Устройство для температурной защиты электродвигателя Советский патент 1988 года по МПК H02H5/04 

цслям

ff/77/f /ffl/e/y /Jf 3 f/f/77pO Sl/Z(

.1

wrepi/jffu

Изобретение относится к области релейной защиты, а более конкретно к системе защиты, реагирующей на отклонения от нормальной температуры, и может быть использовано для защиты электродвигателей от перегрузки.

Цель изобретения - повьшение надежности и точности.

На фиг, 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - пусковой орган устройства; на фиг, 3 - диаграмма нагрева электродвигателя.

Устройство содержит датчик 1 нагрева обмоток, выход которого подключен к входу пускового органа 2 и первого блока 3 дифференцирования, выход которого подключен к входу второго блока 4 дифференцирования. Выход пускового органа 2 соединен с вторыми входами первого, второго, третьего блоков 5-7 стробирования, выход третьего блока 7 стробирования подключен к первым входам первого и второго блоков 8 и 9 деления, к входу второго блока 9 деления подключен выход квадратичного преобразователя 10, Выход первого блока 8 деления через последовательно соединенные пропорциональный преобразователь 11 и функциональный преобразователь 12 соединен с первым входом блока 13 умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока 9 деления и входом инвертора 14, выходы блока 13 умножения и инвертора 14 подключены соответственно к второму и третьему входам сумматора 15, к первому входу которого подключен выход первого блока 5 стробирования. Выход сумматора 15 соединен с первым входом элемента 16 сравнения, к второму входу которого подключен задат- чик 17 максимально допустимого нагрева.

Пусковой орган 2 включает два термореле 18 и 19 с разными уставками срабатывания.

Термореле 18 реагирует на превышение максимально допустимой температуры нагрева обмотки электродвигателя, а термореле 19 реагирует на температуру, меньшую максимально допустимой. Блоки 5-7 стробирования выполняются на базе электронных ключей. Функциональный преобразователь 12 известных устройств предназначен для получения сигнала в экспоненциальной форме.

Устройство работает следующим образом,

С выхода датчика 1 нагрева обмот- 5 ки электродвигателя (фиг, 1) сигнал и пропорциональный температуре нагрева обмотки электродвигателя, поступает в пусковой орган 2, первый блок 3 дифференцирования и первый

0 блок 5 стробирования. В блоке 3 сигнал U(, дифференцируется, на выходе блока 3 появляется сигнал U, Up, который затем разветвляется во второй блок 4 дифференцирования и на

5 первый вход второго блока 6 стробирования, Пускокой орган 2 функционирует в зависимости от величины сигнала и, В случае, когда 1)7 U(U - сигнал, пропорциональный максимально

0 допустимой температуре нагрева обмотки электродвигателя), срабатывает термореле 18, подающее команду на отключение электродвигателя от сети, В случае, когда о U ( сигнал, пропорциональный номинальной температуре нагрева обмйтки электродвигателя) , срабатывает термореле 19 (фиг, 2), Этому режиму соответствует момент времени Т (фиг. 3), Вы0 ход термореле 19 связан с вторыми входами блоков 5-7 стробирования,При его срабатывании на указанные входы блоков 5-7 поступает управляющий сигнал и. Который запускает их. Кроме

J того, на первый вход третьего блока стробирования поступает сигнал , Стробирование сигналов Ъ , U , и L) , происходит в момент времени Tj. В результате стробирования на выходе

0 блока 5 появляется сигнал U ) на выходе блока 6 появляется сигнал и 5 U (,(Tj,), на выходе блока 7 появляется сигнал Uj U(TO), Сигнал U в квадратичном преобразователе умно5 жается сам на себя, В результате

этого на выходе квадратического преобразователя 10 формируется сигнал и tu o(To) , В первом делителе 8 сигнал и, делится на сигнал U, в результате чего на выходе делителя 9 появляется сигнал U « U (Т)Я/и(,(Ти) . Во втором делителе 9 сигнал делится на сигнал U,, в конечном итоге получается сигнал и 10 U (T,)/U e(Tj, который затем умножается в К раз в пропорциональном преобразователе 11. Здесь К - постоянная величина, зависящая от настройки устройства. С выхода пропорционального преобразовате0

5

сигнал и

ля 11 сигнал и ,, ки ,„ поступает в функциональный преобразователь 12, где он приводится в экспоненциальной форме и приобретает вид U expKU,. Сигналы Ug и U,j перемножаются в блок 13, на выходе которого формируется

Н4Ь. ехо FKliUlll

U:(TJ u;(Tj-

Кроме того, сигнал Ug при прохождении через инвертор 14 заменяет знак, т.е. сигнал на выходе инвертора Uj -Uj . Сигналы U,Uj, U ,j складываются между собой в сумматоре 15. Результирующий сигнал U f, Ua(To) tuUio) tu;(T,) r и;Чт) и(.) P - иТГГТ

- в С О 0

сравнивается в элементе 16 с сигнало Uj, задаваемом в задатчике 17 максимально допустимого нагрева. В случае выполнения условия U п U на выходе элемента 16 сравнения появляется сигнал и управляющий цепями регулирования нагрузки. При этом происходит разгрузка электродвигателя. В случае Un - и а разгрузка электродвигателя не происходит. Формирование сигнала Uf, позволяет прогнозировать температуру нагрева обмотки электродвигателя, которая может наступить в результате его перегрузки, что позволяет принять необходимые меры по облегчению режима работы электродвигателя заранее, не дожидаясь наступления перегрева последнего. В случае,когда сброс нагрузки не ограничивает на- грев электродвигателя, после превыще ния максимально допустимой температуры обмотки электродвигателя, срабатывает термореле 18, с выхода которого к цепям подключения электродвигателя поступает сигнал на отключение последнего от сети.

Предлагаемое изобретение позволяет осуществить защиту электродвигателя от перегрузки с высоким быстродействием без его отключения. Однако возможность прогнозирования температуры нагрева обмотки электродвигателя от перегрузки, основанная на учете температуры нагрева непосредственно, позволяет существенно повысить надежность и точность защиты электродвигателя, что является техническим преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным.

Кроме то го, улучшается режим работы технологического оборудования, приводимого электродвигателем, и увеличи

й ке

13724494

вается срок службы изоляции электродвигателя, а значит, и самого электродвигателя в целом.

Ф

ормула изобретения

1. Устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащее перый и второй блоки деления, квадратичный преобразователь, блок умно0

5

5

0

0

мого нагрева и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точнос5 ти, в него дополнительно введены первый и второй блоки дифференцирования, датчик нагрева обмотки электродвигателя, пусковой орган, первый, второй, третий блоки стробирования, пропорциональный и функциональный преобразователи, инвертор и сумматор, при этом выход датчика нагрева обмотки электродвигателя подключен к входам первого блока дифференцирования, пускового органа и первому входу первого блока стробирования, выход первого блока дифференцирования соединен с первым входом второго блока стробирования и через второй блок /

Q дифференцирования подключен к первому входу третьего блока стробирования, вторые входы первого, второго и третьего блоков стробирования соединены между собой и подключены к первому выходу пускового органа, выход первого блока стробирования подключен к первому входу сумматора, выход второго блока стробирования подключен к входу квадратичного преобразо- вателя и к первому входу первого блока деления,второй вход которого соединен с выходом третьего блока стробирования и с первым входом второго блока деления, второй вход второго блока деления соединен с выходом квадратичного преобразователя, а выход через блок умножения и инвертор подключен соответственно к второму и третьему входам сумматора, выход первого блока деления через последовательно соединенные пропорциональный преобразователь и функциональный преобразователь соединен с вторым входом блока умножения, выходы задатчика максимально допустимого нагрева и сумматора подключены соответственно к пер- вому и второму входам блока сравнения, выход которого предназначен для подключения к цепям регулирова5

ния нагрузки, а второй выход пускового органа предназначен для подсоединения к цепям отключения электродвигателя.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что пусковой

орган содержит два термореле с разными уставками срабатывания, имеющими общий вход, являющийся общим входом пускового органа, а выходы каждого термореле являются соответственно первым и вторым выходами пускового органа

Изобретение относится к области релейной защиты, а более конкретно к системам защиты, реагирующим на отклонения от нормальной температуры, и может быть использовано для защиты электродвигателей от перегрузки. Цель изобретения - повышение надежности и точности. Цель достигается введением в устройство первого, второго, третьего блоков 5,6,7 стробирования, датчика 1 нагрева обмоток, инвертора 14 и сумматора 15. Срабатывание устройства до наступления предельно допустимой температуры нагрева позволяет защитить обмотки электродвигателя от наступления максимальных температур и перегрева, что увеличивает срок службы обмоток и электродвигателя, так как улучшает условия работы изоляции обмоток. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л оэ to 4 ( СО

Редактор Е. Папп

Составитель К. Шилан Техред А.Кравчук

19

К блокам ,7

иг

К целлм о/г / л/о1/ем1/я

эле шродбига- телл

Фив.3

Корректор В. Бутяга