Устройство для пуска и защиты от асинхронного хода синхронного электродвигателя Советский патент 1989 года по МПК H02P1/50 H02H7/08 

пусковой регистор 3 через коммутатор 4 и резонансный контур 7, настроенный на частоту, выбранную из условия

145

«ии fp

f

S макс

где f

.«ИИ IMCIKC

минимальная и максимальная частоты о скольжения при асинхронном ходе. Между анодным и катодным выводами коммутатора 4 включен силовой диод 5. Движок потенциометра соединен с входом масштабного усилителя 9. Выход последнего подключен к входу инвертирующего усилителя to, к управляюия

1450060

щему входу Стоп возбудителя 1 и через диод 11 - к выходу усилителя 10 и.-входу реле времени 12. Выход реле времени 12 соединен с выключателем 13 синхронного электродвигателя. Силовой диод 5 обеспечивает прохождение тока через пусковой резистор 3 при . асинхронных пусках. Резонансный контур 7 обеспечивает увеличение тока в обмотке ротора 2 на частотах скольжения, характерных для асинхронных режимов. Устройство обеспечивает снижение перегрева обмотки ротора от асинхронных режимов. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повьппение надежности работы путем увеличения чувствительности выявления асинхронного хода синхронного электродвигателя. Устройство для пуска и защиты от асинхронного хода синхронного электродвигателя снабжено датчиками тока 6, первичные обмотки которых соединены последовательно и включены в цепь обмотки ро« тора 2 синхронного электродвигателя . Вторичные обмотки датчиков тока 6 соединены последовательно-встречно через потенциометр И. К выводам ти- ристорного возбудителя 1 подключены § т с

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам пуска и релейной защите электрических машин.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем увеличения чувствительности выявления асинхронного хода.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для .пуска и защиты от асинхронного хода синхронного электродвигателя; на. фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика резонансного контура; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит возбудитель 1 для подключения к обмотке pfoTopa 2 синхронного электродвигате- ля. Защитная цепь, выполненная в :виде пускового резистора 3, подключена через два параллельно соединен- них тиристора коммутатора 4 к выво- дам -возбудителя 1 . Силовой диод 5 подключен между катодом и анодом тиристорного коммутатора 4, а анод силового диода 5 соединен с положительной клеммой возбудителя 1. Первичные обмотки датчика 6 тока обмот- ки ротора 2 соединены между собой последовательно. Резонансйьй контур 7 одним выводом соединен с отрицательной клеммой возбудителя 1, а другим - к точке соединения первичных обмоток, датчика 6 тока. Вторичные обмотки датчиков 6 тока через

10

15

20 25 О

5

потенциометр 8 соединены последовательно встречно а движок потенциометра 8 соединен с входом масштабного усилителя 9, выход которого соединен с управляющим входом Стоп возбудителя 1, к входу инвертирующего усилителя 10 и через диод 11 подключен к выходу инвертирующего усилителя 10 и входу реле f2 времени. Выход реле 12 времени соединен с приводом выключателя 13 синхронного электродвигателя.

На фиг. 3 приведены временные диаграммы сигналов в следующих точках схемы: а - сигнал на входе масщтаб- ного усилителя 9; б - сигнал на выходе масщтабного усилителя 9 в - сигналы, подаваемые на управляющий вход Стоп тиристорного возбудителя 1; г - сигнал на выходе реле 12 времени (tg, - вьздержка времени реле), откл момент отключения выключате- ля 13)/

Устройство работает следующим образом.

При устойчивой синхронной работе синхронного электродвигателя отсутствует сигнал на входе масштабного усилителя 9. При этом отсутствуют также сигналы на управляющий вход Стоп возбудителя 1 и выходе реле 12 времени.. .

При выпадении двигателя из синхронизма (увеличение нагрузки на валу, снижение питающего напряжения и др.) в обмотке ротора 2 синхронного электродвигателя возникает :ЭДС скольжения, вызывающая Кблебания тока в обмотке ротора (фиг. За) с частотой сколь- жения f , Когда скольжение ротора, увеличивайсь, достигает величины, при которой частота скольжения становится больпе , jTOK в резонансном контуре 7 резко возрастет. При этом возрастет разность переменных напря- 10 жений с частотой f на движке потенциометра 8, а сигнал поступает на вход масштабного усилителя 9. Первоначально масштабный усилитель балансируют и устанавливают нулевой сигнал 15 на его выходе при отсутствии входного сигнала. Масштабный усилитель 9 выполняет функции усилителя-ограничителя н на его выходе формируется последовательность прямоугольных им- 20 пульсов (фиг. Зб), имеющих частоту екольжения.

Положительные импульсы масштабного усилителя 9 (фиг. Зв) поступают на управляющий вход Стоп возбуди- 25 теля 1- и на выход инвертирующего усилителя 10. Отрицательные импульсы с выхода масштабного усилителя 9 инвертируются инвертирующим усилителем 10 и на его выходе получают последо- 30 вательность прямоугольных импульсов положительной полярности (фиг.Зв).На входе реле 12 времени из импульсов, поступающих с выхода масштабного усилителя 9 через диод 11, и прямо- 35 угольных импульсов, поступающих с выхода инвертирующего усилителя 10, формируется прямоугольный импульс, начало которого соответствует моменту возникновения асинхронного хода.Нос- 40 ле истечения времени t реле 12 времени вьщает сигнал на отключение выключателя 13.

Положительные импульсы, поступающие на управляющий вход Стоп возбу- 45 дителя 1, вызывают кратковременное (на время, равное длительности импульса) отключение тока возбуждерия. Поскольку отключение возбудителя .со- ответствует такому угловому положе- 50 тю ротора относительно поля статбг ра, когда момент тормозной, то это мероприятие способствует повторному вхождению в синхронизм электродви-. гателя.55

Резонансная частота контура 7 и его полоса пропускания (на фиг. 2 значение передаточного коэффициента

К на уровне 0,7) являются параметрами, независящими от частоты питающего напряжения. Поэтому асинхронный режим выявляется лишь тогда, когда частота скольжения укладывается в диапазон „„ - f мд с оответствующий изменению скольжения в пределах &S. Выбор значения минимальной и максимальной частот скольжения осуществляют для конкретной машины. Минимальная частота скольжения ,кнОПределя- ется при асинхронном режиме вхолостую работающего электродвигателя. Масксимальная частота скольжения определяется при максимальной нагрузке на валу и наибольшем (допустимом по условиям эксплуатации электродвигателя) снижении напряжения на зажимах электродвигателя. Частота скольжения f, частота питающей сети fc и скольжения S связаны известным соотношением

S-f,

При синхронных качаниях (из-за изменениянагрузки на валу и др.) частота скольжения меньше сигнал на движке потенциометра 8 не выделяется или его уровень меньше порога его формирования масштабным усили телем 9. В случае, когда резонансный контур 7 имеет добротность, сигнал с йыхода потенциометра 8 на вход масштабного усилителя 9 должен ftpоходить через полосовой фильтр с полосой пропускания.

Целесообразность использования полосового фильтра определяется в каждом конкретном случае. Силовой диод 5, включенный между тиристорами коммутатора 4, обеспечивает прохождение тока через п усковой резистор 3 при асинхронных пусках. В качестве управляющего входа Стоп для тиристорных возбудителей может быть использована цепь подачи управляющих импульсов тиристоров выпрямителя.

При этом управление возбудителем происходит и в том случае, когда ток возбуждения в асинхронном режиме не проходит через нулевое значение (фиг. За).

Соответствующим выбором амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот от резонанса до 50 Гц

(т.е. при S 1) может быть достиг выполнение функции защиты от затянувшегося пуска,, когда ротор не д|оходит до подсинхронных оборотов; Э|гот режим характерен при- пусках под н|агруз&ой с применением токоогра11ичи реакторов в цепи статора или автотрансформаторов для понижения н|апряжения при пусках.

Повышение чувствительности устрой сгва достигается избирательным увели чшием тока в обмотке ротора на частотах скольжения, характерных для асинхронных режимов с помощью нансного контура. Режимы синхронных качаний, связанные с колебанием тока в обмотке ротора, не фиксируются. Импульсные помехи, связанные с работой возбудителя 1, не влияют на работу устройства поскольку их частотный спектр лежит вне .диапазона полосы пропускания резонансного крнтура 7 ({)ни следуют с частотой значительно бфльгае 50 Гц).

: В устройстве обеспечивается сни- перегрева обмоток электродвига тфля от асинхронных режимов и сниже™ расходов на ремонт электродвига- ,

Ф:ормула изобретения

I Устройство для пуска и защиты от асинхронного хода синхронного элект- РФдвигателя, содержащее возбудитель дJjIЯ подключения к обмотке ротора ci HxpoHHoro электродвигателя, защит- n-jpo цепь,вьтолненнузо в виде пуско- в({)го резистора, подключенную через параллельно соединенных тиристо- рг1 коммутатора к, выводам возбудители,, реле времени, выход которого

К

| /П

соединен с выключателем синхронного электродвигателя, отличающе- е ,: я тем, что, с целью повышения

надежности работы путем увеличения чувствительности выявления асинхронного хода, введены два датчика тока, резонансный контур, масштабный уси-. литель, инвертирующий усилитель, силовой и дополнительный диоды, потенциометр, при этом первичные обмотки датчиков тока соединены между собой-последователйно и включены в цепь, предназначенную для соединения

5 защитной цепи с обмотками ротора синхронного электродвигателя, а резонансный контур одним выводом соединен с отрицательной клеммой возбудителя, другим выводом подключен к

0 точке соединейия первичных обмоток дат.чика тока, вторичные обмотки которых через потен1диометр соединены

последовательно встречно, а движок потенциометра подключен к входу

5 масштабного усилителя, выход которого соединен с управляющим входом Стоп возбудителя, входом инвертирующего усилителя и через дополки- тельнг 1й диод т с выходом инвертирую0 щего- усилителя и входом реле времени, силовой диод включен между анодом и катодом тиристоров коммутатора в проводящем направлении по отношению к положительной клемме возбудителя,

5 а резонансный контур настроен на

частоту

НИН

fps определяемую из соотнош е f мин

- макс

где fмин минимальная частота скольжения при асинхронном ходе максимальная частота скольжения при асинхронном ходе.

май

fm

- II1 J 3 IILI1

гигг

J 3 IILI1

t

.З

. тлл