Устройство для автоматического повторного включения асинхронного электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для использования в электротехнических установках, в частности в автоматизированных установках погружных электронасосов с асинхронными электродвигат,елями. Известно устройство для автомати ческого повторного включения асинхронного электродвигателя, содержащее коммутационный аппарат в виде контактора, блок включения коммутационного аппарата в виде кнопочной станции и преобразователь непрерывной величины в дискретную в виде дополнительного реле напряжения, подключенного к зажимам двух фаз электродвигателя Г1 3. В этом устройстве обеспечивается автоматическое изменение интервала времени до самозаггуска электродвига теля, соответствующего времени зату хания электромеханических переходны процессов после отключения напряжения питания, что. не позволяет осу ществлять автоматическое повторное включение после более длительного перерьша электроснабжения установки Кроме того, это устройство не запрещает автоматическое повторное включ кие при недопустимом отклонении пар метров напряжения источника питания и не обеспечивает автоматическое пов торное включение, если эти отклонени возвращаются в пределы допустимой нормы, что приводит к увеличению непроизводительных простоев автомати зированных установок до прибытия обслуживающего персонала. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее коммутационньй аппарат, блок защиты, блок включения коммутационного аппарата, преобразователь непрерьшной ве личины напряжения в дискретную с регулируемой зоной срабатывания, блок переключения сигнала запрета повторного включения, фильтр напряжения прямой последовательности и блок запоминания аварии. Это устройство производит автоматическое повторное включение асинхронного электродвигателя, когда напряжение сети возвращается в пределы рабочей зоны, устанавливаемые в преобразователе непрерывной величины напряжения в дискретную. Пределы этой рабочей зоны выбираются исходя 23 из длительно допустимого тока электродвигателя и ограничены предельно (допустимой температурой обмотки Г 2J. Однако после длительных перерывов в электроснабжении, которые часто наблюдаются при эксплуатации, когда температура обмотки двигателя приближается к температуре охлаждающей среды, двигатель допускает включение в работу при более широком диапазоне напряжений сети. Цель изобретения - повьщ1ение эффективности работы путем расширения рабочей зоны напряжения сети. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического включения асинхронного электродвигателя, содержащее коммутационный аппарат, блок защиты, блок включения коммутационного аппарата, состоящий из первого элемента ЗАПРЕТ и элемента ИЛИ, преобразователь . непрерывной величины в дискретную, фильтр напряжения прямой последовательности, блок переключения, состоящий из второго элемента ЗАПРЕТ и элемента И, и блок запоминания аварии, причем вход фильтра напряжения прямой последовательности соединен с входом коммутационного аппарата, дополнительно введены реле напряжения и триггер, причем выход фильтра напряжения прямой последовательности соединен через реле напряжения с прямым вхоцом первого элемента ЗАПРЕТ и через преобразователь непрерьшной величины в дискретную - с входом установки нуля триггера, инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, и первым входом элемента И, выход блока защиты соединен с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и вторым входом элемента И; выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с входом установки единицы триггера, выход элемента И соединен с входом блока запоминания аварии, выходы триггера и блока запоминания аварии соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, а выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом коммутационного аппара-. та. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит коммутационный аппарат 1, блок 2 защиты, блок 3 включения коммутационного аппарата, преобразователь 4 непрерывной величины напряжения в дискретную с регулируемой зоной срабатывания, фильтр 5 напряжения прямой последовательности блок 6 переключения сигнала запрета повторного включения, блок 7 запоминания аварии, трансформаторы 8 и 9 тока, реле 10 напряжения и триггер 11.

Асинхронный электродвигатель 12 механически связан с исполнительным механизмом 13, например центробежным насосом, а электрически - через трансформаторы В и 9 тока и коммутационный аппарат 1 - с источником 14 питания, в качестве которого обычно используется сеть электроснабжения.

Блок 3 включения коммутационного аппарата состоит из элемента ЗАПРЕТ 15 и двухвходовОго элемента ИЛИ 16. Блок 6 переключения сигнала повторного включения состоит из двухвходового элемента И 17 и элемента ЗАЛРЕТ 18.

Устройство работает следующим образом.

После перерьша в электропитании, когда от источника 14 вновь начинает подаваться напряжение переменного тока правильного чередования фаз, величина которого превышает уставку срабатывания реле 10 напряжения, с его выхода на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 15 поступает сигнал на включение коммутационного аппарата 1. После восстановления напряжения, которое поступает с источника 14, триггер 11 устанавливается в исходное состояние, при котором на его выходе, сигнап отсутствует. Если при этом на выходе блока 7 запоминания аварии также сигнап отсутствует, то с выхода элемента ИЛИ 16 на ин- версный второй вход элемента ЗАПРЕТ 15 поступает нулевой сигнал. При наличии на прямом входе элемента ЗАПРЕТ 15 единичного сигнала, поступающего с реле 10 напряжения, с вьЬсода элемента ЗАПРЕТ 15 на вход коммутационного аппарата 1 поступает сигнал на его включение. Коммутационным аппаратом I осуществляется автоматическое включение электродвигателя 12 после перерьша в электро,питании.

Уставка срабатывания реле 10 напряжения выбирается так, чтобы величина напряжения источника 14 питания при этом была достаточна для нормального пуска электродвигателя 12. В случае нарушения правильного чередования фаз с выхода фильтра 5 напряжения прямой последовательности на входе реле 10 подается напряжение, недостаточное для его срабатывания, с выхода реле 10. на вход элемента ЗАПРЕТ 15 блока 3 подается нулевой сигнап, с выхода элемента ЗАПРЕТ 15 на коммутационный аппарат 1 сигнал не поступает, включение электродвигателя 12 не происходит.

При нормальной работе асинхронного электродвигателя 12 и нормально напряжении источника 14 питания сигнал на выходе блока 2 защиты отсутствует. При отсутствии сигнала от блока защиты 2 поступают нулевые сигналы к соответствующим входам элементов И 7 и элемента ЗАПРЕТ 18 блока 6, и с выходов этих элементов на вход блока 7 запоминания аварии и вход установки единицы триггера 11

сигналы на поступают. При этом с триггера 11 на вход элемента ИЛИ 16 и с блока 7 на вход элемента ИЛИ 16 сигналы также не поступают. С выхода элемента 11ПИ 16 в этом случае на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15 поступает нулевой сигнал.. Если при этом с реле 10 на первый вход элемента ЗАПРЕТ 15 продолжает поступать единичньй сигнал, разрешающий работу электродвигателя 12, то с выхода элемента ЗАПРЕТ 15 подается сигнал, обеспечивающий включенное состояние коммутаирионного аппарата 1 , электродвигатель 12 остается включенным.

Когда возникает анормальный режим работы электродвигателя 12 при нормальном напряжении источника 14 питания, например режим перегрузки по току, с выхода блока 2 защиты сигнал, запрещающий работу электродвигателя 12, поступает на один вход элемента И 17 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 18,а с преобразователя 4на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 18 и другой вход элемента И 17 сигнал, показывающий, что напряжение питания находится в пределах установленнбй в преобразователе 4 рабочей зоSны. В этом на выходе элемента И 17 форктруется единичный сигнал, а на выходе элемента ЗАПРЕТ 18 - нулевой сигнал. С выхода элемента И 17 единичный сигнал поступает на вход блока запоминания аварии, с выхода которо го сигнал запрета повторного включе ния подается на первый вход элемента ИЛИ 16. Этот сигнал формирует единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 16, поступающий на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15. При нормальном напряжении источника 14 питания с реле 10 напряжения продол жает поступать сигнал, разрешающий работу электродвигателя 12. В этом случае на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 15 продолжает поступать единичный сигнал, но на его выходе после поступления единичного сигнала на его инверсный вход будет нулевой сигнал. Нулевой сигнал с выхода элемента ЗАПРЕТ 15 подается к коммутационному аппарату I, что вы,зывает его отключение и отключение электродвигателя 12. Запрещающий сигнал с блока 7 запоминания аварии после отключения электродвигателя 12 продолжает поступать на первый вход элемента ИЛИ 16 до возврата вручную блока 7 запоминания адарии, -и автоматического повторног включения электродвигателя I2 не пр исходит . Когда возникает анормальньй режи работы электродвигателя 12 из-за отклонения от нормы напряжения источника I4 питания ( например, недопустимое увеличение тока электродви гателя 12) при увеличении напряжения выше предела установленной в преобразователе 4 рабочей.зоны напряжений, сигнал на выходе преобразователя 4 исчезает, а аварийный сигнал с вьрсода блока 2 защиты пост пает на вход элемента И 17 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 18, При этом на выходе элемента И I7 формируется нулевой сигнал, а на в ыходе элемент ЗАПРЕТ 18 - единичный сигнал, который поступает на вход установки еди ницы триггера 11. Триггер 11 переходнт в свое второе устойчивое состояние, отличное от исходного. На его выходе формируется единичный си нал, который поступает на вход элемента ИЛИ 16, на выходе которого фо 3 мируется при этом единичный сигнал, поступающий на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15. На выходе элемента ЗАПРЕТ 15 формируется при этом нулевой сигнал, который вызывает отключение коммутационного аппарата 1 . Электродвигатель I2 отключается 1от источника 14 питания коммутационным аппаратом 1. Сигнал на выходе блока 2 защиты исчезает, но запрещающий повторное включение электродвигателя 12 сигнал с выхода триггера 1I продолжает поступать на вход элемента ИЛИ 16 до тех пор, пока напряжение источника 14 питания не восстановится до нормы в пределах установленной в преобразователе 4 допустимой рабочей зоны. В этом случае на выходе преобразователя 4 появляется сигнал, который -поступает на вход триггера 11 и переводит его в исходное устойчивое состояние, при котором с выхода триггера 11 на второй вход блока перестает поступать запрещающий сигнал. При наличии разрешающего сигнала с реле IО напряжения на первый вход элемента ЗАПРЕТ 15 поступает единичный сигнал, а на инверсный вход - нулевой сигнал. На выходе элемента ЗАПРЕТ 15 формируется при этом единичный сигнал, Который поступает на вход коммутационного аппарата 1, вызывая его включение. Происходит автоматическое повторное включение электродвигателя 12 силовыми контактами коммутационного аппарата 1. Включение реле напряжения на зажимы источника питания через фильтр напряжения прямой последовательности позволяет осуществить контроль правильного чередования фаз и контроль нижнего значения напряжения трех фаз, достаточного для нормального пуска асинхронного электродвигателя, что расширяет зону напряжений сети, допустимую для его автоматического включения после перерыва в электропитании. Использование триггера, входы которого электрически связаны с преобразователем непрерывной величины напряжения в дискретную и блоком переключения сигнала запрета повторного включения, позволяет запомнить аварийньш сигнал, срабатывания блока защиты из-за отклонений напряжения сетн за пределы

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее коммутационньй аппарат, блок защиты, блок включения коммутационного аппарата, состоящий из первого элемента ЗАПРЕТ и элемента ИЛИ, преобразователь непрерьюной величины в дискретную, фильтр напряжения прямой последовательности, блок переключения, состоящий из второго.элемента ЗАПРЕТ и элемента И, и блок запоминания аварии, причем вход фильтра напряжения прямой последовательности соединен с входом коммутационного аппарата, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем расширения рабочей зоны напряжения сети, в него дополнительно введены реле напряжения и триггер, причем выход фильтра напряжения прямой последовательности соединен через реле напряжения с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, и через преобразователь непрерывной величины в дискретную - с входом установки нуля триггера, инверснь1м входом второго элемента ЗАПРЕТ и первым входом элемен9 та И, выход блока защиты соединен с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и вторым входом элемента И, выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с входом установки единицы триггера, выход элемента И соединен с входом блока запоминания аварии, выходы триггера и блока запоминания ND аварии соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с инверсным входом первого элемента ЗАN 9 ПРЕТ, a выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом коммутационного аппарата.