Устройство для защиты от несимметричных режимов трехфазного асинхронного электродвигателя Советский патент 1988 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использо вания в электроприводах переменного тока для защиты асинхронного электро двигателя от несимметрии питающего напряжения, обрыва фазы линии питани и обмотки CTftTOpa электродвигателя, витковых и несимметричных коротких замыканий обмотки статора.

Цель изобретения - повышение надежности работы электродвигателя путем исключения ложных срабатываний защиты при воздействиях пусковых переходных процессов и коммутационных помех.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - диаграммы работы при обрыве фазы; на фиг. 3 - диаграммы работы при несимметрии фазных токов.

Устройство для защиты от несимметричных режимов трехфазного асинхронного электродвигателя 1, питаемого от управляемого преобразователя 2 частоты, снабженного управляющим входом Пуск 3, содержит блок 4 суммирования с тремя входами 5 - 7 и выходом 8, три датчика 9-11 тока и исполнительный орган 1.2 с первым уп- равляющим входом 13 и выходом 14.Измерительный вход каждого датчика тока предназначен для включения датчика последовательно в линию питания соответствующе фазы электродвигате- ля 1 от преобразователя 2, а выход датчика тока - для подключения к соответствующему входу 5-7 блока 4 суммирования, выходом 8 подключенного к первому управляющему входу 13 исполнительного органа 12, который снабжен дополнительным управляющим входом Пуск 15 и выполнен на фильтре 16, вход которого является первым управляющим входом 13 исполнительно- го органа, пороговом инвертирующем элементе 17, двухвходовых первом 18 и втором 19 элементах И-НЕ и двухвхо довом элементе И 20, первый вход которого является дополнительным управ ляющим входом Пуск 15 исполнительного органа 12. Вход порогового инвертирующего элемента 17 подключен к выходу фильтра 16, а выход - к первому входу первого элемента И-НЕ 18, выходом соединенного с первым входом второго элемента И-НЕ 19, второй вход которого соединен с первым входом элемента И 20. Выход второго элемента И-НЕ 19 соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ 18 и с вторым входом элемента И 20, выход которого соединен с выходом 14 исполнительного органа 12, предназначенным для подключения к управляющему входу Пуск 3 управляемого преобразователя 2 частоты.

Управляемый преобразователь 2 частоты включает в себя последовательно соединенные силовой выпрямитель 21, силовой фильтр 22, инвертор 23, блок 24 управления, с которым соединен управляющий вход Пуск 3 преобразователя 2.

Устройство работает следующим образом..

Ток каждой фазы асинхронного электродвигателя 1 измеряется датчиками 9-11 тока. С выхода каждого датчика тока напряжение, пропорциональное току в фазе, подается на входы 5-7 блока 4 суммирования, а с его выхода 8 - на вход I3 исполнительного органа 12.

При отсутствии на входе 15 исполнительного органа 12 сигнала Пуск (интерв.ал времени , фиг.2) на выходе элемента 20 присутствует сигнал логического О, который через выход 14 исполнительного органа 12 поступает на преобразователь 2 частоты и воспринимается им как команда на отключение.

При подаче на вход 15 исполнительного органа 12 сигнала Пуск (логическая 1), на выходе элемента 20 также появляется сигнал логической 1, который включает в работу преобразователь 2 частоты. На выходе преобразователя частоты появляется напряжение, в фазах асинхронного электродвигателя 1 протекают токи и на выходе датчиков 9-11 имеются пропорциональные им напряжения.

В нормальном режиме работы (интервал времени t.-tj, фиг.2) выходные напряжения датчиков 9-11 тока образуют симметричную трехфазную систему, поэтому их сумма равна нулю. Выходное напряжение блока 4 суммирования и фильтра 16 близки или равны нулю. На выходе порогового инвертирующего элемента инвертора 17, реализующего функцию

1 , при UB о, при Ug,

°п1

I UonJ

где Uo, - опорное напряжение на неинвертирующем входе порогового инвертирующего элемента 17, присутствует сигнал логической 1. Элементы 18 и 19 находятся в исходном состоянии, при котором на выходе элемента 19 присутствует сигнал логической 1.

При снятии сигнала Пуск с входа 15 исполнительного органа 12 (момент времени tf ) выходное напряжение преобразователя 2 частоты и токи в фазах электродвигателя 1 уменьшаются до нуля. Происходит останов электродвигателя .

При обрыве одной из фаз асинхронного электродвигателя 1 (момент времени t, фиг.2) выходное напряжение блока 4 суммирования начинает плавно увеличиваться. В момент времени tj- входное напряжение порогового элемента 17, равное выходному напряжению фильтра 16, становится равным опорному напряжению. Пороговый элемент переключается и на его выходе формируется импульс напряжения, переводящий элементы 18 и 19 в новое устойчивое состояние, при этом на выходе элемента 19 и на первом входе элемента 20 устанавливается сигнал логического о. На выходе элемента 20 и на выходе 14 исполнительного органа 12 также появляется сигнал логического о, который воспринимается преобразователем частоты как команда на отключение. Преобразователь отключается, его выходное напряжение и токи асинхронного электродвигателя уменьшаются до нуля.

Аналогично работает устройство и при появлении несимметрии фазных токов (момент времени t , фиг.З) асинхронного электродвигателя.

Изобретение позволяет реализовать простое и надежное в работе устройство, защищающее асинхронный электродвигатель практически- от всех видов несимметричных режимов: несимметрии питающего напряжения, обрыва фазы, обрыва обмотки статора, витковых и несимметричных коротких замыканий.

Формула изобретения

Устройство для защиты от несимметричных режимов трехфазного асинхронного электродвигателя, питаемого от управляемого преобразователя частоты, снабженного управляющим входом Пуск, содержащее блок суммирования с тремя входами и выходом, три датчика тока

и исполнительный орган с первым управляющим входом и выходом, причем измерительный вход каждого датчика тока предназначен для включения датчика последовательно в линию питания соот-

ветствующей фазы электродвигателя от преобразователя, а выход датчика тока - для подключения к соответствующему входу блока суммирования, выходом подключенного к первому управляю-

щему входу исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы электродвигателя путем исключения ложных срабатываний защиты при воздейст-

|виях пусковых переходных процессов и коммутационных помех, исполнительный орган снабжен дополнительным управляющим входом Пуск и выполнен на фильтре, вход которого является первым управляющим входом исполнительного органа, пороговом инвертирующем элементе, двухвходовых первом и втором элементах И-НЕ и двухвходовом элементе И, первый вход которого является дополнительньп управляющим входом Пуск исполнительного органа, вход порогового инвертирующего элемента подключен к выходу фильтра, а выход - к первому входу первого

элемента И-НЕ, выходом соединенного с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом элемента И, при этом выход второго элемента И-НЕ соединен

с вторым входом первого элемента И-НЕ и вторым входом элемента И, выход которого соединен с выходом исполнительного органа, предназначенным для подключения к управляющему входу

Пуск управляемого преобразователя частоты.

is

io fi

fj

f Zf j fg t

Изобретение относится к электро- технике и предназначено для использования в электроприводах переменного тока для защиты асинхронного элe cтpoдвигaтeля от несимметрии питающего напряжения, обрыва фазы линии питания и обмотки статора электродвигателя, витковых и несимметричных коротких замыканий обмотки статора. Цель изобретения - повышение надежности работы электродвигателя путем исключения ложных срабатываний г защиты при воздействиях пусковых переходных процессов и коммутационных помех. При нормальном режиме питания электродвигателя 1 от управляемого преобразователя 2 частоты сумма выходных напряжений датчиков 9,10,11 тока равна нулю. Выходное напряжение на выходах блока 4 суммирования и фильтра 16 близки или равны нулю. На.выходе порогового инвертирующего элемента 17 присутствует сигнал лог.1. Элементы 18 и 19 находятся в исходном состоянии, при котором на выходе элемента 19 присутствует сигнал лог.1. При обрьше одной из фаз электродвигателя 1 или при несиммет- рии фазных токов выходное напряжение блока 4 превышает опорное напряжение, пороговый инвертирующий элемент 17 переключается, сигнал на его выходе принимает значение лог.О. Элементы 18,19 переходят в новое устойчивое состояние, при котором на выходе элементов 19,20 сигналы принимают значения лог.О, при этом электродвигатель отключается. 3 ил. с (Л 00 со 00 О5 со 12

Фиг.з