Устройство для защиты частотно-управляемого электродвигателя Советский патент 1993 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматизированного электропривода с частотным регулированием.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство для защиты частотно-регулируемого электродвигателя состоит из коммутационного аппарата 1,преобразователя 2 частоты, защищаемого электродвигателя 3 подключенного к преобразователю 2 частоты, к статорным обмоткам электродвигателя 3 подключены фазные трансформаторы 4, 5, 6 тока, выпрямители 10, 11, 12 соединены к выходам фазных трансформаторов 4, 5, 6 тока через параллельно соединенные стабилитроны 7, 8, 9, три входа элемента И-НЕ 17 и три входа элемента ИЛИ 18 соединены с выходами выпрямителей 10, 11, 12 через параллельно соединенные сглаживающие конденсаторы 13,14,15, первый выход датчика 16 напряжения, элемента И-НЕ 17, элемента ИЛИ 18 соединены соответственно к первому, второму, третьему входам элемента И 19, выход которого соединен с входом элемента задержки 20, вход усилителя 21 соединен с выходом элемента задержки 20, вход исполнительного органа 22 соединен с выходом усилителя 21, вход датчика 16 напряжения преобразователя частоты соединен с преобразователем частоты 2, к нулевому проводу электродвигателя 3 подключен трансформатор тока 23, вход выпрямителя 24 соединен с вторым входом компаратора 26 через параллельно соединенный конденсатор 25, второй выход датчика 16 напряжения преобразователя частоты 2 соединен с первым входом компаратора 26, а выход соединен с четвертым входом элемента И-НЕ 17.

Устройство работает следующим образом. При нарушении симметрии нагрузки по нулевому проводу протекает ток. При регулировании скорости электродвигателя по закону частотного управления асимметричный режим отрицательно влияет на энергетические показатели двигателя и рациональный диапазон регулирования по частоте.

С другой стороны, для сохранения прежнего диапазона регулирования скорости электродвигателя при асимметрии необходимо уменьшение величины полезной мощности на его валу двигателя. Трансформатор тока 23, подключенный к нулевому проводу при асимметрии напряжений выдает переменное напряжение, которое параллельно изменяется с изменением напряжения подводимого к зажимам электродвигателя 3. Для уменьшения потерь и повышения чувствительности, трансформатор тока 23 выполнен на магнитопроводе из феррита. С уменьшением напряжения частоты электродвигателя 3 форма тока и напряжений сильно искажается из-за несинусоидальности напряжения преобразователя частоты 2. Поэтому асимметрия напряжений при низких частотах вызывает дополнительные потери и снижает КПД электродвигателя. Для сглаживания и улучшения формы выходного напряжения к входу выпрямителя 24 параллельно включается конденсатор 25. Далее выходное напряжение поступает на второй вход компаратора 26. С выхода датчика напряжения 16 преобразователя частоты на первый вход компаратора 26 поступает сигнал, который параллельно изменяется при регулировании напряжения электродвигателя. Компаратор 26 настраивают на определенное значение асимметрии напряжений. Напря

жение поступающее с датчика напряжения

16 преобразователя частоты берется как опорное.

При асимметрии напряжений выше допустимого предела (обычно для промышлен0 ных образцов преобразователей частоты эта цифра составляет выше 5-10%) срабатывает компаратор 26, рабочим сигналом которого является логический ноль. Этот сигнал поступает на четвертый вход элемента И-НЕ

5 17. Причем на трех входах элемента ИЛИ 18 и И-НЕ 17 присутствуют три логических единиц. На выходах этих элементов появляются логические единицы, на выходе элемента 16 тоже присутствует единица, которое приво0 дит к срабатыванию защиты устройства.

При обрыве фаз одной из фаз на двух входах элемента 17 И-НЕ появляются логические нули, один из которых создается за счет срабатывания компаратора 26, так как

5 через нулеврй провод протекает значительный ток. Соответственно эго приводит к срабатыванию защиты устройства.

Таким образом введение в устройство датчика асимметрии, связанного с элемен0 том И-НЕ 17 и датчиком напряжения 16 преобразователя частоты. защищает частотно-регулируемый электродвигатель 3, работающий в замкнутом режиме с автоматическим регулированием от асимметрии

5 напряжений во всем диапазоне регулирования, что исключает работу электродвигателя с низкими электрическими показателями и в конечном итоге повышает срок службы электродвигателя, помимо этого новая взаимосвязь элементов срабатывает при обрыве фаз и коротком замыкании электродвигателя.

Формула изобретения Устройство для защиты частотно-управляемого электродвигателя, содержащее три фазных трансформатора тока, вторичные обмотки которых через стабилитроны, выпрямители и интегрирующие конденсаторы подключены к входам элементов И-НЕ и ИЛИ, выходы которых подключены к входам элемента И, третий вход которого подключен к датчику напряжения преобразователя частоты, а выход через последовательно соединенные элемент задержки и усилитель подключен к исполнительному органу, о т л и0

5

чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство дополнительно содержит трансформатор тока с выводами для включения в нулевой провод электродвигателя, выпрямитель, конденсатор и компаратор, причем элемент И-НЕ выполнен четырехвходовым, выход трансформатора тока соединен с выпрямителем, первый вход компаратора соединен с выходом датчика напряжения преобразователя частоты, второй вход компаратора - с выходом выпрямителя через параллельно соединенный конденсатор, а четвертый вход -элемента И-НЕ соединен с выходом компаратора,

Использование: для защиты трехфазных частотно-регулируемых электродвигателей от недопустимой асимметрии напряжений. Сущность изобретения: при асимметрии напряжений выше допустимого предела (обычно для промышленных образцов преобразователей частоты эта цифра составляет выше 5-10%) срабатывает компаратор 26, рабочим сигналом которого является логический ноль. Этот сигнал поступает на четвертый вход элемента И-l IE 17. Причем на трех входах элемента ИЛИ 10 иИ-НЕ YI присутствуют три логические единицы На выходах этгх элементов появляются логические единицы, на выходе элемента 16 тоже присутствует единица которая приводит к срабатыванию защити устройства. При обрыве очной из фаз, на двух входах элемента 17 И-НС появляются логические нули один из которых созд с тся за счет срабатывания компаратора 26 так ак через нулевой провод протекает значительный ток. Соответственно -это приводит у срабатыванию защиты устройстрз. 1 ил 00