PL93391B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest rewersyjny uklad sygnalizacji przeciazenia maszyn elektrycznych w funkcji obrotów.

Wynalazek dotyczy techniki zabezpieczenia maszyn elektrycznych od przeciazen, to jest zabezpieczenia maszyn zwlaszcza o szerokim zakresie regulacji przed awariami.

Rozwój stosowanych coraz powszechniej napedów elektrycznych na statkach, charakteryzujacych sie szerokim zakresem regulacji i mozliwoscia elastycznego sterowania ich moca wymaga stosowania niezawodnych i szybkodzialajacych zabezpieczen maszyn elektrycznych przed awariami. Jest to szczególnie istotne w przypadkach przeciazenia maszyny objawiajacego sie spadkiem obrotów wzglednie zatrzymaniem sie maszyny pod pradem.

Znane uklady progowe stosowane w zabezpieczeniach od przeciazen, wykorzystujace efekt zaciemniania 'elementu fotoelektrycznego o usytuowaniu odpowiadajacym ustalonej wielkosci progowej przeslona mechanicznie sprzezona z organem wychylowym miernika czy tranzystorowy uklad progowy pradu przemiennego charakteryzuja sie wyróznianiem jednej, z góry ustalonej wartosci progowej przeciazenia i dzialaja jednostronnie. Uklady te w przypadkach zatrzymania sie maszyny elektrycznej z przyczyn niezaleznych od obciazenia, a bedacej pod pradem nie spelniaja funkcji zabezpieczajacej przed zniszczeniem tych maszyn.

Celem rozwiazania jest opracowanie ukladu zabezpieczajacego maszyny elektryczne przed zniszczeniem wskutek przeciazen lub ich postoju pod pradem, wspólpracujacego z róznymi typami czujników obrotów w których istnieje okreslona zaleznosc napiecia wyjsciowego od obrotów i reagujacego niezaleznie od kierunku wirowania maszyn. Cel ten zostal osiaghiety dzieki zastosowaniu ukladu wytwarzajacego wyjsciowy sygnal elektryczny w momencie przekroczenia znanego dopuszczalnego przeciazenia maszyny elektrycznej objawiajacego sie okreslonym spadkiem obrotów, wzglednie postoju maszyny pod pradem. Uzyskany sygnal wyjsciowy scisle zwiazany z momentem zagrozenia, moze byc uzyty do sygnalizacji alarmowej i sterowania ukladami zabezpieczajacymi.^ 2 93 391 Realizacja podstawowego ^elu zostala osiagnieta przez zastosowanie dwu szybko dzialajacych niezawodnych elementów scalonych w postaci komparatorów, uzytych w ukladzie porównywania napiec progowych zawartych w programowanym ukladzie pamieci progów i odpowiadajacych poszczególnym stopniom przeciazenia maszyny elektrycznej lub postoju, z sygnalem wejsciowym, bedacym ekwiwalentem elektrycznym obrotów masayny, przy czym sygnal ten podawany jest poprzez dwustronny ogranicznik amplitudy stanowiacy zabezpieczenie komparatorów przed uszkodzeniem, na te komparatory przemiennie, z których sygnaly wyjsciowe przeslane sa na uklad iloczynu logicznego wytwarzajacego wlasciwy sygnal przeciazenia, który moze byc wykorzystany bezposrednio (w przypadku wspóltwórcy z systemem komputerowym) lub po wzmocnieniu do sterowania ukladami zabezpieczajacymi wzglednie do sygnalizacji alarmowej.

Tak wiec istota wynalazku jest rewersyjny uklad przeciazen maszyn elektrycznych w funkcji obrotów, zawierajacy dwa komparatory scalone. Wejscie ukladu jest polaczone do nieodwracajacego weiscb pierwszego komparatora i do odwracajacego wejscia drugiego komparatora, co powoduje przemienne wprowadzanie sygnalu (o zmiennej polaryzacji). Jednoczesnie odwrotnie dolaczone sa drugie wejscia tych komparatorów do wyjsc ukladów pamieci progów. Do tych ostatnich dolaczone jest wejscie dyrektyw natomiast wyjscie pierwszego ukladu pamieci progów dodatnich dolaczone jest do wejscia odwracajacego pierwszego komparatora, a wyjscie drugiego ukladu pamieci progów ujemnych dolaczone jest do wejscia nieodwracajacego drugiego komparatora.

Natomiast wyjscia komparatorów polaczone sa z dwuwejsciowym ukladem iloczynu logicznego, wytwarzajacego wlasciwy sygnal wyjsciowy.

Wartosci napiec progowych (o zmiennej polaryzacji) sa ustawiane w ukladach pamieci progów za pomoca dyrektyw, wypracowanych zgodnie z obowiazujacym kryterium pracy maszyny elektrycznej.

Oprócz zastosowania typowego, jako progowy rewersyjny uklad sygnalizacji przeciazenia obrotowych maszyn elektrycznych, uklad moze znalezc wykorzystanie w urzadzeniach, w których pojawia sie koniecznosc zastosowania bezzwlocznego i bezhisterezowego ukladu sygnalizacji stanów zagrozenia, przyporzadkowanym odpowiednim progom napieciowym, z mozliwoscia regulacji w szerokim zakresie i programowania w zaleznosci od potrzeb dyrektyw i nastaw ukladu pamieci progów.

Uklad wedlug wynalazku charakteryzuje sie mozliwoscia programowej regulacji nastawiania progów przeciazenia w funkcji obrotów za pomoca pamJeci progów, na przyklad sterowanych dyrektywami z komputera lub ze specjalistycznego przelicznika. Zaleta ta umozliwia stosowanie tego wynalazku do automatycznego nadzoru pracy maszyn elektrycznych w silowniach bezwachtowych sterowanych systemami komputerowymi.

Cecha wyrózniajaca wynalazek jest jego duza szybkosc dzialania i praca praktycznie bez histerezy.

Uklad wedlug wynalazku przeznaczony jest zasadniczo do ochrony maszyn elektrycznych pracujacych na szybkozmienne obciazenia.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony schematycznie w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat polaczen elektrycznych progowego rewersyjnego ukladu sygnalizacji przeciazenia maszyn elektrycznych w funkcji obrotów.

Wejscie WE z czujnika obrotów dolaczone jest do dwustronnego ogranicznika amplitudy O.

Ogranicznik O, limitujacy wartosc sygnalu wejsciowego do poziomu dopuszczalnego dla komparatorów scalonych 3, 4 (+ V), zbudowany jest na dwu diodach Zenera, polaczonych przeciwsobnie. Sygnal wejsciowy WE jest obciazony jezeli jego wartosc zawiera sie poza zakresem —5 V5 V.

Wyjscie ogranicznika O dolaczone jest bezposrednio do dwu komparatorów scalonych 3,4 (np. typu 710).

Jednoczesnie na wejscia ukladów pamieci progów 1 \ 2 podane sa sygnaly dyrektyw D, sterujacych wyborem wymaganych napiec progowych a ich wyjscia dolaczone sa do pozostalych wejsc komparatorów 3 i 4.

Ukladami pamieci progów 1 i 2 sa zasadniczo przetworniki cyfrowo-analogowe, jezeli uklad wedlug wynalazku jest sterowany sygnalami dyrektyw z komputera, wzglednie wielowzorcowe, wysokostabHne zródlo napiec progowych ustawianych przelacznikiem na zadana wartosc.

Cyfrowy sygnal dyrektyw D, przesylany jest z komputera w postaci ciagu impulsów szeregowych (laczem jednozylowym) lub w postaci równoleglej (laczem wielozylowym) w znany sposób Diodowy uklad iloczynu logicznego 5 realizuje koniunkcie sygnalów wyjsciowych komparatorów 3, 4 dostarczajac wlasciwy sygnal WY bezposrednio clo obwodów sygnalizacji jak równiez na wzmacniacz 6.

Standardowo wykonany wzmacniacz 6 wzmacnia sygnal wyjsciowy WY do poziomu powodujacego zadzialanie posredniego elementu wykonawczego jakim jest przekaznik. Przekaznik ten swoimi stykami kieruje praca urzadzen zabezpieczajacych i sygnalizacyjnych Sposób dzialania ukladu wedlug wynalazku jest nastepujacy. Sygrau wejsciowy z czujników obrotów jest doprowadzony do wejsc a WE i dalej ón dwustronnego ogranicznika amplitudy O. Stad sygnal dochodzi do dwóch komparatorów 3 i 4. W pierwszym komparatorze 3 - co wejscia nieodwracajac (7i, w drogim zas komparatorze 4 — do wejscia odwracajacego (—). Jednoczesnie na wejscia D ukladów pamieci progów 1 l 2 podawane sa sygnaly dyrektyw sterujacych wyborem wymaganych napiec progowych.93 391 3 W komparatorach 3, 4 nastepuje wlasciwy proces sygnalizacji momentów zrównania wejsciowej wielkosci analogowej, proporcjonalnej do biezacej wartosci obrotów maszyny elektrycznej a wiec i aktualnego jej obciazenia z napieciowym progiem ustawionym dyrektywa D w ukladach pamieci progów 1, 2 stosownie do wymogów obowiazujacego kryterium dla rezimów pracy maszyny.

Zastosowanie sterowania ukladów pamieci progów 1, 2 dyrektywami D, które wypracowywane sa na podstawie danych dostarczonych w poprzednich cyklach porównania przez uklad wedlug wynalazku oraz znajomosci charakterystyk pracy maszyny elektrycznej, które zapamietane sa w komputerze, pozwala sterowac praca maszyny elektrycznej czy zespolu maszyn elektrycznych w przypadku uzycia odpowiednio wiekszej liczby ukladów w sposób otrzymalny wedlug uprzednio zdefiniowanego kryterium ich pracy.

Ta cecha rozwiazania znacznie rozszerza mozliwosci zastosowan rewersyjnego ukladu sygnalizacji przeciazenia maszyn elektrycznych w funkcji obrotów na dziedziny nie zwiazane scisle z maszynami elektrycznymi ale, w których stan kontrolowanej wielkosci mozna wyrazic za pomoca sygnalu elektrycznego, a charakterystyczne punkty przebiegu tej wielkosci, które nalezy wyróznic czy zasygnalizowac, mozna niedwuznacznie odniesc do odpowiedniej wartosci napiecia progowego.

W momencie zrównania w komparatorach 3, 4 wartosci sygnalu wejsciowego WE, którego polaryzacja moze sie zmieniac, z aktualna wartoscia napiecia progu, nastepuje zmiana stanu sygnalu wyjsciowego komparatora 3, jezeli sygnal WE byl dodatni lub odpowiednio sygnalu wyjsciowego komparatora 4, jesli sygnal WE byl ujemny. Podanie obu wyjsc komparatorów 3, 4 na uklad iloczynu logicznego 5 pozwala na uzyskanie wynikowego sygnalu wyjsciowego WY adekwatnego „wnetrzu" miedzy aktualnymi wartosciami progów czy, w zaleznosci od konwencji ich „zewnetrzu".

Wyjsciowy sygnal WY pobieramy z ukladu koniunkcji 5 moze zostac bezposrednio wykorzystany do informowania systemu komputerowego czy zespolu zabezpieczajacego o stanie pracy maszyny elektrycznej, wzglednie po wzmocnieniu we wzmacniaczu 8 do sterowania ukladami sygnalizacji i zabezpieczen.

Claims (2)

Zastrzezenie patentowe

1. Rewersyjny uklad sygnalizacji przeciazenia maszyn elektrycznych w funkcji obrotów, zawierajacy dwa komparatory scalone, na które równoczesnie podany jest sygnal z czujnika pomiarowego, znamienny tym, ze wejscie ukladu polaczone jest do nieodwracajacego wejscia komparatora (3) i do odwracajacego wejscia komparatora (4), co powoduje przemienne wprowadzanie sygnalu o zmiennej polaryzacji, przy czym jednoczesnie wystepuje odwrotne dolaczenie na drugie wejscia komparatorów (3 i 4) wyjsc ukladów (1 i 2) pamieci progów, do których doprowadzone jest wejscie dyrektyw (D), natomiast wyjscie ukladu (1) pamieci progów dodatnich dolaczone jest do wejscia odwracajacego komparatora (3), a wyjscie ukladu (2) pamieci progów ujemnych dolaczone jest do wejscia nieodwracajacego komparatora (4), natomiast wyjscia komparatorów (3 i 4) polaczone sa z dwuwejsciowym ukladem iloczynu logicznego (5), wytwarzajacego wlasciwy sygnal wyjsciowy, przy czym wartosci napiec progowych o zmiennej polaryzacji, ustawiane sa w ukladach (1 i

2. ) pamieci progów za pomoca dyrektyw (D), wypracowywanych zgodnie z obowiazujacym kryterium pracy maszyny elektrycznej.93 391 WE Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl