок коррекции выдержки времени, соединенный с исполнительным органом/ блок коррекции выдержки времени выполнен в виде .последовательно соединенных генератора, управляемого напряжением, и N -разрядного счетчика, при этом вход генератора, соединен с выходом выпрямителя, выход с информационным входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента. На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема описываемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит датчик 1 тока, включенный в фазу защищаемого асинхронного электродвигателя, подключенный на его выходе, выпрямитель 2, фильтрующий конденсатор 3, генератор 4 управляемый напряжением, пороговый элемент 5 в виде триггера Шмидта, счетчик б, подключенный к его выходу, и исполнительный орган 7, Генератор 4 состоит из релаксационного генератора на однопереходном транзисторе 8, оптрона 9 и входного усилителя на транзисторе lO. Органами регулировки генератора Ч явзяются потенциометры 11 (Суста новка минимальной частоты генерации и 12 (регулировка крутизны преобразования напряжения в частоту). Пороговый элемент 5 состоит из потенциометра 13 триггера Шмидта на транзисTopeix 14 и 15 и ключа на транзисторе 16, который согласовывает уровень выходного сигнала триггера в необходимый, для работы ТТЛ-логики, на базе которой построен счетчик 6. Резистор 17 является нагрузкой транзистора 16. Счетчик б особенностей не имеет. Исполнительный орган 7 содержит каскад усиления на транзисторе 18 и тиристоре 19 (цепи гашения тиристора 19 не показаны поскольку не относятся к схеме устройства и реле 20). Порог срабатывания триггера 5 задается потенциометром 13, На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 21 - возможная кривая изменения контролируемого тока (сигнал на выходе выпрямителя 2) ;22 - сигнал на выходе, триггера Шмидта; 23 - сигнал на выходе ключа 16;, 24 - сигнал на выходе генератора 4; 25 - сигнал на выходе счетчика при срабатывании защиты. Устройство работает следующим образом. Как только величина тока достигне уставки срабатывания, то триггер 5 опрокидывается и переводит счетчик 6 в режим приема информации - импуль сов генератора 4. Частота импульсов генератора 4 определяется величиной контролируемого тока, причем крутизн преобразования величины тока в часто ту (точнее напряжения на выходе тран форматора тока 1) регулируется потен циометром 11.Применение оптрона 9 с большой кратностью изменения сопротивления (например, типа ОЭП 201) позволяет в широких пределах изменять указанную крутизну. Время переполнения счетчика б определяется ча тотой следования импульсов генерато ра 4, причем если величина тока не превышает предельных наперед заданных значений, то за время пуска мотора, пока триггер 5 опрокинут, счетчик не успевает переполниться и выдать импульс на исполнительный орган 7. При кратковременных перегрузках, при превышении значением тока заданных значений, частота генератора 4 меняется существенным образом, что позволяет заполниться счетчику 6 за короткий промежуток времени, меньший чем, например, период пуска двигателя. В любом случае, если переполнени счетчика 6 не происходит за время ревышения контролируемым током ставки, возврат триггера 5 в первоначальное состояние вызывает установку счетчика в ноль. Диаграммы на фиг. 2 поясняют работу устройства следующим образом. При возрастании тока ,(напри мер, при пуске электродвигателя - момент времени -t j) и достижении уставки в момент времени12 срабатывает триггер Имидта (фиг. 2, кривая 22 Г, который переводит транзистор 16 в состояние, разрешающее запись информации в счетчик (фиг.2, кривая 23). В течение времени ,счетчик воспринимает импульсы генератора. Поскольку относительная величина тока не намного больше уставки, то за указанный период частота генератора возрастает незначительно. В момент времени i счетчик устанавливается на ноль (вследствие отпускания триггера). В момент времени i триггер вновь опрокидывается и счетчик вновь переводится в режим записи. При этом существенное возрастание контролируемого тока вызывает также существенное возрастание частоты генератора, что способствует ускоренному заполнению счетчика и появлению на его , выходе импульса, запускающего исполнительный орган 7. Применение раздельного регулирования величинь уставки и крутизны преобразования частоты (т.е. времени срабатывания) позволяет использовать устройство для любых условий запуска и эксплуатации асинхронных двигателей. Кроме того, устройство может быть использовано как реле максимальной защиты. Таким образом, данное устройство позволяет повысить быстродействие защит при коротких замыканиях и перегрузках.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛСИН-ХРОННОГОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее датчик тока, включенный в фазу эащиигаемого двигателя, с выпрямитедем на выходе, к выводеил которого TJ-iMiv.-, ; , подключены пороговый элемент и блок коррекции выдержки времени, соединенный с исполнительным органом,.о т ;личаю1цееся тем, что, с целью повышения алстродействия и расширения функциональных возможностей, блок коррекции выдержки времени выполнен в виде последовательно соединенных генератора, yпpiaвляeмoгo напряжением, и N -разрядного счетчика, при этом вход генератора соединен с выходом выпрямителя, выход - с информационным входом счетчика, второй ;вхрд которого соединен с выходом порогового элемента.

2t

Уст