EA026613B1 - Method for electric motor protection against turn-to-turn short-circuit and rotor shift - Google Patents

Method for electric motor protection against turn-to-turn short-circuit and rotor shift Download PDF

Info

Publication number
EA026613B1
EA026613B1 EA201401242A EA201401242A EA026613B1 EA 026613 B1 EA026613 B1 EA 026613B1 EA 201401242 A EA201401242 A EA 201401242A EA 201401242 A EA201401242 A EA 201401242A EA 026613 B1 EA026613 B1 EA 026613B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
motor
turn
standard
mfs
moment
Prior art date
Application number
EA201401242A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201401242A1 (en
Inventor
Марк Яковлевич Клецель
Original Assignee
Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Павлодарский Государственный Университет Имени С. Торайгырова" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Павлодарский Государственный Университет Имени С. Торайгырова" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан filed Critical Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Павлодарский Государственный Университет Имени С. Торайгырова" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан
Publication of EA201401242A1 publication Critical patent/EA201401242A1/en
Publication of EA026613B1 publication Critical patent/EA026613B1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

The invention is related to electric engineering, in particular, to relay protection of electric machines. The technical result of the invention is higher sensitivity of the protection method due to control of the motor turn-on moment and switching over the operating thresholds (standards) after the motor start to lower thresholds. A method for electric motor protection against turn-to-turn short-circuit and rotor shift, wherein magnetic fluxes sum (MFS) on the sides of the first and the second ends of the motor is measured, MFS on the first end is compared to the first standard, MFS on the second end is compared to the second standard, and the difference of those MFSs is compared to the third standard, and in case any MFS or said difference exceeds the respective standard, the motor is disconnected from the mains, position of the motor switch is controlled, the moment of the motor turn-on is noted, the time required for the motor starting is counted from that moment, and, on expiration of said time, the standard setting device is switched over to lower standards. The technical and economical result is achieved by virtue of the possibility to determine faults at an earlier stage, which makes it possible to reduce repair costs.

Description

Изобретение относиться к электротехнике, а именно к релейной защите электрических машин.The invention relates to electrical engineering, namely to the relay protection of electrical machines.

Известен способ защиты электродвигателей от коротких замыканий обмотки статора, при котором измеряют составляющие токов прямой и обратной последовательности и, если эти токи больше определенной величины, отключают электродвигатель (Гимоян Г.Г. Релейная защита горных электроустановок. М., Недра, 1978.).There is a method of protecting electric motors from short circuits of the stator winding, in which they measure the components of the currents of the forward and reverse sequence and, if these currents are more than a certain value, turn off the electric motor (Gimoyan G.G. Relay protection of mining electrical installations. M., Nedra, 1978.).

Однако защиты, выполненные по этому способу, недостаточно чувствительны к витковым замыканиям. К тому же они не реагируют на механические повреждения.However, the protections made by this method are not sensitive enough to windings. In addition, they do not respond to mechanical damage.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ защиты электродвигателя от витковых замыканий и сдвига ротора, при котором измеряют сумму магнитных потоков (СМП) со стороны первого и второго торцов электродвигателя, сравнивают СМП с первого торца с первым эталоном, СМП со второго торца - со вторым эталоном, а разность этих СМП - с третьим эталоном, и в случае превышения СМП или их разности соответствующих эталонов отключают электродвигатель (ЭД) от сети (авт.св. СССР №1742932, Н02Н 7/08, 5/04, 1992, Б.И. №23, М.Я. Клецель, Б.Б. Каратаев).The closest to the proposed by the technical essence and the achieved effect is a method of protecting the motor from winding circuits and rotor shear, in which the sum of magnetic fluxes (SMP) is measured from the side of the first and second ends of the electric motor, the SMP is compared from the first end to the first standard, and the SMP from the second the end face - with the second standard, and the difference between these NSRs - with the third standard, and in case of exceeding the NSR or their difference of the corresponding standards, disconnect the electric motor (ED) from the network (ed. St. USSR No. 1742932, Н02Н 7/08, 5/04, 1992, B.I. No. 23 , M.Ya. Kletsel, B. B. Karataev).

Недостаток этого способа в малой чувствительности к витковым замыканиям и небольшим сдвигам ротора вдоль продольной оси ЭД.The disadvantage of this method is its low sensitivity to windings and small rotor shifts along the longitudinal axis of the ED.

Технический результат изобретения - повышение чувствительности способа защиты за счет контроля момента включения ЭД и после пуска переключения порогов срабатывания (эталонов) ЭД на меньшие по величине.The technical result of the invention is to increase the sensitivity of the protection method by controlling the moment the ED is turned on and after starting the switching of the activation thresholds (standards) of the EDs to smaller ones.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты электродвигателя от витковых замыканий и сдвига ротора, при котором измеряют СМП со стороны первого и второго торцов электродвигателя, сравнивают СМП с первого торца с первым эталоном, СМП со второго торца - со вторым эталоном, а разность этих СМП - с третьим эталоном, и в случае превышения СМП или их разности соответствующих эталонов отключают ЭД от сети, дополнительно контролируют положение выключателя ЭД, фиксируют момент его включения, с этого момента отсчитывают время, необходимое для его пуска, и по окончании этого времени переключают задатчик эталонов на меньшие по величине.The technical result is achieved by the fact that in the method of protecting the motor from winding circuits and rotor shear, in which the SMP is measured from the side of the first and second ends of the electric motor, the SMP from the first end face is compared with the first standard, the SMP from the second end face is compared with the second standard, and the difference between these SMP - with the third standard, and in case of exceeding the SMP or the difference of the respective standards, disconnect the ED from the network, additionally control the position of the ED switch, fix the moment of its inclusion, from this moment the time is counted, dima for its start-up, and at the end of this time switch the reference master to smaller ones.

Способ поясняется чертежом, где приведен пример его реализации. Устройство содержит микропроцессор 1, первый и второй кольцевые датчики 2 и 3, расположенные с одного и другого торцов электродвигателя 4 с валом 5 и выключателем 6 (А, В, С - фазы), положение которого контролируется реле 7 положения включено. Кольцевые датчики установлены напротив лобовых частей обмотки статора перпендикулярно оси 8 вращения вала 5, а их геометрические центры находятся на оси вращения. Концы 10, 11, 12, 13 обмоток 9 датчиков подключены к микропроцессору.The method is illustrated in the drawing, which shows an example of its implementation. The device contains a microprocessor 1, first and second ring sensors 2 and 3, located on one and the other ends of the electric motor 4 with a shaft 5 and a switch 6 (A, B, C - phases), the position of which is controlled by the position relay 7 is turned on. Ring sensors are installed opposite the frontal parts of the stator winding perpendicular to the axis of rotation 8 of the shaft 5, and their geometric centers are located on the axis of rotation. The ends 10, 11, 12, 13 of the windings of 9 sensors are connected to a microprocessor.

Устройство работает следующим образом. В режимах нагрузки суммарный магнитный поток (СМП), действующий на датчики, теоретически равен нулю, так как сумма токов фаз в симметричных режимах равна нулю. Соответственно и ЭДС, наводимая этими потоками в датчиках, также равна нулю. Но практически имеется напряжение Инб1 небаланса на выходе (концы 10, 11) датчика 2 и инб2 на выходе (концы 12, 13) датчика 3, которые поступают в микропроцессор 1. Напряжение инб3 = Инб1 - инб2 также не равно нулю. Эти небалансы особенно велики при пуске электродвигателя. Чтобы устройство защиты не сработало приходится отстраиваться от напряжений небаланса ИПнб1 и иПнб2 при пуске и от их разности иПнб3 (иПнб1>>инб1, иПнб2>> инб2). В момент пуска реле 7 положения включено подает сигнал в микропроцессор, который отсчитывает время пуска и по окончании его меняет эталоны (пороги срабатывания) устройства на меньшие, отстроенные только от Инб1, инб2 и инб3. При этих порогах срабатывания при электрических повреждениях внутри ЭД, которые происходят в рабочих режимах, например витковых замыканиях, устройство чувствует замыкание даже одного витка. Ток, протекающий в витках, создает магнитное поле и обуславливает появление хотя бы одного из напряжений и и и2 (см. чертеж), превосходящих Инб1 И инб2 соответственно, и микропроцессор выдает сигнал на отключение выключателя 6. При сдвиге ротора вдоль оси в режиме пуска СМП с одной стороны становится больше, чем СМП с другой, и разность и3 наведенных ЭДС становится больше иПнб3. Электродвигатель отключается. При небольшом сдвиге ротора в рабочем режиме разность наводимых ЭДС превосходит иНб3 и из микропроцессора поступает сигнал на отключение ЭД. Технико-экономический результат достигается за счет возможности определения повреждений на ранней стадии, что позволяет снизить затраты на ремонт.The device operates as follows. In load modes, the total magnetic flux (SMF) acting on the sensors is theoretically equal to zero, since the sum of the phase currents in symmetric modes is zero. Accordingly, the EMF induced by these flows in the sensors is also equal to zero. But there is practically a voltage And nb 1 of unbalance at the output (ends 10, 11) of the sensor 2 and nb2 at the output (ends 12, 13) of the sensor 3, which enter the microprocessor 1. Voltage and nb3 = And nb 1 - and nb2 also do not equals zero. These imbalances are especially great when starting the electric motor. So that the protection device does not work, it is necessary to detach from the unbalance voltages And P nb1 and P nb2 at startup and from their difference and P nb3 (and P nb1 >> and nb1 , and P nb2 >> and nb2 ). At the moment of start-up, the position relay 7 turns on a signal to the microprocessor, which counts the start-up time and, at the end of it, changes the device’s standards (thresholds) to smaller ones, detuned only from And nb 1, and nb2 and nb3 . With these thresholds of operation during electrical damage inside the ED that occurs in operating modes, such as winding circuits, the device feels the closure of even one coil. The current flowing in the turns creates a magnetic field and causes the appearance of at least one of the voltages and and and 2 (see the drawing), exceeding And nb1 And and nb2, respectively, and the microprocessor gives a signal to turn off the switch 6. When the rotor is shifted along the axis in on the one hand, the SMP start-up mode becomes larger than the SMP on the other hand, and the difference and 3 induced emfs becomes larger and P nb3. The electric motor shuts down. With a small shift of the rotor in the operating mode, the difference between the induced EMF exceeds Nb3 and a signal to turn off the electric motor comes from the microprocessor. The technical and economic result is achieved due to the possibility of determining damage at an early stage, which allows to reduce repair costs.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Способ защиты электродвигателя от витковых замыканий и сдвига ротора, при котором измеряют сумму магнитных потоков (СМП) со стороны первого и второго торцов электродвигателя, сравнивают СМП с первого торца с первым эталоном, СМП со второго торца - со вторым эталоном, а разность этих СМП - с третьем эталоном, и в случае превышения СМП или их разности соответствующих эталонов отключают электродвигатель от сети, отличающийся тем, что дополнительно контролируют положение выключателя электродвигателя, фиксируют момент его включения, с этого момента отсчитывают время, необходимое для его пуска, и по окончании этого времени переключают задатчик эталонов на меньшие по величине.A method of protecting the electric motor from winding circuits and rotor shear, in which the sum of magnetic fluxes (SMP) from the side of the first and second ends of the electric motor is measured, compare the SMP from the first end to the first standard, the SMP from the second end to the second standard, and the difference of these SMPs is with the third standard, and if the SMP is exceeded or the difference between the corresponding standards is disconnected, the motor is disconnected from the network, characterized in that they additionally control the position of the motor switch, record the moment of its inclusion, from this point The time taken to start it is counted up, and at the end of this time, the reference master is switched to smaller ones.
EA201401242A 2013-12-31 2014-10-27 Method for electric motor protection against turn-to-turn short-circuit and rotor shift EA026613B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ20132113 2013-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201401242A1 EA201401242A1 (en) 2015-06-30
EA026613B1 true EA026613B1 (en) 2017-04-28

Family

ID=53488043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201401242A EA026613B1 (en) 2013-12-31 2014-10-27 Method for electric motor protection against turn-to-turn short-circuit and rotor shift

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA026613B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3995199A (en) * 1975-08-25 1976-11-30 Lennox Industries Inc. Compressor motor protection
SU1700674A1 (en) * 1989-02-27 1991-12-23 Павлодарский Индустриальный Институт Electric machine protective device with disconnecting switch and automatic reclosing circuit breaker
SU1742932A1 (en) * 1990-08-16 1992-06-23 Павлодарский Индустриальный Институт Method of protection of electric motor against fault conditions
RU2104602C1 (en) * 1993-06-10 1998-02-10 Норильский индустриальный институт Three-phase motor protective gear
DE10122877A1 (en) * 2001-05-11 2003-05-22 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Protecting motor controller e.g. for washing machine, involves checking switching signals emitted by controller for relays and power switch, and switching off power switch in event of faulty switch states
CN102324731A (en) * 2011-09-20 2012-01-18 广东天富电气集团有限公司 A kind of motor protection pattern

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3995199A (en) * 1975-08-25 1976-11-30 Lennox Industries Inc. Compressor motor protection
SU1700674A1 (en) * 1989-02-27 1991-12-23 Павлодарский Индустриальный Институт Electric machine protective device with disconnecting switch and automatic reclosing circuit breaker
SU1742932A1 (en) * 1990-08-16 1992-06-23 Павлодарский Индустриальный Институт Method of protection of electric motor against fault conditions
RU2104602C1 (en) * 1993-06-10 1998-02-10 Норильский индустриальный институт Three-phase motor protective gear
DE10122877A1 (en) * 2001-05-11 2003-05-22 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Protecting motor controller e.g. for washing machine, involves checking switching signals emitted by controller for relays and power switch, and switching off power switch in event of faulty switch states
CN102324731A (en) * 2011-09-20 2012-01-18 广东天富电气集团有限公司 A kind of motor protection pattern

Also Published As

Publication number Publication date
EA201401242A1 (en) 2015-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6183282B2 (en) Vehicle generator
US9093931B2 (en) Driving apparatus and stop position detection method
RU2453981C2 (en) Method and device for measuring excitation current in brishless machines
CA2940499C (en) System and method for starting a variable frequency drive with reduced arc flash risk
EP3480937B1 (en) Counter-field winding in electrical generator
JP2017077048A (en) Dynamo-electric machine controller, and electric power steering device using the same
JP5855128B2 (en) Power converter and control method of power converter
JP2016111782A (en) Electronic device
JP2010193707A (en) Method for driving brushless dc motor
US10355628B2 (en) Starting power generation apparatus and starting power generation method
RU2498473C1 (en) Short-circuiting protection device for permanent magnet generator (versions)
JP2010088233A (en) Control circuit of motor
Ernst Application of multi-function motor protection relays to variable frequency drive connected motors
EA026613B1 (en) Method for electric motor protection against turn-to-turn short-circuit and rotor shift
US9564845B2 (en) System and method for generator main field energy extraction
US20080297011A1 (en) Integrated controller/motor with thermal overload sensor
RU2644586C1 (en) Control method of electromagnetic generator protection system against short circuit
CN109936316B (en) Control device for power converter
RU2691735C1 (en) Short-circuit protection device for magnetoelectric generator
JP7041582B2 (en) AC generator short circuit brake circuit
KR20080027468A (en) Starting relay of split-phase induction motors
JP4822138B2 (en) Power generation system and operation method thereof
RU2632658C1 (en) Device for protecting synchronous generator
WO2023199687A1 (en) Power generation device
RU2705788C1 (en) Relay protection device against inter-winding fault of alternating-current motor stator winding

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU