Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов Советский патент 1984 года по МПК H02H3/08 H02H5/04 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей переменного тока от аварийных режимов.

Известны устройства аналогичного назначения 1, однако они не обеспечивают необходимого уровня надежности, поскольку характеризуются низкой стабильностью и чувствительностью, в них не предусмотрена тепловая защита электродвигателя с учетом температуры окружающей среды.

Известно также устройство для защиты электродвигателя, которое содержит трансформаторы тока, вторичные обмотки которых нагружены через диоды на конденсатор фильтра, коммутируюпщй элемент, терморезисторы 2,

Известное устро.йство не обеспечивает необходимого уровня надежности вследствие его. низкой чувствительности, нестабильности работы и отсутствия комбинированной защиты электродвигателя,

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты электродвигателя от перегрузки и тока .короткого замыкания ,содерясащее трансформаторы тока, интегрирующую RC-цепь, датчик температуры, элемент сравнения, блок отстройки от пускового тока, исполнительный орган fS.

Однако указанное устройство имеет недостаточные выдержки времени, низкую стабильность выдержки во всем рабочем диапазоне токов перегрузки. Регулировка порога срабатывания резистором в интегрирующей RC-цепи не позволяет иметь широкий диапазон регулирования вьщержки. Параллельное соединение интегрирующей цепи, осуществляющей отстройку от пускового тока, и рабочей резко уменьшает точность и чувствительность защиты, особенно при резких перегрузках. Устройство имеет низкую помехоустойчивость и характеризуется невысокой надежностью в оснном из-за тяжелого режима работы стабилитрона, особенно при больших перегрузках, К недостаткам устройства также следует отнести сложность настройки при наладке из-за большого количества органов регулирования, влияющих друг на друга, а

также из-за применения в качестве порогового элемента динистора, имеющего значительр1Ь Й разброс параметров, что приводит к снижению надежности защиты при коротких замыканиях ,

Цель изобретения - повышение точности и надежности загциты.

Поставленная цапь достигается тем, что в устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов, содержащее трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в цепь питания двиt; гателя, а вторичные подключены к диодам выпрямительного моста со сглаживающим конденсатором, параллельно которому включены интегрирующая RC -цепь и узел отстройки 0 от пускового тока, датчик темпера. туры, соединенный с первым входом элемента сравнения, второй вход которого функционально связан с конденсатором упомянутой интегрирую5 щей RC -цепи, а выход элемента сравнения подключен к исполнительному органу, дополнительно введены генератор импульсов, управляемый делитель частоты, транзисторный ключ, причем выход генератора импульсов

0 соединен с основным входом делителя частоты, вькод которого подключен к входной цепи транзисторного ключа, конденсатор ргитегрир пощей RC -цепи соединен параллельно с выходными

5 зажимами транзисторного ключа, которые соединены с вторым входом элемента сравнения, а выход узла отстройки от пускового тока подключен к управляющему входу делителя

0 частоты.

На фиг.1 приведена схема устройства защиты, на фиг.2 - временные диаграммы при длительных перегрузках небольшой величины,; на фиг,3 45то же, при резких перегрузках большой кратности.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов содержит трансформаторы тока 1,

50 первичные обмотки которых включены в силовую цепь питания электродвигателя 2,3 вторичные через диоды 3 подключены к конденсатору фштьтра 4 и интегрирующей цепи 5, Конденса.тор интегрирующей цепи 5 включен параллельно выходным зажимам транзисторного ключа 6, входная цепь которого подклкгчена к выходу управЛяемого делителя частоты 7. Выход генератора и myльcoв 8 соединен с основным входом делителя частоты 7. Во времязадающую цепь генератора 8 включен задающий резистор 9. Вход узла отстройки от пускового тока 10 подключен параллельно сглаживающему конденсатору 4, а его выход к управляющему входу делителя частоты 7. Датчик температуры 11 функционально связан с вторым входом элемента сравнения 12, а его первый вход подключен параллельно конденсатору интегрирующей цепи 5. Выход элемента сравнения 12 подключен к исполнительному органу 13 управляющему работой магнитного пус кателя . Схемы заощты работают следующим образом. При нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии аварийных режимов, генератор импульсов 8 выраба тывает импульсы большой скважности с частотой, определяемой задающим резистором 9. Управляемый делитель частоты 7 понижает частоту генератора до требуемой. Транзисторный ключ 6 периодически шунтирует конденсатор интегрирующей цепи 5 с час тотой выходных импульсов делителя частоты. В результате этого на конденсаторе интегрирующей цепи формируется пилообразное напряжение, причем наклон пилы определяется напряжением на конденсаторе 4, а значит током двигателя. На элементе сравнения 12 происходит сравнение пилообразного напряжения и напряжения, снимаемого с датчика температуры 11. При нормальном режиме рабо ты напряжение, снимаемое с датчика температуры, больше, чем максимальное значение пилообразного напряжения, поэтому на выходе элемента сравнения сигнал отсутствует и исполнительный орган 13 поддерживает двигатель во включенном состоянии. При малых перегрузках большой длительности напряжение, снимаемое датчика температуры 11, уменьшается пропорционально увеличению температуры электродвигателя, а наклон пилы остается практически неизменным При равенстве напряжения на входах элемента сравнения 12 на его выходе появляется сигнал на отклю59 , срабатывает исполнительный орган и отключает электродвигатель от сети. Так как тепловая инерционность двигателя велика, срабатывание защиты происходит при большой вьщержке времени, причем по экспоненциальному закону. Пр1 резких перегрузках большой кратности увел1 чивается ток двигателя, а следовательно наклон пилы, и напряжение на конденсаторе интегрирующей цепи .5 возрастает до большей величины за один и тот же промежуток времени, чем при нормальном режиме. При этом напряжение, снимаемое с датчика температуры 11, практически неизменно. Пр.ч достижении величины пилообразного напряжения значения напряжешш, снргмаемого с датчика температуры 11, элемент сравнения 12 вырабатывает сигнал на отключение. При возникновении короткого замыкания наклон пилы резко возрастает и защита срабатывает за доли секунды, Б случае обрыва одной из питающих фаз А, Б или С резко возрастает ток в неповрежденных фазах, поэтоьГ) работа схемы подобна работе при резких перегрузках большой кратности. Узел отстройки от пускового тока 10 защищает схему от ложного срабатывания при пуске путем воздействия на управляемый делитель частоты-7, уменьшая его коэффициент деления. При этом частота импульсов на выходе делителя увеличивается, а пилообразное напряжение , хотя и имеет большой наклон, не успевает вырасти до значения напряжения, снимаемого с датчика температуры, а следовательно, электродвигатель остается подключенным к сети. Изменением частоты генератора 8 путем изменения сопротивления задающего резистора 9 устанавливают порог срабатывания защиты при резких перегрузках большой кратности. Переменным резистором в датчике температуры 11 устанавливают порог срабатьшания защиты при малых перегрузках большой длительности. Предлагаемое устройство позволяет овысить точность и надежность раоты защиты приблизительно в 1,5 раза. Устройство просто в настройе, имеет широкий диапазон регулироания.

вЫ)(7

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА11ЩТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ, содержащее трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены в цепь питания двигателя , а вторичные подключены к диодам вьшрямительного моста со сглаживающим конденсатором, параллельно которому включены интегрирующая ftC -цепь и узел отстройки от пускового тока, датчик температуры, соединенный с первым входом элемента сравнения, второй вход которого функционально связан с конденсатором упомянутой интегрирующей RC -цепи, а выход элемента сравнения подключен к исполнительному органу, отличающееся тем, что, с целью повыпгения точности и надежности запщты, в него дополнительно введены генератор импульсов, управляемый делитель частоты, транзисторный ключ, причем выход генератора импульсов соединен с основным входом делителя частоты, § выход которого подключен к входной цепи транзисторного ключа, конденсатор интегрирующей RC -цепи соединен параллельно с выходными зажимами транзисторного ключа, которые соединены с вторым входом элемента сравнения, а выход узла отстройки от пускового тока подключен к управляющем входу делителя частоСО ты. 00

С.

%лг/

xixi

0.

ВЫХ12

фиг.2

вш

Ос, /y/f

XIXI

Ui

ВШ12

- t

- t

л I/1/

mJ