Устройство для защиты от перегрева обмотки асинхронного электродвигателя Советский патент 1986 года по МПК H02H5/04 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматизированных системах электропривода для защиты от перегрева обмоток асинхронных двигателей при пуске и повьлпенном значении тормозного момента на валу.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение области исползования устройства.

На фиг. 1 представлена структурн функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма сигналов на (Входах и выходах отдельных узлов устройства.

Устройство (фиг, и содержит силовой контактор 1, подсоединяющий через тиристорнУю группу 2 и датчик 3 тока нагрузки, асинхронный двигатель к трехфазной сети, кнопку управления Работа 4 с фиксацией состояния, источник 5 вспомогательного питания, реле 6 времени, двухвходовой логический элемент И 7, резистор 8, двухвходовый логический элемент ИЛИ 9, логический элемент НЕ 10, усилитель 11 с входом отрицательной обратной связи, блок 12 управления тиристорами, ключевой элемент 13, задат- чик 14 максимального пускового тока, причем кнопка управления Работа 4 с фиксацией состояния соединена с одной стороны с положительным полюсом источника 5 вспомогательного питания, а с другой - с входом электронного реле 6 времени, к пер- в ому входу двухвходового логического элемента И 7 и к одному из концов резистора 8, другой конец которого соединен с отрицательным полюсом источника 5 вспомогательного питания выход реле времени 6 соединен с первым входом двухвходового логического элемента ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом логического элемента НЕ 10, а выход - с вторым входом двухвходового логического элемента И 7, выход которого соединен с управляющим входом контактора 1 и входом усилителя 11, выход которого соединен с входом блока 12 управления тиристорами, вьгход которого соединен с управляющим входом тиристорной группы 2; один вход ключевого элемента 13 соединен с выходом датчика 3 тока нагрузки, другой с выходом задатчика 14 максимального

тока, а выход, - с входом отрицательной обратной связи усилителя 11 и входом логического элемента НЕ 10,

На диаграмме (фиг. 2) обозначены: а - команда Работа ; б - сигнал на выходе электронного реле 6 времени; в - сигнал на выходе датчика 3 тока нагрузки; г - сигнал на выходе логического элемента НЕ 10; д - сигнал на выходе логического элемента ИЛИ 9; tgp - уставка реле 6 времени; t, - время пуска двигателя.

Устройство работает следующим образом, При нажатии кнопки Работа 4

(фиг. 2а), запускается реле 6 времени и на выходе логического элемента И 7 в первый момент появляется сигнал логической единицы, так как на втором входе этого элемента также присутствует сигнал логической едини- ць (фиг. 2д),

Силовой контактор 1 включается и через усилитель 11 при отсутствии сигнала на его входе отрицательной обратной связи на блок 12 управления тиристорами поступает сигнал, соответствующий полному открытию тиристорной группы 2; Тиристорная группа 2 открывается до достижения током нагрузки заданного задатчиком 14 максимального пускового тока значения (фиг. 2в). Во время пуска двигателя

ключевой элемент 13 подключает вход отрицательной обратной связи усилителя 11 к датчику 3 тока нагрузки и значение пускового тока ограничивается заданной величиной за счет отрицательной обратной связи, действующей в замкнутом контуре; датчик 3 тока нагрузки - ключевой элемент 13- усилитель 11 - блок 12 управления тиристорами - датчик 3 тока нагрузки.

Потому при постоянном значении пуско- вого тока по мере-увеличения числа оборотов ротора при разгоне за счет роста противо-ЭДС угол открытия тиристорной группы 2 автоматически

увеличивается (напряжение на обмотке статора плавно возрастает) вплоть до полного открытия тиристоров по окончании пуска. После полного разгона двигателя (промежуток времени t

(фиг, 2г,зона 1) ключевой элемент 13 отключает отрицательную обратную связь на усилителе 11 и на обмотку статора двигателя подается через

2

12

тиристорную группу / полное напряжение сети.

При пуске двигателя действие поро гового элемента 13 блокировано элект ронным реле 6 времени на двухвходо- вом логическом элементе ИЛИ 9 в течение времени уставки этого реле tgp (фиг. 26). Если время пуска двигателя tf, не превышает времени уставки .реле tgp, то пуск двигателя происходит без срабатывания защиты.

Уставка электронного реле 6 времени tgp и максимальное значение пускового тока выбираются для каждого типа двигателя из условия недопущения перегрева обмотки двигателя за время пуска сверх допустимой температуры.

Если время пуска двигателя превышает заданное уставкой электронного реле 6 времени время tgp, то происходит автоматическое отключение силово- г6 контактора 1 и тиристорной группы 2 (зона 2, фиг. 2), так как на втором входе двухвходового логического элемента И 7 появляется сигнал логического нуля (фиг. 2д). Таким образом осуществляется защита двигателя от перегрева обмотки при недопустимо тяжелом пуске.

35

I Если пуск двигателя прошел нормаль- цательной обратной связи, причем но, но при работе вследствие какой- либо неисправности (например, повреждение подшипника) возрастает тормозной момент на валу двигателя (зо- ,на 3, фиг. 2), то при этом срабатывает ключевой элемент 13 и на выходе логического элемента НЕ 10 появляется сигнал логического нуля (фиг. 2г), как это было при пуске. Но в этом случае электронное реле 6 времени уже не блокирует прохождение команды на отключение двигателя от порогового элемента 13 на второй вход логического элемента И 7 (фиг. 2д). На выходе этого элемен- та появляется сигнал логического ну- ля, снимаются сигналы управления с тиристорной группы, ток через обмотку статора двигателя отключается и только после этого силовой

40

45

кнопка управления выполнена с фик цией состояния и соединена с вход реле времени, с первым входом лог ческого элемента И и одним из кон цов введенного резистора, другой нец которого соединен с отрицател ным полюсом источника вспомогател ного питания, выход реле времени динен с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которог соединен с выходом логического эл мента НЕ, а выход - с вторым вход логического элемента И, выход кот рого соединен с входом усилителя выход которого соединен с входом

блока управления тиристорами, вых ключевого элемента соединен с вхо отрицательной обратной связи усил теля и входом логического элемент

та НЕ.

1220044

0

контактор 1, обладающий механической инерционностью, выключается в обесточенном состоянии, чем исключается подгар силовых контактов и повышается надежность.

Таким образом осуществляется защита двигателя от перегрева при по- вьшзенном (аварийном) значении тормозного момента на валу.

Формула изо б р е т а н и я

Устройство для защиты от перегрева обмотки асинхронного электродвигателя, содержащее,в цепи питания обмотки статора асинхронного электродвигателя переключатель сетевого напряжения на тиристорах,- к управляющему входу которого подключен блок управления тиристорами, датчик (; тока нагрузки, к выходу которого подключен ключевой элемент, а также реле времени и кнопку управления, соединенную с источником вспомогательного питания, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области использования, i оно дополнительно снабжено логическими элементами НЕ, ИЛИ, И и усилителем с входом,отри-

5

5

цательной обратной связи, причем

кнопка управления выполнена с фиксацией состояния и соединена с входом реле времени, с первым входом логического элемента И и одним из концов введенного резистора, другой конец которого соединен с отрицательным полюсом источника вспомогательного питания, выход реле времени соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом логического элемента НЕ, а выход - с вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом

блока управления тиристорами, выход ключевого элемента соединен с входом отрицательной обратной связи усилителя и входом логического элемент.

та НЕ.

Составитель Л.Васькова Редактор И.Савко Техред И, Гайдош Корректор М.Самборская

Заказ 1327/56 Тираж 612 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная 4

Изобретение позволяет повысить надежность и расширить область использования устройства для защиты от перегрева обмотки асинхронного электродвигателя. Это достигается тем, что при пуске двигателя силовой контактор 1 включается и через усилитель 11 на блок управления 12 тиристорами 2 поступает сигнал. Тиристоры открываются до достижения током нагрузки заданного пускового тока за- датчиком 14 через пороговый элемент 13. При пуске действие элемента 13 блокировано реле времени 6. Если время пуска не превышает времени уставки реле 6, пуск происходит без срабатывания защиты. Если время пуска больше, происходит автоматическое отключение контактора 1 и тиристоров 2, так как на одном из входов элемента И 7 появляется сигнал О. Если пуск прошел нормально, но в результате какой-либо неисправности возрастает тормозной момент на валу двигателя, срабатывает элемент 13. На выходе элемента НЕ 10 появляется сигнал О и на выходе элемента 7 также появляется сигнал О. Снимается сигнал управления с тиристоров 2, силовой контактор 1 выключается, чем исключается подгар1 силовых контактов. 2 ил. g (Л