Устройство токовой защиты двигателя с тиристорным преобразователем Советский патент 1987 года по МПК H02H7/08 

1314/)13

уменьшаться сразу же после открытия только временем включения тиристоров тиристоров 15-26 залцатньм импульсом. 15-26, которые несоизмеримо мало по При этом быстродействие заш;иты не за- сравнению с периодом напряжения сети. висит от частоты сети и определяется 4 ил.

Изобретение относится PC электротехнике а именно к защитам электродвигателей от аварийных токов, и может быть использовано в электропри- BOflaXj, содержащих двигатели с постоянными магнитами и- тиристорные преобразователи.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства токовой защиты двигателя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства токовой защиты двигателя; на фиг. 2 - эпюры, пояс- работу устройства на фиг.З - принципиальная схема возможного варианта выполнения форшгрователя защитного импульса| на фиг,4 (а,б) - депи протекания тока для различных режимо работы устройства.

Устройство токовой защиты двигателя 1 содержит т., по числу фаз двигателя, канал ОБ 5 каждый из которьпс включает в себя тиристорньм преобразователь 2 (ТП)J подключенный к фазе двигателя j и последовательно соединенные следующие элементы: датчик 3 тока (ДТ), расположенный в силовой цепи тиристорного преобразователя 2, пороговьй элемент 4 (ПЭ), узел 5 защиты (УЗ) с двумя выходами, систему 6 импульсно-фазового управления (СИФУ) и блок 7 ключей (БК), Система 6 импульсно-фазового управления содержит последовательно соединенные управляющий орган 8 (УО) с двумя входами, блок 9 формирования импульсов (БФИ) с двумя входами, блок 10 усилителей импульсов (БУИ) и блок 11 вводных устройств (БВУ), Первьш вход управляющего органа 8 является управляющим входом системы 6 импульсно- фазового управления, второй вход уп- равлякщего органа 8 и второй вход блока 9 формирования импульсов являются защитными входами системы 6 импульсно-фазового управления, а вы

5

0

5

0

5

0

5

ход блока 11 вводных устройств - ее выходом. Каждый канал устройства содержит формирователь 12 защитного импульса (ФЗИ), вход ко- торого подключен к выходу порогового элемента 4, а выход соединен с дополнительным входом 13, которым снабжен блок 10 усилителей импульсов и дополнительным входом 14J которым снабжен блок 7 ключей. При этом выход системы б импульсно-фазового управления подключен через блок 7 ключей к управляющим электродам тиристоров 15-26 тиристорного преобразователя 2,шины переменного тока которого подключены к сети через реактор 27 или трансформатор .

Тиристорный преобразователь может быть выполнен по мостовой схеме.Датчик 3 тока может представлять собой трансформаторы тока, расположенные на яшнах переменного тока тиристорного преобразователя, соединенные последовательно с выпрямителем.

Узел 5 защи;ты предназначен для фор:мирования сигналов защиты, воздействующих на систему 6 импульсно- фазового управления тиристорного преобразователя 2, и представляет собор электрическую схему, которая может быть выполнена на полупроводниковых элементах.

Система 6 импульсно-фазового управления предназначена для формирования импульсов управления тиристорами тиристорного преобразователя, угловое положение которых относительно точки естественного зажигания зависит от величины напряжения управления на управляющем входе системы импульсно-фазового управления. Уп- равляЮ1ций орган 8 предназначен для согласования управляющего напряжения системы импульсно-фазового управления и входного напряжения блока 9 формирования напряжения и ограничения

313

этого импульса в соответствии с требуемыми значениями максимального и минимального углов управления тирис- торного преобразователя. Управляющий орган 8 может быть выполнен на one- рационном усилителе. Блок 9 формирования импульсов предназначен для формирования импульсов управ- Ления тиристорами тиристорного преобразователя, угловое положение которых зависит от выходного напряжения управлянхцего органа 8. Блок 10 усилителей импульсов предназначен для усиления импульсов, формируемых блоком 9 формирования импульсов.Блок 11 вводных устройств служит для гальванической развязки цепей управления и силовых цепей тиристорного преобразователя и может быть выполнен на импульсных трансформаторах. Формиро- ватель 12 защитного импульса предназначен для формирования импульса при изменении состояния на выходе порогового элемента А.

Устройство токовой защиты двигателя работает следующим образом.

Если напряжение на выходе датчика 3 тока ( и.) не превышает порогового напряжения ( Unop.) порогового элемента 4, определяемое допустимьш значением тока (.) з двигателя, то напряжение на выходе управляющего органа 8 определяется напряжением управления на его входе. При этом блок 9 формирования импульсов формирует импульсы управления, угловое положение которых относительно сети определяется IV. Импульсы управления поступают через блок 10 усилителей импульсов, блок 11 вводных устройств и блок ключей на управляющие электроды тиристоров 15-26 тиристорного преобразователя 2 согласно логике раз- дельного управления. При этом по фаз двигателя протекает ток 1(„, величина которого определяется иЛфиг.2а, где eg, , е - фазные ЭДС-сети).

При возникновении аварийного ре

жима, когда выходное напряжение датчика 3 тока превысит пороговое напряжение элемента 4 (фиг.25), формирователь 12 защитного импульса формирует защитный импульс, который поступает на дополнительный вход 13 блока 10 усилителей импульсов и дополнительный вход 14 блока 7 ключей. С выхода блока 10 усилителей импуль

13 . 4 . сов усиленный защитный импульс поступает на вход блока-7 ключей, оба управляемых ключа которого открыты защитным импульсом, поступающим с выхода формирователя 12 защитного импульса на дополнительный вход 14 блока 7 ключей. С выхода блока 7 ключей защитный импульс поступает на управляющие электроды тиристоров 15-26 ти ристорного преобразователя 2, вызы- вая открывание тиристоров, для которых в этот момент выполняются условия зажигания. При этом образуется цепь, в которой открытые тиристоры щунтируют фазу двигателя, чем обеспечивается прекращение роста и спадение в ней тока до нулевого значения . Одновременно с этим напряжение с первого выхода узла 5 защиты поступает на второй вход управляющего органа 8. Управлякяций орган 8 формирует напряжение, которому соответствует максимальный угол управленияо6ма1сс тиристорами тиристорного преобразователя 2, необходимьй для перевода его в инверторный режим. Напряжение с второго выхода узла 5 защиты через определенную задержку времени поступает на второй вход блока 9 формирования импульсов, чем обеспечивается блокировка управляющих импульсов тиристорного преобразователя и исключается возможность повторного появления аварийного режима.

5

0

5

Пусть к моменту времени t, ток через фазу двигателя протекал по це- . пи: фаза А - фаза А реактора 27 - тиристор 15 - фаза двигателя - тиристор 19 - фаза В реактора 27 - -фаза В сети .(фиг. 2с, EI) . Цепь протекания тока к моменту времени t изображена на фиг. 4а. В момент времени t, U. превысило и „op, (фиг.25). При подаче защитного импульса на управляющие электроды тиристоров 15-26 открываются тиристоры 22 и 24, поскольку для них в этот момент времени выполняются условия зажигания. Цепь протекания тока после момента времени t, изображена на фиг. 45. При этом ток, протекающий через фазу двигателя, сразу же перестает нарастать, начинает уменьшаться и достигает нуля, так как обмотка фазы двигателя оказывается шунтированной открытыми тиристорами.Ток, протекающий через открытые тиристоры 15,19,22 и 24, начинает уменьшаться после перехода через нуль линейного

напряжения е

чъ

513144

и его величина ограничивается сопротивлением реактора или трансформатора, через которые тиристорный преобразователь подключен к сети, на уровне тока, допусти- мого для данных тиристоров.

Таким образом, введение в каждый канал устройства токовой защиты двигателя формирователя защитного импульса, вход которого соединен с вы- ходом порогового элемента, а выход подключен к дополнительному входу, которым снабжен блок усилителей импульсов, и дополнительному входу, которым снабжен блок цлючей, позво- ляет повысить быстродействие защиты, так как ток в фазе двигателя перестает нарастать и начинает уменьшаться сразу же после открытия тиристоро защитным импульсом. При этом быстро- действие защиты не зависит от частоты сети и определяется только временем включения тиристоров, которое несоизмеримо мало по сравнению с периодом напряжения сети,

Использование изобретения позволяет йовысить надежность электроприводов за счет предотвращения возможности размагничивания постоянных маг нитов индуктора двигателя от аварийных токов.

Формула изобретения

Устройство токовой защиты двигателя с тиристорным преобразователемр содержащее число каналов защиты по

U.1

5 0 5

0

5

136

числу фаз двигателя каждый из которых включает в себя тиристориыи преобразователь, выходом подключаемый к фазе двигателя, а входом - к питающей сети переменного тока, датчик тока, расположенный в силовой цепи тиристорного преобразователя, выход датчика тока подключен через пороговый элемент к узлу защиты с двумя выходами, системы импульсно-фазового управления, состоящую из управляющего органа, первый вход которого соединен с управляющим входом системы. импульсно-фазового управления,второй вход соединен с первым выходом узла защиты, блока формирования импульсов, первый вход которого подключен к выходу управляющего органа, второй вход подключен к второму выходу узла защиты блока усилителей импульсов, подключенного входом к выходу блока формирования импульсов, выходом к блоку выходных; устройств, выход которого является выходом системы импульсно-фазового управления и подключен к .входу блока ключей, выход блока ключей подключен к управлякщим электродам тиристорного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в каждый его канал дополнительно введен формирователь защитного импульса, вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход соединен с дополнительным входом блока усилителей импульсов и дополнительным входом блока ключей.

t

f t

Фиг. 2.

&b/)fod

9i/f.S

Фаза

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защитам электродвигателей от аварийных токов, и может быть использовано в электроприводах, содержащих двигатели с постоянными магнитами и тиристорные преобразователи. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства токовой аащиты двигателя. Цель достигается введением в устройство формирователя 12 защитного импульса, выход которого подключен к входу 14 блока ключей, так как ток в фазе двигателя перестает нарастать и начинает - Двигателя . Фиг 1 - (О с со 4 00