RU1823064C

RU1823064C - Device for protection of asynchronous motor against switching overvoltages

Info

Publication number: RU1823064C
Application number: SU904891525A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Барашев
Original assignee: Владимирский политехнический институт
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1993-06-23

Abstract

Изобретение предназначено дл использовани в релейной защите асинхронных электродвигателей и позвол ет повысить надежность путем расширени возможностей по напр жению и быстродействию . Сущность изобретени : устройство 1 имеет входные выводы 2, 3. 4 и выходной вывод 5 дл защиты асинхронного электро- двигател б с выводами А, В, С, О, диодные сборки 7, 13 на диодах 9-14, доа динамических запоминающих элемента 13, 16 с корректирующими peancTopaN ii 21, 22, токоогрзничивающий резистор 23. Применение динамических запоминающих элементов 16, 15 позвол ет использовать дл коммутации цепей и шунтировани обмоток диоды 9-14, что дает возможность строить наиболее надежные устройства дт защиты асинхронных электродвигателей. 1 ил.The invention is intended for use in relay protection of asynchronous electric motors and allows to increase reliability by expanding the capabilities of voltage and speed. The inventive device 1 has input terminals 2, 3. 4 and output terminal 5 for protecting an induction motor b with terminals A, B, C, O, diode assemblies 7, 13 on diodes 9-14, dynamic memory elements 13 , 16 with corrective peancTopaN ii 21, 22, a current-limiting resistor 23. The use of dynamic memory elements 16, 15 allows the use of diodes 9-14 for switching circuits and bypass windings, which makes it possible to build the most reliable devices for protecting asynchronous electric motors. 1 ill.

Description

А В СоA In Co

(Л(L

СWITH

0000

ю со оu s o

ON ЈьON Јь

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл защиты от коммутационных перенапр жений электрически аппаратов.The invention relates to electrical engineering and is intended to protect against switching overvoltages of electrical apparatus.

Цель изобретени - повышение надеж- ности путем расширени возможностей по напр жению и быстродействию.The purpose of the invention is to increase reliability by expanding the capabilities of voltage and speed.

На чертеже представлена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Устройство 1 с входными выводами 2,3, 4 и выходным выводом 5 дл защиты от коммутационных перенапр жений асинхронного электродвигател б с выводами А, В, С и нулевой точкой О содержит трехфазный двухполупериодный выпр митель, вы- полненный в виде двух диодных сборок 7, 8 на диодах 9-14, входные выводы 2, 3,4 которого предназначены дл подключени к выводам А, В, С, О фаз защищаемого электродвигател 6; два динамических за- поминающих элемента 15, 16, предназначенных дл выбора уровн срабатывани защиты и выполненных на конденсаторах 17, 18, стабилитронах 19, 20 с корректирующими резисторами 21, 22, то- коограничивающий резистор 23. Защитные цепочки выполнены на диодных сборках 7, 8, динамических запоминающих элементах 15, 16 и токоограничивающем резисторе 23. Последовательно с диодными сборками со- единены динамические запоминающие элементы , каждый из которых, например-7(8). выполнен в виде параллельно соединенных конденсатора 17(18) и цепочки из последовательно соединенных стабилитрона 19(20) и корректирующего резистора 21(22), при этом стабилитрон 19(20) первого (второго) динамического запоминающего элемента 15(16) соединен катодом (анодом) с соответствующей диодной сборкой 7(8).A device 1 with input terminals 2,3, 4 and output terminal 5 for protection against switching overvoltages of an induction motor b with terminals A, B, C and zero point O contains a three-phase two-half-wave rectifier made in the form of two diode arrays 7, 8 on diodes 9-14, the input terminals 2, 3.4 of which are designed to connect the phases of the protected motor 6 to the terminals A, B, C, O; two dynamic memory elements 15, 16, designed to select the level of protection operation and made on capacitors 17, 18, zener diodes 19, 20 with correction resistors 21, 22, current-limiting resistor 23. The protective circuits are made on diode assemblies 7, 8 , dynamic memory elements 15, 16 and current limiting resistor 23. Dynamic memory elements are connected in series with diode assemblies, each of which, for example, is 7 (8). made in the form of a parallel-connected capacitor 17 (18) and a chain of series-connected zener diode 19 (20) and a correction resistor 21 (22), while the zener diode 19 (20) of the first (second) dynamic memory element 15 (16) is connected by a cathode (anode) ) with the corresponding diode assembly 7 (8).

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

При включении, отключении, реверсе электрических аппаратов, например, асинхронного электродвигател с нулевой точкой на его зажимах возникают коммутационные перенапр жени с крутыми фронтами деци- микросекундной длительности (до 0.1 мкс), которые имеют знакопеременную сложную форму и при отсутствии защиты в несколько раз превышают амплитуду напр жени питающей сети.When switching on, turning off, and reversing electric devices, for example, an asynchronous electric motor with a zero point, switching overvoltages with steep edges of deci-microsecond durations (up to 0.1 μs) occur in its terminals, which have an alternating complex shape and several times exceed the amplitude in the absence of protection mains voltage.

Перва защитна цепочка на диодной сборке 7 и динамическом запоминающем элементе 15 обеспечивает защиту электродвигател 6 от коммутационных перенапр жений на клеммах электродвигател положительной пол рности относительно нулевой точки 0.The first protective circuit on the diode assembly 7 and the dynamic storage element 15 provides protection of the electric motor 6 from switching overvoltages at the terminals of the electric motor of positive polarity with respect to zero point 0.

При возникновении коммутационных перенапр жений отрицательной пол рности обеспечивает защиту аналогична цепочка на диодной сборке 8 и динамическом запоминающем элементе 16.In the event of switching overvoltages of negative polarity, a similar circuit is provided on the diode assembly 8 and the dynamic memory element 16.

Если напр жение сети находитс в допустимых пределах, то конденсатор 17(18) зар жен до напр жени стабилизации стабилитроном 19(20). В паузах между амплитудными значени ми напр жени сети конденсатор частично тер ет зар д, но периодически подзар жаетс через диоды 9, 10,11 (12.13,14). Напр жение стабилитрона 19(20) определ ет порог срабатывани защиты во врем действи положительного (отри- цательного)коммутационногоIf the mains voltage is within acceptable limits, then the capacitor 17 (18) is charged to the stabilization voltage by the zener diode 19 (20). In the pauses between the amplitude values of the mains voltage, the capacitor partially loses charge, but is periodically recharged through diodes 9, 10.11 (12.13.14). The voltage of the zener diode 19 (20) determines the threshold for the protection to operate during the operation of the positive (negative) switching

перенапр жени . К концу паузы напр жение на конденсаторе не должно быть меньше минимального напр жени стабилизации.overshoot. By the end of the pause, the voltage across the capacitor should not be less than the minimum stabilization voltage.

При колебани х и перенапр жени х в сети напр жение на динамическом запоминающем элементе не превышает максимальное напр жение стабилизации, что обеспечивает коррекци наклона вольтам- перной характеристики ВАХ стабилитрона 19(20).With fluctuations and overvoltages in the network, the voltage on the dynamic storage element does not exceed the maximum stabilization voltage, which provides a correction of the slope of the voltage-current characteristic of the I – V characteristic of the zener diode 19 (20).

Напр жение на динамическом запоминающем элементе 15(16) играет роль источника смещени дл диодов 9, 10, 11 (12, 13, 14).The voltage on the dynamic storage element 15 (16) acts as a bias source for the diodes 9, 10, 11 (12, 13, 14).

Во врем работы электродвигател , когда мгновенное напр жение сети по модулю меньше напр жени на динамическом запоминающем элементе импульсные (высокочастотные ) диоды 9, 10, 11 (12, 13, 14) закрыты, обмотки электродвигател шунтируютс обратными сопротивлени ми R06p соответствующих диодов (R06p - °°), которые практически не оказывают вли ни на работу электродвигател .During operation of the motor, when the instantaneous voltage of the mains is less than the voltage on the dynamic storage element, the pulse (high-frequency) diodes 9, 10, 11 (12, 13, 14) are closed, the motor windings are bridged by the inverse resistances R06p of the corresponding diodes (R06p - °°), which practically do not affect the operation of the electric motor.

В районе амплитудного значени напр жени сети исеть 0конд. больше напр жени на конденсаторе, соответствующий диод открыт, осуществл етс подзар д конденсатора , при этом обмотка кратковременно шунтируетс сопротивлением диода, что практически не измен ет энергетические показатели работы электродвигател .In the region of the amplitude value of the mains voltage, 0kond is available. more voltage on the capacitor, the corresponding diode is open, the capacitor is recharged, while the winding is briefly shunted by the diode resistance, which practically does not change the energy performance of the electric motor.

В случае коммутационных перенапр жений с чрутыми фронтами децимикросе- кундной длительности соответствующий импульсный диод открываетс , а обмотка шунтируетс малым пр мым сопротивлением диода, что снижает уровень коммутационных перенапр жений.In the case of switching overvoltages with fast decimicrosecond edge fronts, the corresponding pulsed diode opens and the winding is bridged with a small forward resistance of the diode, which reduces the level of switching overvoltages.

При необходимости ограничени тока через диоды и уменьшени степени шунтировани обмотки включают токоограничи- вающий резистор 23.If it is necessary to limit the current through the diodes and reduce the degree of shunting of the windings, a current-limiting resistor 23 is included.

В качестве стабилитронов 19, 20 могут быть использованы цепочки из п последовательно соединенных стабилитронов на заданное напр жение .или переменный стабилитрон на высоковольтном транэисто- ре.As zener diodes 19, 20, chains of n series-connected zener diodes for a given voltage or a variable zener diode on a high-voltage transistor can be used.

Применение динамических запоминающих элементов позвол ет дл коммутации цепей и шунтировани обмоток использовать диодные схемы на различных диодах, широкий выбор которых значительно расшир ет диапазон защиты от коммутационных перенапр жений, дает возможность строить наиболее надежные устройства дл защиты асинхронного электродвигател с нулевой точкой от коммутационных перенапр жений .The use of dynamic memory elements allows for switching circuits and shunting windings using diode circuits on various diodes, a wide selection of which significantly extends the range of protection against switching overvoltages, makes it possible to build the most reliable devices for protecting an asynchronous zero-point motor against switching overvoltages.

Устройство дл защиты асинхронного электродвигател с нулевой точкой от коммутационных перенапр жений, содержа- щее трехфазный двухполупериодный выпр митель, выполненный в виде двух диодных сборок, входные выводы которого предназначены дл подключени к выводам защищаемого электродвигател , две защит- ные цепочки, обща точка которых через токоограничивающий резистор соединена с выводом дл подключени к нулевой точке подключаемого электродвигател , отличающеес тем, что, с целью повышени надеж- ности путем расширени возможностей по напр жению и быстродействию, упом нутые защитные цепочки выполнены о виде диодных сборок упом нутого выпр мител с числом диодов в каждой по числу фаз сети и введенных лвух динамических запоминающих элементов, соединенных последовательно с диодными сборками, и каждый из которых выполнен в виде параллельно соединенных конденсатора и цепочки из после- Device for protecting an asynchronous zero-point motor against switching overvoltages, containing a three-phase two-half-wave rectifier made in the form of two diode assemblies, the input terminals of which are designed to connect to the terminals of the protected motor, two protective circuits, the common point of which is through a current-limiting the resistor is connected to the terminal for connection to the zero point of the connected motor, characterized in that, in order to increase reliability by expanding the capabilities In terms of voltage and speed, the aforementioned protective circuits are made of diode arrays of the aforementioned rectifier with the number of diodes in each of the number of phases of the network and introduced two dynamic memory elements connected in series with the diode arrays, and each of which is made in parallel connected capacitor and chain of after-

доватепьно соединенных стабилитрона и корректирующего резистора, при этом стабилитрон первого динамического запоминающего элемента соединен катодом с соответствующей диодной сборкой, а стабилитрон другого динамического запоминающего элемента соединен анодом с другой диодной сборкой.pre-connected zener diode and a correction resistor, while the zener diode of the first dynamic memory element is connected by a cathode to the corresponding diode assembly, and the zener diode of another dynamic memory element is connected by the anode to another diode assembly.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for protecting an asynchronous electric motor against switching overvoltages, comprising a three-phase two-half-wave rectifier made in the form of two diode arrays, the input terminals of which are intended to be connected to the terminals for the protected electric motor, the protective circuits, the common point of which is connected through the current-limiting resistor to connecting to the zero point of the connected electric motor, moreover, in order to increase reliability by expanding voltage and speed capabilities, the protective circuits are made in the form of rectifier diode arrays with the number of diodes and each according to the number of network phases and two dynamic storage elements introduced, connected in series with diode arrays, each of which is made in the form of a parallel connected capacitor and a chain of a zener diode and a correction resistor connected in series, while the zener diode of the first dynamic storage element is connected by a cathode to the corresponding diode assembly, and the stabilizer the throne of another dynamic storage element is connected by the anode to another diode assembly.