Устройство для защиты электрического двигателя от перегрузки и сверхтоков Советский патент 1990 года по МПК H02H7/08 H02H7/85 H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических машин, может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для защиты электрических двигателей (ЭД) и является усовершенствованием устройства по авт. св. N: 1398016.

Цель изобретения - повышение надежности путем исключения ложного срабатывания защиты при самозапуске ЭД.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для защиты ЭД от перегрузки и сверхтоков.

Устройство подключается к защищаемому ЭД 1 через основные преобразователи тока 2 и напряжения 3 и содержит преобразователь 4 ток - напряжение со схемами выпрямления и сглаживания полуволн токов положительной 5 и отрицательной 6 полярностей, выходы которых соединены последовательно-согласно и подключены к входу формирователя 7 сигнала пропорционально сумме полуволн тока статора ЭД 1, выход которого через первый элемент В выдержки времени соединен с управляющей цепью ключа 9, через исполнительную цепь которого к источнику постоянного тока подключены исполнительная цепь блокирующего ключа 10 и второй элемент 11 выдержки времени, выходом которой через второй компаратор 12 соединен с входом исполнительного органа устройства 13 защиты, формирователь. 14 сигнала, пропорционального разности полуволн тока, вход которого подсоединен по схеме суммирования к выходам выпрямителей 5 и б положительной и отрицательной полуволн тока, а выход через выпрямитель 15 - к входу первого компаратора 16, нагруженного на управляющую цепь блокирующего ключа 10, многоконтурный RC-аналог 17 теплового состояния ЭД 1, который входом включен на суммарное напряжение выпрямителей 5 и 6, а выходом подключен к инвертирующему

сл

с

ел о

00

о

КЗ

оходу второго компаратора 12, формирователь 18 сигнала, пропорционального сумме действующего значения периодиче- ско й составляющей тока машины и ее производной, который связывает раздельно иеинвертирующий вход второго компаратора 12 с выходом выпрямителя положительной полуволны тока, а инвертирующий - с выходом выпрямителя отрицательной полуволны тока. Кроме того, устройство содержит преобразователь 19 напряжения, первичная обмотка которого подключена к основному преобразователю 3 напряжения, а вторичная через однополупериодную c5ie- му 20 выпрямления и сглаживания - к неин- вертирующему входу органа 21 блокировки при самозапуске ЭД 1, нагруженного на управляющую цепь блокирующего ключа 10, инвертирующий вход которого подключен к выходу схемы выпрямления и сглаживания положительных полуволн выходного напряжения преобразователя 4 ток - напряжение.

Устройство работает следующим обра3OF ..

При успешном пуске ЭД 1 напряжение на входе операционного усилителя формирователя 7 сигнала, пропорционального сумме полуволн тока статора ЭД 1, превышает значение порога переключения, последнее переключается.

Выходное напряжение формирователя 7 сигнала начинает уменьшаться, что приво- .дит к .разряду конденсатора времязадаю- щего элемента 8. Его разность потенциалов доходит до О, затем меняет свой знак. При определенной величине его отрицательного потенциала происходит пробой стабилитрона элемента 8 выдержки времени, что обеспечивает перевод ключа 9 в проводящее состояние, заряд конденсатора второго элемента 11 выдержки времени и включение блокирующего ключа 10. Последний включается, так как первичный ток на интервале времени, большим выдержки первого элемента 8 времени, содержит низкочастотную составляющую, и компаратор 16 находится в сработанном состоянии. Следовательно, ключ 10 блокирует устройство защиты в пусковом режиме ЭД 1.

В режиме пуска ЭД 1 с заклиненным ротором неравенство полуволн тока имеет место в течение времени, меньшего, чем выдержка времени элемента 8, поэтому конденсатор элемента 11 выдержки времени продолжает заряжаться, так как к этому моменту компаратор 16 возвращается в исходное состояние, и по истечении его выдержки времени компаратор 12 переключается. Последний своим положительным выходным

потенциалом вызывает переключение транзистора и срабатывание исполнительного реле выходного органа 13, воздействующего на элемент 22 отключения защищае- мого ЭД 1.

При затянувшихся пусках, а также перегрузках с кратностями тока, меньшими порога переключения операционного усилителя формирователя 7 сигнала, защи- 0 та, ЭД обеспечивается органом 17. Время- задающая схема такого органа содержит трехконтурную НС-цепь, заряд каждого из конденсаторов которой эквивалентирует нагрев соответственно обмоток статора, 5 стали машины, обмоток ротора. Вход данной времязадающей цепи подключен к конденсаторам выпрямителей 5 и 6. В качестве выходного сигнала используется половина .напряжения последнего конденсатора, и в 0 момент времени, когда отрицательный выходной потенциал превышает по модулю уставку компаратора 12, происходит срабатывание защиты. На входы компаратора 12, кроме того, подаются сигналы по- 5 ложйтельной и отрицательной полярностей, каждый из которых пропорционален величине первичного тока и его про изводной. Компаратор действует на сумму модулей данных сигналов и при превышении задан- 30 ной величины обеспечивается его срабатывание. Соотношение формируемого сигнала блока 18 и уставки компаратора 12 выбира-- ется таким, чтобы срабатывание происходило только при токах, больших пускового. 35 Таким образом, при коротких замыканиях срабатывание защиты обеспечивается без выдержки времени.

В режиме кратковременного исчезновения тока в цепи статора ЭД 1 компаратор 40 органа 21 блокировки при самозапуске ЭД 1 переключается ввиду наличия остаточной ЭДС на выводах ЭД, формируя сигнал управления блокирующего ключа 10, который удерживается на время, превышающее вре- 45 мя первого элемента 8 времени с момента возврата компаратора органа 21 блокировки в исходное состояние. Поэтому при восстановлении питания ЭД блокирующий ключ 10 открывается после отработки вы- 50 держки времени элемента 8 времени. Благодаря этому исключается неправильное срабатывание, устройства при самозапуске. Таким образом, устройство правильно действует в аварийных и эксплуатационных 55 режимах ЭД.

Предлагаемое устройство не срабаты- рает ложно при самозапусках и тем самим исключаются излишние пуски ЭД- Благодаря этому предотвращается излишний нагрев обмоток защищаемой машины, что

исключает ускоренное старение ее изоляции и сокращение срока службы ЭД, Формула изобретен я Устройство для защить электрического двигателя от перегрузки и caejJxTOKos по авт. св. № 1398016, отличающееся тем, что, с целью повышения мадежносп путем исключения ложного срабатывания защиты при самозапуске электродвигателя, оно дополнительно снабжено преобразователем напряжения, первичная обмотка которого

подключена к вновь введенному основному преобразователю напряжения, вторичная через однополупериодную схему выпрямле- нмл и сглаживания - к неинвертирующему входу вновь введенного органа блокировки при самозапуске, выход которого подключен к управляющей цепи блокирующего ключа, а его инвертирующий вход подсоединен к выходу схемы выпрямления и сглаживания полуволн токов положительных полярностей.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических машин, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для защиты электрических двигателей. Целью изобретения является повышение надежности путем исключения ложного срабатывания защиты при самозапуске электродвигателя. Цель достигается формированием сигнала блокировки при прерыве питания и наличии остаточного ЭДС на выводах электродвигателя. 1 ил.

I-I

U