Устройство для защиты асинхронного электропривода системы вентиляции вагонов Советский патент 1988 года по МПК B60L3/04 H02H7/08 

со со со

05 О5

со

fC froflogodof y

органу SmffflouV

груплбг aae/ffnfx Stitamejffu

)1393669

Изобретение относится к области транспортного вспомогательного элект- |рообррудования и может быть исполь- зовано как средство защиты асинхронных электродвигателей системы вентиляции вагонов метро и пассажирских

вагонов, где электродвигатели питаются от бортовой сети через полупроводниковый статический преобразова- |гелн.

Цель изобретения - повышение на™ |;ежности.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для защита асин-|5 отсутствие перегрузки, уровень нап

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме при появлении напряжения на выходе трехфазного инвертора автоматически включается контактор 15, и своими контактами подключает одну из групп электродвигателей 16 к питающему напряжению. Одновременно с появлением напряжения на выходе трехфазного инвертора срабаты- вает реле 2 и замыкает свой контакт 20, подготовив к работе цепь устройг ства защиты. В нормальном режиме, в

Изобретение относится к транспортному вспомогательному электрооборудованию и может быть использовано для защиты асинхронных двигателей вентиляторов вагонов метрополитена. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство для защиты асинхронного электропривода системы вентиляции вагонов содержит трехпар-. .ный автономный инвертор 1 (источник питания), к одному из фазных вьшо- дов которого подключена обмотка 2 реле наличия напряжения источника питания . На выходе инвертора 1 включены датчики аварийного тока, вьтолненные на резисторах 3-5, исполнительный орган 6 защиты, в состав которого входят трехфазный автоматический выключатель 7, цепочка из последовательно включенных разделительного диода 8, зарядного регистра 9 и накопительного конденсатора 10, подключенная к контактам выключателя 7, и тиристор i 11. Выпрямитель собран на диодах 12- 14, к катодам которых подключена цепь из ограничивающего резистора 17 И датчика 18 напряжения, параллельно которому включен сглаживающий конденсатор 19, связанный через контакт 20 реле наличия напряжения и разделительный диод 21 с пороговым элементом 22 и источником 26 о порного напряжет ния. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л

хронного электропривода системы вен- иляпли вагонов t

I Устройство содержит трехфазный фвтономный инвертор 1 (источник пита- ), к одному из фазных выводов ко- 20 i oporo; подключена обмотка 2 реле наличия напряжения источника питания. f а вькоде инвертора включены датчики .варнйного тока, выполненные на ре- исторах 3-5 и исполнительный орган , 25

защиты, в состав которого входят 1|рехфазный автоматический выключатель т, цепочка из посл€;довательно включенных разделительного диода 8, зарядного резистора 9 и накопительного 30 к|онденсатора 10, подключенная к кон- т|актам выключателя 7,, тиристор 11, пЬдключенный анодом к точке соедине-, HJHH, зарядного резистора 9 и Накопи- т льного конденсатора 10, а катодом К: контакту выключателя в фазе С со с|гороны инвертора. Устройство также выпрямитель из диодов 12-14, подключенных анодами к соответствую фазам А, В и С источника питания п после выключателя 7, и трехфазный ю&нтактор 15, включенный в цепь пита- нИя групп асирхронных электродвигате- лфй 16. Катоды диодов 12-14 подклю- чфны через,ограничивающий резистор 17 и датчик 18; напряжения к нь левому вы- вф ду инвертора 1. К сглаживающему конденсатору 19 через контакты 20 на-- Л11чия напряжения включены последовательно соединенные разделительный ди35

ряжения /подаваемого от источника пи тания (инвертора) на датчик 18 напр жения через диоды 12-14 и резистор выше чем напряжение источника опорн го напряжения, что не приводит к ср батыванию порогового элемента 22 и отключению выключателя 7. При этом конденсатор 19 используется для сгл живания коммутационных провалов инвертированного напряжения на датчике 18 напряжения. При возникновении перегрузки из-за замыкания в обмотках электродвигателя одной из групп или замыкания в питающих линейных проводах возрастает ток в фазе с по режденной обмоткой или в других фазах (при линейном замыкании), что в силу ограниченной мощности инвертора резко изменяет форму и величин выходного напряжения инвертора посл датчика аварийного тока.

Вследствие этого на датчике 18 н пряжения величина выходного напряж ния уменьшается. Поэтому одновремен но с возникновением перегрузки (раз ница в несколько микросекунд) из-за появления положительной разности на пряжения между источником 26 опорно го напряжения и напряжением на датч ке IB, срабатывает пороговый элемен 22 за счет переключения стабилитро 25. Переключение стабилитрона приво дит к включению тиристора 23. При включении тиристора формируется импульс через первичную обмотку импул

од 21 и пороговый элемент 22, состоя- - сного трансформатора 24, амплитуда

Щ11й из последовательно соединенных тиристора 23 и импульсного трансфор- MclTopa 24, выходная обмотка которого подключена к управляющему электроду тиристора 11, улравляющий электрод Ti tpHCTopa 23 через стабилитрон 25 подключен к плюсовому выводу источника 26 опорного напряжения.

0 5

0 п

5

ряжения /подаваемого от источника питания (инвертора) на датчик 18 напряжения через диоды 12-14 и резистор 17 выше чем напряжение источника опорного напряжения, что не приводит к срабатыванию порогового элемента 22 и отключению выключателя 7. При этом конденсатор 19 используется для сглаживания коммутационных провалов инвертированного напряжения на датчике 18 напряжения. При возникновении перегрузки из-за замыкания в обмотках электродвигателя одной из групп или замыкания в питающих линейных проводах возрастает ток в фазе с поврежденной обмоткой или в других фазах (при линейном замыкании), что в силу ограниченной мощности инвертора резко изменяет форму и величину выходного напряжения инвертора после датчика аварийного тока.

Вследствие этого на датчике 18 напряжения величина выходного напряжения уменьшается. Поэтому одновременно с возникновением перегрузки (разница в несколько микросекунд) из-за появления положительной разности напряжения между источником 26 опорного напряжения и напряжением на датчике IB, срабатывает пороговый элемент 22 за счет переключения стабилитрона 25. Переключение стабилитрона приводит к включению тиристора 23. При включении тиристора формируется им; пульс через первичную обмотку импуль - сного трансформатора 24, амплитуда

которого определяется разностью напряжений на датчике 18 и параллельно к нему подключенном конденсаторе 19, 1{ачиная с момента возникновения перегрузки.

Импульс тока при срабатывании порогового элемента 22 трансформируется во вторичную обмотку импульсного

I

трансформатора 24 и включает тиристор 11 в исполнительном органе 6 защиты, который импульсно разряжает накопительный конденсатор 10 через контакты выключателя 7 и его отключающую обмотку в одной из фаз, предварительно заряженный до линейного напряжения при включении инвертора, В результате мощный разрядный импульс конденсатора 10 с крутым фронтом, воздействуя на отключающую обмотку выключателя 7, отключает последний, обесточивая группу с поврежденным электродвигателем, не вызывая отключения инвертора, Поскольку время срабатывания порогового элемента 22 незначительно, то время срабатывания групповой защиты определяется фактически временем срабатывания выключателя 7. Это об- стоятельство позволяет обеспечить высокое быстродействие защиты электро- потребителей и, как следствие, селективность с защитой трехфазного инвертора, поскольку исполнительный ор- 25 под ключ одним из выводов к одноган защиты срабатывает не в момент достижения током перегрузки в одной из фаз величины уставки тока.

При фазовом замыкании ток в фазе не превьшает номинального значения, но вызывает срыв инвертора и срабатывание его защиты. В предлагаемом устройстве этот режим невозможен, поскольку для срабатывания защиты не требуется увеличение аварийного тока до тока уставки. Наличие резисторов в цепи питания фазовых обмоток электродвигателей каждой позволяет не только повысить чувствительность ее защиты, но и исключает ложное срабатывание пороговых органов других групп, поскольку их датчик уровня напряжения отделен от датчиков других групп двумя резисторами в каждой фа- .зе, за счет чего уровень снижения напряжения в группе с повреждением в несколько раз больше, чем в других группах электродвигателей (без прв- реждения).

По сравнению с известными предлагаемое устройство для защиты асинх- ронного электропривода системы вентиляции вагонов позволяет обеспечить его селективность с защитой питающего

5

10

is20 трехфазного инвертора, используя простейшие коммутационные аппараты, и позволяет защищать группу электродвигателей без увеличения коммутационной способности инвертора.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

му КЗ входов порогового элемента источником опорного напряжения, разде-- лител ьным диодом, датчиком аварийного тока и реле наличия напряжения источника питания, замыкающий контакт которого включен между точкой соединения ограничивающего резистора и одного из выводов сглаживающего конден- сатора и одним из выводов раздели-i , и тельного диода5 другой вывод которого соединен с другим входом порогового элемента, причем другие выводы сглаживающего конденсатора и источника опорного напряжения соединены между собой и с нулевым, выводом источника питания,

2, Устройство по п, 1, о т л и - чающееся тем, что исполнительный орган защиты содержит автоматический выключатель, к одному из контактов которого включена цепь из соединенных последовательно накопительного конденсатора и тиристора, управляющий вход которого является входом исполнительного органа защиты, причем накопительный конденсатор через разделительный диод и зарядный резистор связан с выводом другого контакта выключателя.