Устройство для токовой защиты двигателя постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02H7/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах,с коллекторными двигателями.

Известно устройство для предварительной токовой защиты электропривода постоян ного тока, содержащее элемент измерения тока пе регрузки, датчик якорного тока двигателя, блок выдержки.времени, усилитель, блок мгновенного снятия сигнала задания, элемент измерения превышения скорости дв.игателя сверх основной, подключенный к датчику скорости, блок задержки запоминания срабатывания защиты, исполн-ительное реле 1.

Недостатком данного устройства является низкая надежность при кратковременных перегрузках. Для ограничения тока используется прерывание сигнала задания, однако в режимах притормаживания и торможения прерывание сигнала задания не влияет на ограничение тока якоря«двигателя.

Наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому устройство токовойзащиты двигателя постоянного тока от перегрузки, содержащее датчик тока, функциональный преобраПОСТОЯННОГО ТОКА

зователь, интегратор, пороговый элемент, измерительный шунт тока якоря двигателя, индикатор скорости двигателя, исполнительное реле 2.

Недостатком данного устройства является низкая надежность во время переходных процессов. В коллекторных двигателях (в .частности высокомоментных) необходимо снижать уставку

10 токоограничения при увеличенииiчастоты вращения. Для высокомоментных двигателей такое изменение осуществляется по определенному закону, позволяющему в полной мере использовать двигатель по коммутационной способности. В упомянутом устройстве функциональный преобразователь формирует сигнал токоограничения, зависимый от частоты вращения таким

20 образом, что при малых частотах вращения ток отсечки меньше, чем при средних и высоких. Кроме того, при длительном превышении током якоря . допустимой величины отключение преобразователя на малых частотах вращение происходит быстрее, чем на средних и высоких, что снижает надежность устройства. Для формирования необходимой для коллекторных

30 двигателей (в частности высокомрмент Ных) зависимости тока отсечки от частоты вращения в переходных режимах, а также зависимости длительно допустимого тока от частоты вращения в установившихся режимах следуе вводить дополнительный блок (функциональный преобразователь), что усложняет устройство.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для токовой защиты двигателя постоянного тока, содержащем формирователь импульсов управления, соединенный с якорной цепью двигателя, к которой также подключен датчик тока якоря, к валу двигателя подключен датчик частоты вращенияf функциональный преобразователь, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам датчика тока якоря и датчика частоты вращения, а выход через последовательно соединенные интегратор и пороговый блок - к одному из управляющих входов формирователя импульсов управления, к другому его управлякицему входу подключен выход блока токоограничения, выход функционального преобразователя подключен к блоку токоограничения, пр этом функциональный преобразователь выполнен в виде датчика модуля тока и датчика модуля частоты вращения, входы которых подключены соответственно к выходам датчика тока якоря и датчика частоты вращения, а выходы - к входам блока деления, выход последнего является выходом функционального преобразователя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, функционального преобразователя.

Устройство для токовой защиты электродвигателя постоянного тока содержит формирователь i импульсов управления соединенный с якорной цепью двигателя 2, к которой также подключен датчик 3 тока якоря, к валу двигателя 2 подключен датчик 4 частоты вращения, функциональный преобразователь 5, к выходу которого подключены блок токоограничения 6 и последовательно соединенные интегратор 7 и пороговый блок 8. Функциональный преобразователь 5 выполнен в виде датчика 9 модуля тока, датчика 10 модуля частоты вращения и блока 11 деления. .

Устройство работает следующим образом.

В режиме пуска электродвигателя сигнал на входе формирователя 1 импульсов управления максимальный, он вырабатывает управляющие импульс максимальной длительности для питания якорной цепи двигателя 2. Двигатель 2 еще неподвижен, ток якоря возрастает, и сигнал на.выходе датчика 3 тока, пропорциональный току якоря, через функциональный Преобразователь 5 поступает на входы блока б токоограничения и интегратора 7 с зоной нечувствительности. Блок б токоограничения срабатывает, и на выходе его появляется сигнал, поступающий на управляющий вход формирователя 1 импульсов управления, прерывая прохождение импульсов на якорь двигателя 2. Ток якоря двигателя 2 уменьшается, устройство 6 токоограничения возвращается в исходное состояние, импульсы снова поступают на , якорь двигателя 2. Ток якоря вновь увеличивается, и процесс повторяется. Таким образом, ток якоря поддерживается на заданном уровне, определяемом настройкой устройства б токоограничения. В это время двигатель 2 разгоняется, и на выходе датчика 4 частоты вращения появляется сигнал,

пропорциональный частоте вращения. Сигнал поступает на управляющий вход Функционального преобразователя 5, а именно на вход датчика 10 модуля частоты вращения, который изменяет

коэффициент блока :11 деления таким образом, что сигнал на выходе функционального преобразователя 5 (или делителя 11) увеличивается при практически неизменном сигнале на выходе датчика 9 модуля тока. Сигнал на выходе устройства б токоограничения возрастает, и токоограничение уменьшается. Для улучшения коммутации зависимость токоограничения от частоты вращения выбирается по необходимому для эксплуатации двигателя закону.

Зона нечувствительности интегратора 7 выбирается большей величины

сигнала с выхода функционального преобразователя 5 при работе двигателя 2 в установившемся режиме с длительно допустимым током якоря. Для коллект:орных двигателей (в частности высокомоментных) величина длительно допустимого тока изменяется по закону, аналогичному закону коммутации во время переходных процессов . При превышении током якоря определенной допустимой величины, зависящей от частоты вращения, интегратор 7 начинает интегрировать с постоянной, времени, равной тепловой постоянной двигателя.- При достижении порога срабатывания порогового блока

В последний вырабатывает сигнал блокировки, поступающий на управляющий вход формирователя 1 импульсов управления. Прохождение импульсов блокируется, и двигатель 2 отключается

от источника питания.

При торможении (реверсе ) процесс ограничения тока якоря коллекторного двигателя протекает аналогично выше изложенному.

Таким образом, сигнал токоограничения и сигнал блокировки при превыыении током якоря допустимой величины в установившемся режиме изменяется в функции частоты вращения. Формирование такой зависимости осуществляется с помощью одного функционального преобразователя, что упрощает устройство для токовой защиты электродвигателя постоянного ТОка.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты двн гателя постоянного тока, содержащее формирователь импульсов управления, соединенный с якорной цепью двигателя, к которой также подключен датчик тока якоря, к валу двигателя подключен датчик частоты вращения, функциональный преобразователь, перв.ый и второй входы которого подключены соответственно к выходам дат-, чика тока якоря и датчика частоты вращения, а выход через последовательно соединенные интегратор и пороговый блок - к одному из управляющих входов формирователя импульсов управления, к другому его управляющему входу подключен выход блока токоограничения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, выход функционального преобразователя подключен к блоку токоограничения, при этом ф нкциональный преобразователь выполнен в виде датчика модуля тока и датчика модуля частоты вращения, входы

5 которых подключены соответственно к выходам датчика тока якоря и датчика частоты вращения, а выходы К входам блока деления, выход последнего является выходом функцио0нального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 562891, кл. Н 02 Н 7/085, 1975:.

2.Авторское свидетельство СССР

5 № 655012, кл. Н 02 Н 7/08,. 1976.