Устройство для времятоковой защиты электродвигателей переменного тока Советский патент 1987 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к устройствам для защиты электрических двигателей от перегрузок и коротких замыканий.

Целью изобретения явл51ется повышение надежности и упрощение устройства для времятоковой защиты электродвигателей переменного тока.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для времятоковой защит электродвигателей переменного тока содержит датчик тока, выполненный в виде трансформатора 1 тока, соединенный с входом линейного преобразователя, выполненного в виде резистора 2, ограничитель напряжения на встречно-параллельно соединенных диодах, пороговый элемент 3, образованный ждущим генератором 4 и фильтром высоких 5 частот, соединенный через усилитель 6 с первым входом блока 7 коррекции вьщержки времени, образованного амплитудным детектором 8, логическим элементом 2И, 9, N-раз- рядным двоичным счетчиком 10 и расширителем 11 импульсов. Второр вход блока коррекции выдержки времени соединен с выходом квардево1 о 1 енератора 12, а выход блока - с исполнительным элементом 13.

Ждущий генератор 4 порогового элемента 3 образован переменным резистором 14, конденсатором 15 и последовательной цепью, содержащей встречно- последовательно соединенные туннельные диоды 16 и 17 и дроссель 18. Расширитель 1 1 импульсов блока 7 коррекции выдержки времени образован генератором пилообразного напряжения - транзистором 19, резистором 20, конденсатором 21, и формирователем 22.

Временные диаграммы, показанные на фиг. 2 и 3, иллюстрируют работу предла1 аемого устройства при различных значениях контролируемого тока.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый ток измеряется трансформатором 1 тока и преобразуется на резисторе 2 в пропорциональное ему напряжение (фиг. 2,а). Получаемое напряжение ограничивается по амплитуде диодным ограничителем, ток через который ограничен резистором. Таким образом, на входе порогового элемента

напряжение не превышает величины порядка одного вольта при любых значениях тока в первичной обмотке трансформатора 1 тока. Параллельно диодному ограничителю присоединен переменный резистор 14, регулирующий величину уставки, движок которого шунтируется конденсатором 15, предназначенным для фильтрации высших гармоник контролируемого тока. Потенциометром 14 устанавливается порог запуска ждущего генератора на туннельных диодах 16 и 17, т.е. величины напряжения на

5 входе порогового элемента 3, необхо- димо1 о для перевода туннельных диодов 16 и 17 на участок вольт-амперной характеристики, обладающий отрицательным сопротивлением. При превышеQ НИИ входным напряжением указанного значения ждущий генератор 4 запускается, т.е. в схеме возникают автоколебания, которые снимаются с дросселя 18. Так как напряжение на дроссе5 ле 18 является суммой высокочастотных колебаний и низкочастотной составляющей входного сигнала, то для отделения высокочастотного сигнала дроссель соединен с фильтром 5 высоких частот. В результате в каждый полупериод сетевого напряжения при превьш1ении входным напряжением указанного порога с выхода усилителя 6 снимается пачка высокочастотных импульсов, длительность которой определяется величиной входного сигнала порогового элемента. При дальнейшем росте входного сигнала длительность указанной пачки импульсов возрастает и приближается к длительности полупериода. Непрерывность генерации в течение полупериода обеспечивается диодным ограничителем. Таким образом, при возрастании входного сигнала от значения уставки, выбранной переменным резистором 14, до максимального значения на выходе порогового элемента появляются пачки высокочастотных импульсов, длительность которых изменяется от нуля до длительности полупериода входного напряжения.

Указанные пачки импульсов подаются на первый вход блока коррекции вьщерлжи времени (фиг. 2, S и фиг. 3,5) на вход амплитудного детектора 8. На второй вход блока коррекции вьщержки времени подаются импульсы с выхода кварцевого генератора 12 (фиг. 2,в и фиг. 3,а). Амплитудный

0

5

0

5

0

5

детектор 8 формирует огибающую импульсов порогового элемента (фиг.2,г и фиг. 3,г) и затем получаемые импульсы подаются на вход элемента 2И 9. В результате на выходе логического элемента 2И в каждый полупериод сетевого входного напряжения при пре- вьшении мгновенным значение напряжения уставки появляются импульсы квар- Q тельно, устройство обладает зависи- цевого генератора 12. Причем коли- мой дьщержкой времени, имеет доста- чество импульсов указанного генератора (при заранее заданном значении его частоты), поступивших на информационный вход счетчика 10 в течение полупериода контролируемого тока с выхода логического элемента 2И, определяется длительностью пачки им15

точно простую схему и обладает повышенной надежностью (ввиду простоты и отсутствия в схеме выпрямителей входного, сигнала и емкостных фильтров) .

Формула изобретения

20

пульсов, формируемой пороговым элементом, а следовательно, и амплитудой контролируемого тока. При таком режиме работы длительность времени, необходимая для переполнения счетчика 10 и запуска исполнительного элемента 13, также определяется толь- 25 тродвигателя переменного тока, вто- ко амплитудой контролируемого тока. ричная обмотка подключена параллельДля управления счетчиком 10, т.е. но линейному преобразователю, выход сброса его на нуль при снижении тока ниже уставки, используется расширитель 11 импульсов. Как только контролируемый ток превысит уставку и на выходе амплитудного детектора 8 возникнет импульс, транзистор 19 расширителя 11 импульсов отпирается и конденсатор 21, ранее заряженный через

резистор 20, разряжается до нулевого но соединенных ждущего генератора уровня напряжения. При этом на выхо- и фильтра высоких частот, при этом

1. Устройство для времятоковой защиты электродвигателей переменного тока, содержащее датчик тока, первич ная обмотка которого имеет клеммы для подключения в сеть питания элеккоторого подключен к входу порогового органа, кварцевый генератор, блок 2Q коррекции выдержки времени, выход которого подключен к входу исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и упрощения, пороговый орган выполнен в виде последователь40

45

де формирователя 22 устанавливается логический уровень, необходимый для перевода счетчика в режим приема информации. При отсутствии импульса на выходе амплитудного детектора, например, при смене полярности полупериода входного сигнала при снижении тока ниже значения уставки транзистор 19 запирается и начинается заряд конденсатора 21 через резистор 20. Постоянная времени заряда указанной цепи равна или больше длительности полупериода входного сигнала устройства защиты. При этом сброс счетчика 10 на ноль осуществляется при формировании на выходе формирователя 22 соответствующего логического уровня (фиг. 2 р и фиг. 3,е) не ранее, чем

КС

сигнал на входе устройства защиты уменьшится до значения уставки. В то же время паузы между пачками импульсов, снимаемых с выхода порогововход ждущего генератора является -входом порогового органа, а выход фильтра высоких частот - его выходом, к которому через вновь введенный усилитель подключен первый вход блока коррекции выдержки времени, второй вход которого подсоединен к выходу кварцевого генератора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ждущий генератор состоит из первого и второго встречно-последовательно включенных туннельных диодов, дросселя, конденсатора и переменного резистора, при этом первый и второй выводы переменного резистора являются входами порогового органа, движок переменного резистора соединен с первым выводом конденсатора и с анодом первох о туннельного диода, анод второго туннельного диода через дроссель подключен к второму выводу конденсатора, втого элемента, не оказывают на работу устройства никакого влияния.

Таким образом, длительность отрезка времени, необходимая для заполнения счетчика 10, определяется величиной контролируемого тока, причем зависимость времени срабатывания устройства от тока нелинейна. Следовательно, устройство обладает зависи- мой дьщержкой времени, имеет доста-

точно простую схему и обладает повышенной надежностью (ввиду простоты и отсутствия в схеме выпрямителей входного, сигнала и емкостных фильтров) .

тельно, устройство обладает зависи- мой дьщержкой времени, имеет доста-

Формула изобретения

тродвигателя переменного тока, вто- ричная обмотка подключена параллель1. Устройство для времятоковой защиты электродвигателей переменного тока, содержащее датчик тока, первичная обмотка которого имеет клеммы для подключения в сеть питания элекно линейному преобразователю, выход

которого подключен к входу порогового органа, кварцевый генератор, блок Q коррекции выдержки времени, выход которого подключен к входу исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и упрощения, пороговый орган выполнен в виде последователь0

5

С

вход ждущего генератора является -входом порогового органа, а выход фильтра высоких частот - его выходом, к которому через вновь введенный усилитель подключен первый вход блока коррекции выдержки времени, второй вход которого подсоединен к выходу кварцевого генератора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ждущий генератор состоит из первого и второго встречно-последовательно включенных туннельных диодов, дросселя, конденсатора и переменного резистора, при этом первый и второй выводы переменного резистора являются входами порогового органа, движок переменного резистора соединен с первым выводом конденсатора и с анодом первох о туннельного диода, анод второго туннельного диода через дроссель подключен к второму выводу конденсатора, вто 1

рому выводу переменного резистора и к общей точке схемы, а выводы дросселя являются выводами ждущего генератора.

3. Устройство по п. 1, о т-л и - чающееся тем, что блок коррекции выдержки времени состоит из амплитудного детектора, вход которого явл-ч ется первым входом блока коррекции вьщержки времени, логического элемента 2И, расширителя импульсов и N-paзpяднo,гo двоичного счетчика,вы50740

ход KOTopoi o является выходом блока коррекции выдержки времени, при этом выход амплитудного детектора подключен к первому входу логического эле

мента 2И и к входу расширителя импульсов, выход которого подключен к установочному входу N-разрядного двоичного счетчика, к информационному 10 входу последнего подключен выход логического элемента 2И, второй вход которого является вторым входом блока коррекции выдержки времени.

Изобретение относится к области электротехники, преимущественно к устройствам для защиты электрических двигателей от nepei pysoK и коротких замыканий. Целью изобретения является повышение надежности и упрощение. Цель достигается тем, что пороговый элемент 3 состоит из последовательно соединенных ждущего генератора 4 и фильтра высоких частот 5, а блок коррекции вьщержки времени 7 состоит из расширителя импульсов 11, логического элемента И 9, N-разрядного двоичного счетчика 10 и амплитуднох о детектора 8. Длительность отрезка времени, необходимая для заполнения счетчика 10, определяется величиной контролируемого тока. Указанная зависимость является нелинейной. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. iO сл со СП О Nfii Pui.f .-Я II

8

Фиг.г

иг.З

Составитель К.Шилан Редактор С.Пекарь Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Заказ 5291/52 Тираж 618Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4