Многодвигательный асинхронный электропривод с автоматическим управлением и защитой при опрокидывании Советский патент 1991 года по МПК H02P1/58 H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам автоматики и релейной защиты и может быть использовано для автоматического управления пуском трехфазных электродвигателей технологических линий и их защиты при опрокидывании.

Цель изобретения - увеличение надежности электропривода.

На фиг.1 представлена принципиальная силовая схема электропривода; на фиг.2 - принципиальная схема автоматического управления электроприводом и его защиты.

Устройство содержит п асинхронных электродвигателей 1-3, разделенных на три равные по числу электродвигателей группы, три коммутационных аппарата 4-6, полюса которых одними выводами подключены к фазам ста- торных обмоток асинхронных электродвигателей 1 - 3 соответственно,магнитный сумматор 7 с тремя первичными обмотками 8 - 10,одни выводы которых предназначены для подключе- ния к разноименным для каждой группы электродвигателей фазам источника питания, другие выводы первичных обмоток 8-10 магнитного сумматора 7 подключены к другим выводам полюсов коммутационных аппаратов 4 - 6 в разноименных для каждой группы электродвигателей фазах статорной обмотки, другие выводы остальных полюсов коммутационных аппаратов 4-6 предназначены для подключения к соответствующим фазам источника питания реле,катушка 11 которого подключена к вторичной обмотке 12 магнитного сумматора 7, RS-триггеры 13-16 (по количеству на один больше защищаемых электродвигателей) t функционально соединенные двоично-десятичный счетчик 17 и дешифратор 18, два элемента И 19 и 20, провод цепи 21 управления через замыкающие кнопки 22 и 23 управления подключен соответственно к S- и R-входам первого RS-триггера 13, прямой выход которого подключен к первому входу элемента И 19, к второму входу первого элемента И 19 провод цепи управления подключен через последовательно соединенные размыкающий контакт 24 реле и элемент 25 задержки, выход первого элемента И 19 подключен к счетному входу двоично- десятичного счетчика 17 непосредственно, а к первому входу второго элемента И 20 - через инвертор 26, первый выход 27 дешифратора 18 свободен, а выходы 28 - 30 подключены к S-входам соответствующих RS-триггеров 14-16, выходы которых подключены к , ключам 32 - 34 управления коммутационными аппаратами 4-6, выход 31 дешифратора 18 подключен к второму вхоДУ второго элемента И 20, R-входы RS-триггеров 13 - 16 и R-вход двоично-десятичного счетчика 17 объединены и подключены к выходу второго элемента И 20, причем провод цепи

21 управления через дифференцирующую цепочку 35 подключен также к R-входу двоично-десятичного счетчика 17,

Электропривод работает следующим образом.

0 При подаче напряжения питания на провод цепи 21 управления дифференцирующая цепочка 35 формирует импульс сброса, устанавливая двоично- десятичный счетчик 17 в нулевое сос5 тояние, при этом на выходе 27 дешифратора 18 устанавливается уровень 1. Одновременно уровень 1 через размыкающий контакт 24 реле и элемент 25 задержки,служащий для устра0 нения дребезга контакта,подается на второй вход вход первого элемента И 19. При последующем нажатии на кнопку 22 Пуск уровень 1 подается на S- вход RS-триггера 13,триггер переключается, на его прямом выходе появляется уровень 1,который поступает на первый вход первого элемента И 19. В результате на выходе первого элемента И 19 появQ ляется уровень 1, что приводит к появлению на счетном вхо- де двоично-десятичного счетчика 17 счетного импульса. Уровень 1 перемещается на выход 28 дешиф5 ратора 18. Это приводит к переключению RS-триггера 14, появлению на его прямом выходе уровня 1 и открыванию ключа 32 управления коммутационным аппаратом 4. Коммутационный

-Q аппарат 4 срабатывает и подключает электродвигатель I к сети. При включении электродвигатель 1 потребляет пусковой ток в 5-7 раз больше номинального, который, протекая по пер„- вичной обмотке 8 сумматора 7,создает в магнитопроводе магнитный поток. В результате во вторичной обмотке 12 появляется ЭДС и реле срабатывает, его контакт 24 размыкается, на втором входе первого элемента И 19 появляется уровень О, По мере разгона электродвигателя 1 ток в первичной обмотке 8, а следовательно, и во вторичной обмотке 12 уменьшается и реле возвращает свой контакт 24 в исходное состояние. При этом на втором входе первого элемента И 19 опять появляется уровень 1, что приводит к появлению на его выходе, а следовательно , и на счетном входе двоично-десятичного счетчика 17 счетного импульса. Уровень 1 перемещается на вывод 29 дешифратора 18.Это приводит к переключению RS-тригге- ра 15, появлению на его прямом выходе уровня 1 и открыванию ключа 33 управления коммутационным аппаратом 5. Коммутационный аппарат 5 срабатывает и подключает электродвигатель 2 к сети. При включении электродвигателя 2 по обмотке 9 протекает пусковой ток, в результате чего резко увеличивается суммарный магнитный поток в магнитопроводе, индуктируя ЭДС во вторичной обмотке 12,срабатывает реле и его контакт 24 размыкается,на втором входе первого элемента И 9 появляется уровень О. По мере разгона электродвигателя 2 ток в пер- внчной обмотке 9 уменьшается. По обмоткам 8 и 9 сумматора 7 протекают токи разных фаз по величине меньше номинальных, сдвинутые на угол5близ- кий к 120°. Так как обмотки 8 и 9 выполнены с равным числом ампер-витков, то в магнитопроводе возникает магнитный поток небаланса по величине

меньше магнитного потока, возникающего при номинальном токе, ЭДС во вторичной обмотке 12 уменьшается и реле возвращает свой контакт 24 в исходное состояние. При этом на втором входе первого элемента И 19 опять появляется уровень 1, что приводит к появлению на его выходе, а следовательно, и на счетном входе двоично- десятичного счетчика 17 счетного импульса. Уровень 1 перемещается на выход 30 дешифратора 18. Это приводит к переключению RS-триггера 16,появлению на его прямом выходе уровня 1 и открыванию ключа 34 управления коммутационным аппаратом 6. Коммутационный аппарат 6 срабатывает и подключает электродвигатель 3 к сети. При включении электродвигателя 3 по

обмотке 10 протекает пусковой ток,

0

в результате чего суммарный магнитный поток в магнитопроводе резко увеличивается, индуктируя ЭДС, во вторичной обмотке 12, срабатывает реле и его контакт 24 размыкается. После разгона электродвигателя 3 в первичных обмотках 8-10 протекают токи холостого хода, сдвинутые на угол 120 . Так как обмотки 8-10, принадлежащие трем разным фазам, выполнены с равным числом ампер-витков, то магнитный поток в магнитопроводе равен нулю и ЭДС во вторичной обмотке 12

5 отсутствует. По мере загрузки электродвигателей 1 - 3 изменяются токи в обмотках 8 - 10 и магнитный поток небаланса. При неодинаковой загрузке электродвигателей или при количестве их, не кратном трем, в кольцевом магнитопроводе создается магнитный поток небаланса, вызванный несимметрией магнитных потоков, создаваемых в первичных обмотках сумматора 7.Ве5 личина магнитного потока небаланса

всегда меньше магнитного потока,по- . являющегося при опрокидывании одного из электродвигателей. Если количество электродвигателей больше трех ,

0 необходимо их запуск производить в такой последовательности, чтобы поочередно оживлялись первичные обмотки сумматора 7, принадлежащие разным фазам.

После запуска и разгона всех электродвигателей реле возвращает свой контакт 24 в исходное состояние. При йтом на втором входе первого элемента И 19 опять появляется уровень 1, что приводит к появлению на его выходе, а следовательно, и на счетном входе двоично-десятичного счетчика 17 счетного импульса. Уровень перемещается на выход 3 дешифратора 18. Схема готова к защите.

При опрокидывании одного из электродвигателей, например электродвигателя 2, по первичной обмотке 9 протекает пусковой ток, в магнитопроводе возникает магнитный поток, значительно больший потока небаланса,во вторичной обмотке 12 появляется ЭДС,реле срабатывает и размыкает свой контакт 24. На втором входе первого элемента И 19, а следовательно, и на его де появляется-уровень О,

В результате на первом и втором входах второго элемента И 20 присутствуют уровни 1. Появление уровня

5

0

5

0

5

1 на выходе второго элемента И 20 вызывает переключение RS-триггера 13-16 и обнуление двоично-десятичного счетчика 17, в результате чего на прямых выходах RS-триггеров 13-16 появляется уровень О, ключи 32 - 34 управления коммутационными аппаратами 4-6 закрываются и электродвигатели 1 - 3 отключаются. Схема готова к следующему пуску.

Электропривод может быть изготовлен на базе микросхем серии К 176. В качестве ключей могут быть использованы тиристорные оптроны, в качестве коммутационных аппаратов-тиристор- ные пускатели.

Таким образом, снижение числа коммутационных контактов, работающих в часто повторяющихся режимах и требующих регулярного технического обслуживания, а также построение схемы защиты и управления предлагаемым электроприводом повышают его надежность по сравнению с известным.

Формула изобретения

Многодвигательный асинхронный электропривод с автоматическим управ- лением и .защитой при опрокидывании, содержащий п асинхронных электродвигателей, разделенных на три равных по числу электродвигателей группы, три коммутационных аппарата,полюса которых одними выводами подключены к фазам статорных обмоток асинхронных электродвигателей своих групп,магнитный сумматор с тремя первичными обмотками, одни выводы которых пред- Назначены для подключения к разноименным для каждой группы электродвигателей фазам источника питания,другие выводы первичных обмоток магнитного сумматора подключены к другим выво-

0

5

0 5 0 5

дам полюсов коммутационных аппаратов в разноименных для каждой группы электродвигателей фазах статорной обмотки, другие выводы остальных полюсов коммутационных аппаратов предназначены для подключения к соответствующим фазам источника питания,реле, катушка которого подключена к вторичной обмотке магнитного сумматора, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, в него введены RS-триггеры по количеству на один больше защищаемых электродвигателей, функционально соединенные двоично-десятичный счетчик и дешифратор, два элемента И, провод депи управления через замыкающие кнопки управления подключен соответственно к S- и R-входам первого RS- триггера, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, к второму входу первого элемента И провод цепи управления подключен через последовательно соединенные размыкающий контакт реле и элемент задержки, выход первого элемента И подключен к счетному входу двоично-десятичного счетчика непосредственно, а к первому входу второго элемента И - через инвертор, каждый из п выходов дешифратора, начиная с второго, подключен к S-вхо- дам соответствующих п RS-триггеров, выходБ которых подключены к ключам управления своих коммутационных аппаратов, (п-Н)-й выход дешифратора подключен к второму входу второго элемента И, R-входы всех RS-триггеров и R-вход двоично-десятичного счетчика объединены и подключены к выходу второго элемента И, при этом провод / цепи управления через дифференцирующую цепочку подключен к R-входу двоично-десятичного счетчика.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам автоматики и релейной защиты. Цель изобретения - увеличение надежности. Цель достигается введением в устройство RS-триггеров 13 - 16, функционально соединенных двоично-десятичного счетчика 17 и дешифратора 13, двух эл-тов И 19,20. Провод цепи управления через замыкающие кнопки 22,23 управления подключен соответственно к входам первого RS-тригге- ра 13, прямой выход которого подключен к первому входу эл-га И 9« К второму входу эл-та И 19 прогод подключен через последОБателънс соединенные размыкающий контакт 24 релз и эл-т 25 задержки. Выход первого эл-та И подключен к первому входу второго эл-та И 20 через инвертор 26. 2 ил. S8

Г5 1

А в С

ISI

9иг.1