RO102446B1 - Dispozitiv electronic de protecție a electromotoarelor asincrone, trifazate - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un dispozitiv electronic, de protecție a electromotoarelor asincrone, trifazate, care include un bloc ăl traductoarelor, ce include trei traductoare pentru tensiunile statorice pe fiecare fază și două traductoare pentru curenții statorici pe două faze conectat cu un bloc al comparatoarelor, ce include trei comparatoare de protecție la subtensiune ce compară tensiunile de la traductoare corespunzătoare cu o tensiune de referință reglabilă, un comparator de protecție la supracurent și unul la suprasarcină redusă ce corespund respectiv celor două traductoare de curent, aceste comparatoare comandînd modulele unui bloc logic de comandă, printr-un etaj final, al releului dc întrerupere a alimentării electromotorului, module ce sînt unul de inactivare a comparatorului la suprasarcini reduse, iar al doilea de menținere în suprasarcină care, printr-un circuit logic cu porți, la care se aplică semnale și de la comparator, comandă etajul final.

Description

Invenția se referă la un dispozitiv electronic, destinat să protejezee electromotorul asincron, trifazat, împotriva deteriorării la apariția de defecțiuni de natură mecanică, survenite la electromotoare, în timpul exploatării, la funcționarea electromotorului la tensiuni de fază diferite de cele nominale, la mărirea cuplului rezistent, față de valoarea sa nominală și la defecțiuni survenite la angrenajele electromotoarelor și mecanismelor antrenate prin protecție minimală de tensiune, protecția maximală de curent și protecție la suprasarcini de durată.

Este cunoscută protecția electromotorului asincron trifazat, realizat cu relee termice cu bimetal.

Dezavantajele acestui dispozitiv sînt:

- regimul de încălzire diferit al dispozitivului, de cel al electromotorului protejat;

- imposibilitatea reglării eficiente;

- tehnologia mecanică de realizare dificilă:

- timpul mare de deconectare, de ordinul minutelor la suprasarcini reduse;

- diversitatea foarte mare.

Scopul invenției este de a crește eficacitatea protecției electromotorului și de reducere la minimum a timpilor de staționare a instalațiilor și utilajelor care au în dotare electromotoare asincrone.

Problema pe care o rezolvă invenția este de a realiza un dispozitiv electronic, care să analizeze permanent parametrii măsurați, curent și tensiune, pe cele trei faze ale electromotorului, comparîndu-i cu elementele de referință și în cazul apariției unei diferențe să comande deconectarea electromotorului în funcție de cauzele apărute.

Dispozitivul electronic de protecție, conform invenției, înlătură dezavantajele dispozitivelor cunoscute prin aceea că este format dintr-un bloc traductor, format din trei traductoare pentru tensiuni statorice, pe faze cu transformatoare, urmate de redresoare înseriate cu condensatoare în paralel, rezistența de sarcină reglabilă și diode de semnalizare și din traductoare pentru curenți statorici pe două faze aceeași structură, ale căror semnale sînt introduse respectiv de la primele trei traductoare în comparatoare de protecție minimale de tensiune de la al patrulea într-un comparator de protecție maximale de curent, iar de la al cincilea, într-un comparator de protecție la suprasarcini reduse, comparatoarele fiind în continuare conectate la un bloc logic ce include un modul de inactivitate a comparatorului la suprasarcini reduse compus dintr-un monostabil, ce comandă un tranzistor ce comandă dioda de semnalizare și un tranzistor ce comandă o diodă de semnalizare și un tranzistor de inactivare a comparatorului cu modul de menținere în suprasarcină, format dintr-un numărător, de asemenea, conectat cu comparatorul de suprasarcină direct sau prin tranzistor, cu un tranzistor de comandă a unei diode de semnalizare și cu ieșirea unui generator de impulsuri dreptunghiulare în perioadă reglabilă în funcție de parametrii electromotorului, releul de deconectare a electromotorului de la rețea fiind acționat printr-un tranzistor final comandat prin porți înseriat, prima fiind comandată pe o intrare de la comparatoarele de protecție la supratensiune, pe a doua intrare de la comparatorul de protecție la supracurent, iar pe a treia intrare printr-o poartă de la numărător.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a dispozitivului conform invenției în legătură cu fig. 1...3, care reprezintă:

- fig. 1, schema de principiu a dispozitivului;

- fig. 2 și 3, două moduri de conectare a dispozitivului conform invenției pentru protecția motorului.

Dispozitivul electronic, conform invenției, prezentat în fig. 1, este format dintr-un bloc traductor compus din traductori pentru măsurarea curenților statorici, urmat de un bloc al comparatoarelor și un bloc logic de comandă. Traductorii pentru măsurarea tensiunilor statorice sînt formați din cîte un traductor pe fiecare fază R, respectiv S și T. Traductorul fazei R respectiv S, T este realizat dintr-un transformator respectiv Tr₂, Tr₃ urmat de o punte redresoare P_RJ,

Prî, P_R3, un condensator C₃ C₂ C₃ și o rezistență reglabilă R_1? R₂, R₃. Traduc torii pentru măsurarea curenților statorici sînt realizați dintr-un traductor 1 pe faza R și un traductor pe faza S fiecare compus dintr-un transformator T_r4, T_rS urmat de o punte redresoare P_R4, P_R5, un condensator C₄, C₅ și o rezistență R₄, R_s.

Traductorii de tensiune corespunzătoare fazelor R, S, T furnizează o tensiune continuă U_R, U_s, U_T proporțională cu tensiunile alternative de pe fazele electromotorului. Traductorii de curent corespunzători fazelor R și S furnizează tensiuni continui corespunzătoare valorilor curenților statorici, care, prin însumare, realizează tensiunea de ieșire Uj a traductorilor de curent.

Blocul comparatoarelor este realizat dintr-un comparator al protecției minimale de tensiune, un comparator al protecției maximale de curent și un comparator al protecției la suprasarcini reduse. Comparatorul protecției minimale de tensiune este realizat cu amplificatoare operaționale cu un circuit integrat CI, pe faza R, un circuit integrat CI₂ pe faza S și un circuit integrat CI₃ pe faza T și două rezistențe R₆ fixă, R₇ variabilă în circuitul de racție. Circuitele integrate susamintite primesc tensiunile continui furnizate de traductorii de tensiune pe intrările neinversoare, iar pe intrările inversoare tensiunea de referință U_1REF. Circuitele integrate compară tensiunile primite la intraree și transmit blocului logic rezultatele.

Comparatorul protecției maximale de curent este realizat cu un circuit integrat CI₄, amplificator operațional cu două rezistențe R_g fixă, R, variabilă, conectate la ieșirea, respectiv, intrarea neinversoare a circuitului integrat CI₄. Circuitul integrat CI₄ primește pe intrările sale o fracțiune din tensiunea continuă U; și o tensiune de referință U_2REF. Rezultatul comparării este transmis blocului logic.

Comparatorul protecției la suprasarcini reduse este realizat cu un amplificator operațional integrat CI₅, care primește pe intrările sale o fracțiune din tensiunea continuă Uj și o tensiune de referință U_3REF. Rezultatul comparării este transmis blocului logic.

Blocul logic este realizat dintr-un modul de inactivare al comparatorului la suprasarcini reduse, un modul de menținere al electromotorului în suprasarcină și un modul de ieșire.

Modulul de inactivare a comparatorului la suprasarcini reduse este compus dintr-un monostabil integrat CI₆, ce comandă două tranzistoare T\ și T₂ care are o intrare conectată la masă printr-un condensator C₆ și un alt condensator C₇ conectat între două borne, polarizările și reglajele realizîndu-se cu rezistențe R₁₀, R_n, R₁₂, R_I3, P,, R₁₄, R_1S fiind prevăzută și o diodă electroluminiscentă D₃ de semnalizare. Orice comandă de pornire este urmată de un semnal electric transmis de traductorii de curent circuitului integrat Cî₆ prin intermediul grupului R₁₀, R_n și C₆. Circuitul integrat CI₆ generează un semnal electric care va inactiva circuitul integrat CI₅ prin intermediul tranzistorului T_r Durata de inactivare este modificată din Pj și semnalizată prin intermediul tranzistorului T₂ și diodei electroluminiscente D_r

Modulul de menținere în suprasarcină este compus dintr-un numărător integrat CI₇ conectat cu un amplificator operațional integrat CI₈ și un tranzistor final ce comandă o diodă electroluminiscentă de semnalizare D₂. Intrarea inversoare a amplificatorului operațional CI_g este legată la masă printr-un condensator C_g, polarizările și reglajele realizîndu-se cu rezistențe: R_1(i,

Rl7) Rlg» Rl9, R20? B₂j, R₂₂, R₂₃.

Modulul de ieșire este realizat din porți logice PLj, PL₂, PL₃ aparținînd unui circuit integrat, ce primesc semnale de la comparatoare și de la numărător CL₇ și care comandă un tranzistor final polarizat prin rezistențe R₂₄ și R₂₅ și care comandă un releu Re protejat cu o diodă D₃.

Poarta PLj primește pe cele trei intrări următoarele informații:

- există sau nu există valoare corectă a tensiunilor nominale de fază, protecție minimală de tensiune, informație transmisă de circuite integrate CI_l5 CI₂, CI₃;

- electromotorul absoarbe sau nu absoarbe curent, la pornire, mai mare decît curentul de pornire indicat de fabricant, protecția maximală de curent, informație transmisă de circuitul integrat CI₄.

- informația că electromotorul a depășit sau nu a depășit timpul cît îi este permis de a suporta o suprasarcină exis-, tentă în acel moment. Informația este transmisă de CI₇ prin intermediul porții PL₃.

Dacă poarta PL₃ primește:

- valoare incorectă a tensiunilor de fază;

- curent absorbit la pornire mai mare decît cel indicat de fabricant;

- informația cu privire la depășirea perioadei cît i s-a permis să rămînă în suprasarcină; atunci comandă releul Re să deconecteze electromotorul de la rețeaua de alimentare, prin intermediul porții PL₂ și tranzistorul T₄. în afara funcțiunilor enumerate modulul de ieșire nu permite nici comanda de conectare la rețeaua de alimentare a electromotorului, dacă nu există valoare corectă a tensiunilor de fază.

Tensiunile pe fază sînt semnalizate cu diode electroluminiscente D₄, D_s, D₆.

Reglajul brut și fin la suprasarcini reduse în funcție de tipul electromotorului se realizează prin două potențiometre înseriate P₂, P₃ plasate între ieșirea porții redresoare PR₄ și masă.

Dispozitivul electronic de protecție al electromotorului asincron este un element de tablou, interconectarea lui se realizează în două variante: în amonte sau în aval de contactorul electromagnetic, fig. 2, tensiunile fazelor RST ajungînd la înfășurările electromotorului M, prin intermediul dispozitivului de protecție și a unui contactor C.

Circuitul de comandă include un contact dj normal închis, care, prin acționarea unui buton de pornire B, alimentează bobina contactorului C și acesta este anclanșat, iar electromotorul conectat la rețeaua TSR.

Acțiunea uneia din cele trei protecții va conduce la deschiderea contactului Dj și electromotorul va fi deconectat. în serie cu butonul de pornire este plasat un buton de oprire BO, iar în paralel cu butonul un contact normal deschis c₃.

La conectarea în aval de contactorul electromagnetic, dispozitivul se află conectat între contactorul electromagnetic C și electromotor M, iar în circuitul de comandă contactul normal închis dj este plasat, înseriat cu contactul c, în paralel cu butonul de pornire.

Circuitul de comandă funcționează astfel: în momentul apăsării pe butonul de pornire B_p, contactorul C anclanșează. Apariția celor trei faze prin interiorul dispozitivului va face ca contactul d' să se închidă și să se realizeze automenținerea autocontactului C.

Dacă una din tensiunile nominale ale celor trei faze nu există, contactorul C este menținut anclanșat atîta timp cît butonul de comandă este acționat.

Modul de conectare în aval este dezavantajos față dee ceel în amonte, deoarece se permite comanda de anclanșare a contactorului C atunci cînd nu există o fază, ceea ce în primul caz nu este posibil.

Dispozitivul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- reglarea direct pe acționarea respectivă a dispozitivului de protecție;

- protecția mecanismelor antrenate de electromotoare, atunci cînd din anumite cauze își pot modifica cuplurile nominale de funcționare;

- adaptare ușoară a dispozitivului pentru diferite tipuri de electromotoare.

Claims (4)

1. Dispozitiv electronic de protecție a electromotoarelor asincrone, trifazate, caracterizat prin aceea că este format dintr-un bloc traductor format din trai traductoare pentru tensiuni statorice pe faze cu transformatoare (Τη, Tr₂, Tr₃), urmate de redresoare (PR_ls PR₂, PR₃), înseriate cu conden7 satoare de filtraj (C_l5 C₂, C₃) în paralel rezistențe de sarcină reglabile (R_l5 R₂, R₃) și diode de semnalizare (D₄, D₅, P_o) și din traductoare pentru curenți statorici pe două faze, cu aceeași structură (Tr₄, PR₄, C₄, R₄ respectiv Tr₅, PR_?, C_;, R_s), ale căror semnale sînt introduse respectiv de la primele trei traductoare în comparatoare ale protecției minimale de tensiune (CIj, CI₂, CI₃) de la al patrulea într-un comparator ale protecției maximale de curent (CI₄), iar de la al cincilea într-un comparator de protecție la suprasarcini reduse (CI₅), comparatoarele fiind, în continuare, conectate la un bloc logic ce include un modul de inactivare a comparatorului la suprasarcini reduse (CI₅) compus dintr-un monostabil (CI₆) ce comandă un tranzistor (T₂) ce comandă o diodă de semnalizare (D₃) sau un tranzistor (Tj) de inactivare a comparatorului (CI₅), cu modul de menținere în suprasarcină format dintr-un numărător (CI₇) de asemenea, conectat cu comparatorul de
2. 5 suprasarcină (CI₅), direct, sau prin tranzistor (Tj), cu un tranzistor (T₃) de comandă a unei diode de semnalizare (D₂) și cu ieșirea unui generator de impulsuri (CI_g) dreptunghiulare cu perioadă reglabilă, în
3. 10 funcție de parametrii electromotorului, releul (Re) de deconectare a electromotorului de la rețea fiind acționat printr-un tranzistor final (T₄) comandat prin porți înseriate (PLi, PL₂) prima fiind comandată
4. 15 pe o intrare de la comparatoarele de protecție la supratensiune (CIj), pe a doua intrare de la comparatorul de protecție la supracurent, iar pe a treia intrare, printr-o poartă (PL₃), de la numărător (Cî₇).