RO115769B1

RO115769B1 - Dispozitiv de protectie a motoarelor electrice asincrone

Info

Publication number: RO115769B1
Application number: RO9300867A
Authority: RO
Inventors: Dorin Georgescu
Original assignee: Sc Pop Service Electronic Hq S
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 2000-05-30

Description

Invenția se referă la un dispozitiv de protecție a motoarelor electrice asincrone, destinat să protejeze motoarele electrice la apariția unor regimuri anormale de lucru.

în scopul protejării motoarelor electrice asincrone, sunt cunoscute diverse tipuri de metode, relee și dispozitive, realizate cu scheme electrice sau electronice care protejează motoarele la apariția unor regimuri anormale de lucru: funcționarea în două faze; suprasarcină; pornire repetată; supracurent sau curent de scurtcircuit.

Soluțiile cunoscute prezintă următoarele dezavantaje: nu cuprind toate tipurile de protecții enumerate mai sus, fiecare realizând una sau mai multe din aceste funcții; nu țin cont de tipul și caracteristicile în care sunt utilizate motoarele; elementele de reglaj, acolo unde acestea există, sunt realizate cu potențiometri, valorile de referință reglate inițial fiind influențate de factori mecano-climatici.

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unei protecții universale, care să protejeze motoarele electrice asincrone indiferent de puterea motorului, tensiune de alimentare sau schema de acționare în care acesta este utilizat.

Dispozitivul de protecție a motoarelor electrice asincrone, conform invenției, elimină dezavantajele menționate mai sus, prin aceea că, în același dispozitiv sunt reunite toate tipurile de protecții enumerate mai sus, mărimile de intrare măsurate fiind curenții de alimentare de pe cele trei faze de alimentare a motorului, prelevate din secundarele a trei reductori de curent, orice regim anormal de funcționare a motorului având reflectare în acești curenți, comportarea acestora fiind interpretată de blocurile funcționale ale dispozitivului ce ia deciziile corespunzătoare.

Elementele de reglaj de tip digital permit adaptarea caracteristicilor de funcționare și declanșare a dispozitivului pentru toate tipurile de motoare electrice asincrone și pentru o gamă extinsă de aplicații a acestora, mărimile de referință nefiind influențate de factori mecano-climatici.

Elemente de comandă și afișaj permit testarea dispozitivului și autodiagnosticarea motivului declanșării acestuia.

Dispozitivul de protecție a motoarelor electrice asincrone, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- realizează unitar protecțiile: funcționare în două faze: suprasarcină, proniri repetate, supracurent și scurtcircuit;

- este universală, fiind utilizabilă pentru protecția motoarelor indiferent de puterea acestora și tipul acționării în care sunt utilizate;

- memorează și semnalizează local cauza care a determinat declanșarea dispozitivului;

- semnalizează la distanță funcționarea motorului în regim de suprasarcină;

- mărimile de referință și constantele de timp reglate nu sunt afectate de factori mecano-climatici.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 și 2, care reprezintă:

- fig. 1, circuitele de intrare ale dispozitivului;

-fig.2, schema bloc a dispozitivului.

Circuitele de intrare, după cum se vede în fig. 1, sunt trei tipuri: măsură, de stare și de alimentare.

Circuitele de măsură se referă la curenții i_R, i_s, i_T, prelevați din secundarele transformatoarelor de curent de pe cele trei faze de alimentare a motorului, care circulă prin șunturile S1, pentru curenți nominali în secundar de 5A, sau S2, pentru curenți nominali în secundar de 1A, apărând căderile de tesniuni u_B, u_s, u_T proporționale cu valoarea curenților absorbiți de motor.

RO 115769 Bl

Circuitul de stare se referă la tensiunea u_c de comandă a contactoarului sau de 50 stare a întrerupătorului de acționare a motorului, ce se aplică blocului de izolare galvanică și conversie BIC, a cărui ieșire este o stare logică reprezentată de o tensiune U_c care furnizează informația asupra stării motorului: pornit-oprit.

Circuitul de alimentare se referă la tensiunea u_a de alimentare a dispozitivului, ce este transformată de blocul BAS în două tensiuni de alimentare simetrice, stabilizate, 55 cu punct comun de masă, notate +V_C; CI\1D; -V_c, izolate galvanic față de tensiunea de intrare, necesară pentru alimentarea componentelor electronice logice și de măsură ale dispozitivului.

Schema bloc din fig.2 are ca mărimi de intrare tensiunile u_B, u_s, u_T, U_c.

Tensiunile u_RJ u_s, u_T sunt aplicate diferențial la intrarea a trei amplificatoare 60 operaționale cu amplificare fixă din blocul Al, mărimile de ieșire, convertite în mărimi de curent continuu, fiind aplicate blocului 11 care detectează lipsa curentului prin una sau mai multe faze ale motorului și o transmite blocului de temporizare dt1, care comandă declanșarea dispozitivului dacă absența curentului pe cel puțin una din faze durează mai mult decât intervalul prestabilit dt1. 65

Tot blocului dt1 îi este aplicat și semnalul de stare U_c care blochează decizia de declanșare a dispozitivului pe toată perioada cât motorul este oprit și în intervalul dt1 de la pornirea acestuia.

Blocul A2 conține trei amplificatoare operaționale cu intrare diferențială, cu amplificarea comandată de blocul de temporizare dt2 în două trepte de amplificare: 70 amplificare nominală după atingerea turației nominale a motorului pe toată durata funcționării acestuia și o amplificare diminuată pe toată durata staționării motorului și în intervalul de timp dt2 de la pornirea motorului, până la terminarea regimului tranzitoriu de pornire, interval ce poate fi reglat digital în 10 trepte cu un comutator decadic.

Mărimile amplificate și convertite în mărimi de curent continuu de către blocul A2 75 sunt aplicate blocului 12, care realizează funcție de protecție la suprasarcină, în acest bloc generându-se o funcție exponențială ce este declanșată de o creștere a curentului prin motor peste valoarea nominală a acestuia, ce se reglează digital cu un comutator decadic l_N, timpul de declanșare fiind dependent exponențial de diferența dintre curentul de sarcină și cel nominal, având durata cu atât mai scurtă cu cât diferența este mai 80 mare, curba de declanșare putând fi selectată dintr-o familie de curbe prin intermediul comutatorului decadic dt3, din care se definește timpul de declanșare a dispozitivului pentru o valoare a curentului de sarcină egală cu 1,5*I_N, acest punct fiind bine determinat pentru fiecare tip de motor, funcție de: putere, uzură, condiții de funcționare.

Blocul 13 semnalează depășirea unei valori prescrise de curent ce se realizează 85 digital din comutatorul decadic l_s și comandă circuitul de temporizare dt4 ce decide declanșarea dispozitivului cu o întârziere prestabilită, necesară în cazul în care elementul de comandă al motorului este un contactor.

în cazul în care motorul este comandat prin intermediul unui întreruptor, depășirea curentului de scurt-cricuit l_s comandă fără nici o temporizare declanșarea 90 dispozitivului. Mărimea de stare U_c este aplicată numărătorului reversibil N care, la fiecare oprire a motorului, se incrementează cu o unitate, decrementarea acestuia făcându-se periodic la intervale de timp date de blocul dt5. Depășirea numărului de porniri prestabilit, ce se poate regla între două limite, în unitatea de timp, reglabilă, dt5, determină declanșarea dispozitivului la ultima oprire a motorului, reanclanșarea făcându- 95 se automat la depășirea intervalului de timp prestabilit.

RO 115769 Bl

Blocul de semnalizare și comandă BCS conține: butonul de testare B1, ce este activ numai atâta timp cât motorul este oprit și realizează declanșarea dispozitivului după testarea unor funcții interne ale acestuia; butonul B2 realizează resetarea dispozitivului și a semnalizărilor după o declanșare a acestuia, exclusiv protecția la porniri repetate, indicatorul luminos L1 indică starea normală de funcționare și este aprins atâta timp cât dispozitivul este alimentat, stingându-se în momentul apariției unei stări de avarie; indicatorul luminos L2 semnalizează starea de avarie și declanșarea dispozitivului: indicatorul luminos L3 semnalizează declanșarea dispozitivului din cauze legate de alimentarea motorului, indicatorul luminos L4 semnalizează declanșarea dispozitivului din motive de funcționare anormală a motorului; contactul C1 este elementul de execuție a dispozitivului, care comandă declanșarea motorului; contactul C2 este un contact de semnalizare a funcționării motorului în regim de suprasarcină.

Elementul de execuție a dispozitivului este un releu al cărui contact C1 comandă declanșarea atunci când releul nu este alimentat, astfel încât comanda de declanșare poate fi dată fie de o stare de avarie, fie de lipsa tensiunii de alimentare a dispozitivului.

Momentul în care curentul de sarcină a motorului depășește valoarea curentului nominal este semnalizat prin închiderea contactului C2, această semnalizare fiind necesară pentru reglajul valorii curentului nominal al motorului, atunci când acesta nu este cunoscut sau lipsește placa de identificare a motorului, sau pentru atenționarea operatorului, la distanță, la instalațiile speciale, când ieșirea din funcțiune a unui motor trebuie să fie presemnalizată pentru activarea rezervei.

Claims

1. Dispozitiv de protecție a motoarelor electrice asincrone, caracterizat prin aceea că încorporează mai multe tipuri de protecții, tensiunile prelevate (u_R, u_s, u_T), proporționale cu curenții absorbiți de motor, fiind amplificate și transformate în mărimi de curent continuu de niște blocuri de amplificare (A1,A2) și se aplică blocurilor ce realizează funcțiile de lipsă fază (11), suprasarcină (I2) și supracurent sau scurtcircuit (I3). iar semnalul de stare (u_c) este contorizat de un numărător reversibil (N) ce realizează protecția la porniri repetate într-o unitate de timp (dt5), toate tipurile de protecții fiind interpretate unitar de blocul de comandă și semnalizare (BCS) ce ia decizia de declanșare a dispozitivului, prin intermediul unui element de execuție, contactul (C1) ce comandă circuitele de forță ale motorului.

2. Dispozitiv conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, curenții din secundarele transformatorilor de curent (i_R, ig, ij putând avea oricare din cele două valori standardizate, adaptarea realizându-se prin comutarea unor șunturi corespunzătoare (S1.S2), caracteristicile de declanșare a dispozitivului reglându-se în funcție de tipul motorului prin reglajul corespunzător al curentului nominal (l_N) al timpului de declanșare în regim de suprasarcină (dt3) și al numărului de porniri repetate (l\I) sau în funcție de timpul acționării în care este utilizat motorul prin reglajul corespunzător al duratei regimului tranzitoriu (dt2) și supracurentului (l_s), precum și adaptarea deciziei de declanșare funcție de tipul elementului de acționare a motorului, contactor cu declanșare în caz de scurtcircuit.

3. Dispozitiv conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, pe lângă realizarea funcțiilor de protecție, memorează și semnalizează motivul declanșării dispozitivului prin niște indicatoare luminoase (L3.L4) și realizează o testare manuală a dispozitivului printr-un buton de testare (LI), precum și o testare automată a conexiunilor interne și

RO 115769 Bl externe a circuitelor de măsură, o eventuală întrerupere a conductorilor de legătură între 145 secundarele transformatorilor de curent și dispozitiv ducând la întreruperea circulației curenților măsurați (i_RI ig, i,-], ce are ca efect declanșarea dispozitivului la funcționare în două faze, iar conectarea defectuoasă sau întreruperea șunturilor (S1,S2) fiind interpretată ca supracurent, declanșând dispozitivul, comanda de declanșare, prin elementul de execuție (C1), putând fi dată și de lipsa tensiunii de alimentare a 150 dispozitivului.