Opublikowano-. 15.XII.1964 48853 K3 21 c MKP H 02 * *(o* UKD i Wspóltwórcy wynalazku: inz. Stanislaw Nitka, mgr inz. Stanislaw Szyja Wlasciciel patentu: Zaklady Konstrukcyjno-Mechanizacyjne Przemyslu Weglowego, Gliwice (Polska) Urzadzenie zabezpieczajace silniki trójfazowe Znane rozwiazania zabezpieczenia silników trój¬ fazowych w dolowych sieciach kopalnianych sta¬ nowia bezpieczniki, przekazniki elektromagnetycz¬ ne i termiczne. Zabezpieczenia tego typu nie spel¬ niaja zadania ochrony pracy silnika w przypadku wystapienia asymetrii pradów w sieci zasilajacej, spowodowanej na [przyklad przerwa w jednej z faz.Zaklócenia tego typu czesto wystepuja w przy¬ padku sieci zasilajacej silniki pracujace przy nape¬ dach górniczych, co prowadzi do uszkodzenia sa¬ mego silnika i zwiazanych z tym powaznych za¬ klócen ruchowych.Przedmiotem wynalazku jest uniwersalne urza¬ dzenie zabezpieczajace silniki trójfazowe, przezna¬ czone do zabezpieczania silników- pracujacych w ciezkich warunkach ruchowych. Rozwiazanie wedlug wynalazku oparte jest na koncepcji pole¬ gajacej na zastosowaniu filtra pradów przeciwnej kolejnosci faz, zasilajacego dwustopniowy uklad przekazników, przy czym jeden z tych stopni jest zbudowany na ukladzie wzmacniajaco-calkujacym z ujemnym pojemnosciowym sprzezeniem zwrotnym z mozliwoscia samoczynnej blokady przekaznika pracujacego w tym stopniu.W sposobie wedlug wynalazku uzyskuje sie ko¬ rzystne charakterystyki urzadzenia zabezpieczaja¬ cego, które znacznie rozszerzaja zakres ochrony pracy silnika w porównaniu z zabezpieczeniami znanymi. Urzadzenie to moze stanowic oddzielny 10 20 25 30 element, wzglednie moze zostac wbudowane do lacznika sterujacego, który zabezpiecza silnik.Tak skonstruowane urzadzenie dziala w przy¬ padku wystapienia takich zaklócen w pracy za¬ bezpieczanego silnika, jak przeciazenie, asymetria w pradach przewodowych spowodowana np. przer¬ wa w jednej z zasilajacych faz, (nawet przy biegu jalowym silnika) zwarcie dwu i trójfazowe, nad¬ mierna czestosc kolejnych laczen, skokowe zwiek¬ szenie sie napiecia zasilajacego powyzej okolo 1,5 Un luib zmiana kolejnosci faz w sieci zasilajacej.Ostatnia wlasciwosc urzadzenia zapobiega niepoza¬ danej zmianie kierunku obrotów silnika.Wynalazek jest objasniony szczególOAVO na pod¬ stawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ukladu elektrycznego, stanowiacego przy¬ klad rozwiazania wedlug wynalazku, a fig. 2 — przyklad charakterystyki pradowo-czasowej tego urzadzenia.W sklad ukladu elektrycznego urzadzenia wcho¬ dza: filtr 1 pradu skladowych symetrycznych prze¬ ciwnej kolejnosci faz, zalaczony w obwód sieci za¬ bezpieczanego silnika przez odpowiednio dobrane dwa przekladniki pradowe 2 ii 3, prostownik 4 w ukladzie mostkowym Graeza, zalaczony na zacisk filtra 1, przekaznik 5 zalaczony na zaciski prostow¬ nika 4 w ukladzie czasowo-calkujacym zbudowanym na tranzystorze 6, wzglednie lampie elektronowej i kondensatorze 7, przekaznik 8 zalaczony przez opornosc 9 na zaciski prostownika 4, transformator 4885348853 napieciowy mocy ulamkowej 10, zasilajacy przez prostownik 11 obwód kolektora-emitera tranzysto¬ ra 6 (wzglednie obwód anodowy lampy elektrono¬ wej uzytej w miejsce tranzystora).Dzialanie urzadzenia opiera sie na wykorzysta- 5 niu wlasciwosci filtra pradu skladowych przeciwnej kolejnosci faz, który zasila od strony wyjscia dwa przekazniki w odpowiednio dobranym ukladzie elektrycznym.W przypadku pojawienia sie w pradach sieci za- 10 bezpieczanego silnika zaklócen niesymetrycznych o mniejszej amplitudzie, na przyklad przerwy w jednej z zasilajacych faz w czasie pracy silnika, nastepuje zadzialanie przekaznika 5 z opóznieniem czasowym, zaleznym od wielkosci danego zakló- 15 cenia.W przypadku zaklócen niesymetrycznych o wiek¬ szej amplitudzie, takich jak zwarcia dwufazowe lub zalaczenie zahamowanego silnika na prace dwufazowa, nastapi natychmiastowe zadzialanie przekaznika 8.W przypadku wystapienia zaklócen symetrycz¬ nych o mniejszej amplitudzie pradu, wywolanych np. zalaczeniem zahamowanego silnika, zadziala po uplywie zwloki czasowej przekaznik 5. Zadzialanie tego przekaznika jest w tym przypadku mozliwe dzieki wprowadzeniu wstepnej asymetrii w galezi filtru 1 zawierajacej opornik 12. Wielkosc zwloki czasowej przekaznika 5 okresla charakterystyka pradowo-czasowa przedstawiona na fig. 2. 30 W przypadku wiekszych zaklócen symetrycznych, takich jak zwarcia trójfazowe, nastepuje natych¬ miastowe zadzialanie przekaznika 8 skutkiem róz¬ nego stopnia nasycenia sie przekladnaków 2 i 3.W przypadku nadmiernej czestotliwosci laczen 35 zabezpieczanego silnika nastepuje zadzialanie prze¬ kaznika 5.W przypadku skokowego wzrostu napiecia sieci o okreslona wartosc ponad wartosc znamionowa, nastapi zadzialanie przekaznika 5. W przypadku 40 zmiany kolejnosci faz napiecia sieci zasilajacej na¬ stepuje zadzialanie badz przekaznika 5, badz tez przekaznika 8, co zabezpiecza wlasciwy kierunek obrotów zabezpieczanego silnika. 20 25 Poniewaz styki 5a i 8a przekazników 5 i 8 zala¬ czone sa w obwód cewki stycznika 13 zalaczonego silnika, to zadzialanie któregokolwiek z tych prze¬ kazników powoduje zwolnienie stycznika i wyla¬ czenie silnika. Styk pomocniczy 13a stycznika 13 zalacza prostownik 4 na zaciski filtra 1.Przekaznik 5 po zadzialaniu zostaje zablokowany dzieki temu, ze kondensator 7 umozliwia trwale odetkanie obwodu kolektor-emiter tranzystora 6.Zwolnienie przekaznika 5 uzyskuje sie przez przy¬ cisniecie przycisku 14.Ustawienie wlasciwej kolejnosci faz na filtrze pradu skladowych przeciwnych, realizuje sie przez ustawienie przelacznika 14 w polozenie, w którym nie nastapi zadzialanie urzadzenia przy normalnej pracy silnika.Zakres pradowy urzadzenia nastawia sie opor¬ nikiem regulowanym 15, a zmiane jego charaktery¬ styki pradowo-czasowej mozna przeprowadzic przez odpowiedni dobór pojemnosci kondensatora 7.W przypadku zastosowania urzadzenia do zabez¬ pieczenia silników wysokiego napiecia, przeklad- niki 2 i 3 zalacza sie w obwód danego silnika przez dodatkowe dwa przekladniki pradowe, a na¬ piecie do zasilania obwodu kolektor-emiter tran¬ zystora 6 doprowadza sie z oddzielnego zródla zasilania. PLPosted on-. 15.XII.1964 48853 K3 21 c MKP H 02 * * (o * UKD and Co-inventors: Stanislaw Nitka, MSc. Stanislaw Szyja, MSc. Patent owner: Zakład Konstrukcyjno-Mechanizacyjne Przemyslu Weglowego, Gliwice (Poland) Device protecting three-phase motors Known solutions for the protection of three-phase motors in downstream mine networks are fuses, electromagnetic and thermal relays. Protection of this type does not fulfill the task of protecting the operation of the motor in the event of current asymmetry in the supply network caused by, for example, a break in one Such disturbances often occur in the case of a network supplying motors operating on mining drives, which leads to damage to the motor itself and the consequent serious disturbance of movement. The subject of the invention is a universal device protecting three-phase motors , intended for the protection of engines operating in heavy traffic conditions The invention is based on the concept of using an opposite phase sequence current filter feeding a two-stage relay system, one of these stages being built on a negative capacitive feedback amplifying circuit with the possibility of a self-locking relay operating in this stage. In the method according to the invention, the advantageous characteristics of the safety device are obtained, which significantly extend the scope of protection of the operation of the engine in comparison with the known protection devices. This device can be a separate element, or it can be built into the control switch that protects the motor. A device designed in this way works in the event of disturbances in the operation of the protected motor, such as overload, asymmetry in line currents caused by e.g. a break in one of the supply phases (even with the motor idling) a two-phase and three-phase short-circuit, excessive frequency of consecutive connections, a sudden increase in the supply voltage above about 1.5 Un or a change in the phase sequence in the supply network. The last feature of the device prevents the undesired change of the direction of rotation of the motor. The invention is explained in detail on the basis of the drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of an electrical system, which is an example of a solution according to the invention, and Fig. 2 shows an example of a current-time characteristic. The electrical system of the device consists of: filter 1 current of symmetrical components opposite phase sequence, connected to the network circuit of the protected motor by appropriately selected two current transformers 2 and 3, rectifier 4 in the Graez bridge system, connected to the filter terminal 1, relay 5 connected to the rectifier 4 terminals in the time-to-time system integrating built on the transistor 6, or the electron tube and the capacitor 7, the relay 8 connected by the resistance 9 to the rectifier terminals 4, the voltage transformer 4885348853 of the fractional power 10, supplying the collector-emitter circuit of the transistor 6 through the rectifier 11 (or the anode circuit of the electron tube The operation of the device is based on the use of the properties of the filter of the current components of the opposite phase sequence, which supplies two relays from the output side in an appropriately selected electrical system. In the event of disturbances in the mains current of a protected motor unbalanced with a smaller amplitude, for example, gaps in one of When the motor is running, the relay 5 is triggered with a time delay depending on the magnitude of the disturbance. In the event of unbalanced disturbances of greater amplitude, such as two-phase faults or the connection of a braked motor for two-phase operation, the relay will be activated immediately 8. In the event of symmetrical disturbances with a smaller current amplitude, caused by e.g. switching on a braked motor, relay 5 will work after the time delay has elapsed. Activation of this relay is possible in this case thanks to introducing the initial asymmetry in the filter 1 section containing the resistor 12. Size The time delay of the relay 5 is determined by the current-time characteristic shown in Fig. 2. In the case of larger symmetrical disturbances, such as three-phase short-circuits, the relay 8 is activated immediately due to the different saturation of the transformers 2 and 3. In the case of excessive frequency la Relay 5 is triggered on the circuit 35 of the motor to be protected. In the event of a sudden increase in the network voltage by a certain value above the rated value, the relay 5 is triggered. In the case of a change in the sequence of the supply network voltage phases, either the relay 5 or the relay 8 is triggered. , which secures the correct direction of rotation of the protected motor. Since the contacts 5a and 8a of the relays 5 and 8 are connected to the circuit of the coil of the contactor 13 of the energized motor, operation of any of these relays causes the contactor to release and the motor to shut down. The auxiliary contact 13a of the contactor 13 connects the rectifier 4 to the filter terminals 1. After tripping, the relay 5 is blocked due to the fact that the capacitor 7 allows for permanent disconnection of the collector-emitter circuit of the transistor 6. Relay 5 is released by pressing the button 14. Setting the correct sequence phases on the filter of the negative components current are achieved by setting the switch 14 in a position in which the device will not operate during normal operation of the motor. The current range of the device is set with the adjustable resistor 15, and the change of its current-time characteristics can be performed by appropriate selection of capacitor capacity 7. When the device is used to protect high voltage motors, transformers 2 and 3 are connected to the circuit of a given motor by two additional current transformers, and the voltage to supply the collector-emitter circuit of the transistor 6 is supplied from a separate power source. PL