RU2139626C1 - Control and protective system for induction motor drives - Google Patents
Control and protective system for induction motor drives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139626C1 RU2139626C1 RU98105128/09A RU98105128A RU2139626C1 RU 2139626 C1 RU2139626 C1 RU 2139626C1 RU 98105128/09 A RU98105128/09 A RU 98105128/09A RU 98105128 A RU98105128 A RU 98105128A RU 2139626 C1 RU2139626 C1 RU 2139626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- threshold
- control
- output
- driver
- information processing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяются электроприводы переменного тока в бесконтактном исполнении. The invention relates to electrical engineering and can be used in all sectors of the economy, which use AC electric drives in a non-contact design.
Современные электроприводы, используемые в народном хозяйстве, могут быть выполнены с применением нескольких электродвигателей, которые должны работать синхронно один с другим, образуя единый силовой агрегат, управляемый общим блоком управления и защиты. Такие электроприводы применяются, например, в конвейерах и рольгангах большой мощности, портальных кранах, и т.п. Указанные СУЗЭ одновременно должны удовлетворять ряду жестких технических требований. Modern electric drives used in the national economy can be performed using several electric motors, which must work synchronously with one another, forming a single power unit controlled by a common control and protection unit. Such electric drives are used, for example, in conveyors and live rolls of high power, gantry cranes, etc. The indicated CPSs must simultaneously satisfy a number of stringent technical requirements.
1. Обеспечивать синхронный пуск и остановку всех электродвигателей электропривода. 1. To provide synchronous start and stop of all electric motors of the electric drive.
2. Обеспечивать надежную защиту от несанкционированных изменений параметров питающей сети и сбоев в работе электродвигателей:
- обрыве одной из фаз 3-х фазной сети переменного тока,
- недопустимой асимметрии напряжения фаз электросети;
- перегреве электродвигателей;
- длительным технологическим перегрузкам;
- заклинивании ротора электродвигателя;
- неправильных процессах пуска и торможения.2. Provide reliable protection against unauthorized changes in the parameters of the supply network and malfunctions in the operation of electric motors:
- breakage of one of the phases of a 3-phase AC network,
- unacceptable asymmetry of the voltage of the mains phases;
- overheating of electric motors;
- long technological overloads;
- jamming of the rotor of the electric motor;
- Incorrect starting and braking processes.
3. Обеспечивать индикацию аварийного режима, что очень важно для быстрого устранения аварийного отключения. 3. Provide an indication of the emergency mode, which is very important to quickly eliminate the emergency shutdown.
Известно устройство для управления и защиты электродвигателя переменного тока (см. а.с.N 1427533, кл. H 02 P 1/26, 1988 г.), содержащее тиристорный коммутатор двусторонней проводимости, включенный в соответствующие фазы питающей сети, и блок управления и защиты, выполненный на базе резонансно-параметрического преобразователя с колебательным контуром. Принцип работы устройства основан на ограниченности области существования устойчивых параметрических колебаний. Нижняя граница области их существования соответствует примерно току холостого хода электродвигателя, верхняя - предельно допустимому току, на который настраивается защита. A device for controlling and protecting an AC electric motor (see AC No. 1427533, class H 02 P 1/26, 1988), comprising a thyristor switch of two-sided conductivity included in the corresponding phases of the supply network, and a control unit and protection made on the basis of a resonant-parametric converter with an oscillatory circuit. The principle of operation of the device is based on the limited existence of stable parametric oscillations. The lower boundary of the region of their existence corresponds approximately to the no-load current of the electric motor, the upper - to the maximum permissible current, to which the protection is configured.
Основным недостатком известного устройства является сложность его реализации в электроприводе с несколькими электродвигателями, т.к. их электрические и нагрузочные характеристики могут сильно различаться. Если в случае применения двух однотипных электродвигателей задача может быть как-то решена, то в случае применения разнотипных электродвигателей она не разрешима. The main disadvantage of the known device is the difficulty of its implementation in an electric drive with several electric motors, because their electrical and load characteristics can vary greatly. If in the case of using two of the same type of electric motors the problem can be somehow solved, then in the case of using of different types of electric motors it is not solvable.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности (прототипом) является устройство для пуска и защиты асинхронного электродвигателя от аварийных режимов (см. а.с.N 1582308, кл. H 02 P 1/26, 1990 г.), содержащее тиристорный коммутатор двусторонней проводимости, включенный в соответствующие фазы питающей сети, блок управления, выход которого соединен с устройством запуска пускового реле, включенного в цепь источника питания последовательно с двумя параллельными замыкающими контактами, один из которых контакт кнопки "Пуск", а другой - самоблокирующийся контакт пускового реле, и размыкающим контактом кнопки "Стоп", реле тепловой защиты, а также два реле - плавного пуска и защиты, которые через диоды подключены к управляющим электродам тиристорного коммутатора. При пуске устройства импульсы управления в начальный момент поступают через диоды однополярные, благодаря чему осуществляется плавный запуск двигателя. В дальнейшем диоды закорачиваются, полностью открывая силовые ключи тиристорного коммутатора. Для защиты от аварийных режимов используются герконовые контакты, размещенные внутри витков фазных токопроводов, установленные на ток, превышающие пусковой ток электродвигателя, которые включают реле защиты, отключающее силовые ключи тиристорного коммутатора. Closest to the claimed device by technical nature (prototype) is a device for starting and protecting an induction motor from emergency conditions (see A.S.N 1582308, class H 02 P 1/26, 1990), containing a thyristor switch conductivity included in the corresponding phases of the supply network, the control unit, the output of which is connected to the starter relay trigger device, connected to the power supply circuit in series with two parallel make contacts, one of which is the start button contact, and the other is ca the latching contact of the start relay, and the opening contact of the Stop button, the thermal protection relay, as well as two relays - soft start and protection, which are connected via diodes to the control electrodes of the thyristor switch. When the device starts up, the control pulses at the initial moment arrive through unipolar diodes, due to which the engine starts smoothly. Further, the diodes are short-circuited, fully opening the power keys of the thyristor switch. To protect against emergency conditions, reed contacts located inside the turns of phase conductors are used, installed on a current exceeding the starting current of the electric motor, which include a protection relay that turns off the power switches of the thyristor switch.
Основным недостатком известного устройства также является невозможность управления процессами включения и отключения нескольких двигателей электропривода с различными электрическими и нагрузочными характеристиками при их совместной работе
Кроме того, известное устройство не обеспечивает индикацию аварийного режима.The main disadvantage of the known device is the inability to control the processes of turning on and off several electric motors with different electrical and load characteristics when they work together
In addition, the known device does not provide an indication of the emergency mode.
Целью заявляемого технического решения является устранение указанных недостатков, а именно расширение функциональных возможностей устройства. The aim of the proposed technical solution is to eliminate these disadvantages, namely the expansion of the functionality of the device.
Это в системе для управления и защиты электропривода, содержащей блок тиристорных коммутаторов двусторонней проводимости, включенных в соответствующие фазы питающей сети первого асинхронного электродвигателя электропривода, блок управления, выход которого соединен с устройством запуска пускового реле, включенного в цепь источника питания последовательно с двумя параллельными замыкающими контактами, один из которых контакт кнопки "Пуск", а другой - самоблокирующийся контакт пускового реле, и размыкающим контактом кнопки "Стоп", достигается тем, что в блок тиристорных коммутаторов дополнительно введены тиристорные коммутаторы двусторонней проводимости, включенные в соответствующие фазы питающей сети других электродвигателей электропривода, при этом управляющие замыкающие контакты пускового реле подключены к управляющим электродам блока тиристорных коммутаторов, а в состав блока управления дополнительно введены пороговые формирователи тока, напряжения и температуры, а также устройство обработки информации и индикации, причем входы порогового формирователя тока соединены с трансформаторами тока, включенными последовательно с одной из обмоток каждого электродвигателя, а выход порогового формирователя тока - с первым входом устройства обработки информации и индикации, входами пороговый формирователь напряжения подключен параллельно всем обмоткам каждого электродвигателя, а его выход соединен со вторым входом устройства обработки информации и индикации, входы порогового формирователя температуры соединены с датчиками температуры обмоток электродвигателей, а выход порогового формирователя температуры соединен с третьим входом устройства обработки информации и индикации. This is in a system for controlling and protecting an electric drive, containing a block of thyristor switches of double-sided conductivity, included in the corresponding phases of the power supply network of the first asynchronous electric motor of the electric drive, a control unit, the output of which is connected to the start-up device of the starting relay, connected to the power supply circuit in series with two parallel closing contacts , one of which is the contact of the "Start" button, and the other is the self-locking contact of the start relay, and the opening contact of the "Stop" button, reaches This is because double-sided thyristor switches are added to the thyristor switch unit, included in the corresponding phases of the supply network of other electric motors of the electric drive, while the control closing contacts of the starting relay are connected to the control electrodes of the thyristor switches block, and threshold current drivers are additionally included in the control unit voltage and temperature, as well as a device for processing information and indications, and the inputs of the threshold current driver and they are connected to current transformers connected in series with one of the windings of each electric motor, and the output of the threshold current driver is connected to the first input of the information processing and indication device, the threshold voltage driver is connected in parallel to all the windings of each electric motor, and its output is connected to the second input of the processing device information and indications, the inputs of the threshold temperature driver are connected to the temperature sensors of the motor windings, and the output of the threshold driver Temperature is connected to the third input of the information processing apparatus and display.
Указанное выполнение устройства позволяет запускать и контролировать работу всех электродвигателей электропривода одновременно и в случае несанкционированных изменений параметров питающей сети или работы одного из электродвигателей своевременно отключить электропривод. При этом индикация системы указывает на причину сбоя, после устранения которой возможен повторный запуск электропривода. The specified implementation of the device allows you to start and monitor the operation of all electric motors of the electric drive simultaneously and in case of unauthorized changes in the parameters of the power supply network or the operation of one of the electric motors in a timely manner to turn off the electric drive. In this case, the system indication indicates the cause of the failure, after the elimination of which the electric drive can restart.
Заявляемая система не имеет аналогов среди устройств контроля и защиты электродвигателей, а значит соответствует критерию "изобретательский уровень". The inventive system has no analogues among devices for monitoring and protecting electric motors, and therefore meets the criterion of "inventive step".
На фиг. 1 представлена схема подключения электропривода с несколькими электродвигателями к трехфазной сети; на фиг. 2 - блок-схема заявляемой системы для управления и защиты электропривода. In FIG. 1 shows a connection diagram of an electric drive with several electric motors to a three-phase network; in FIG. 2 is a block diagram of the inventive system for controlling and protecting an electric drive.
На фиг. 3-6 представлены конкретные варианты выполнения принципиальных схем узлов и блоков системы:
- на фиг. 3 приведена принципиальная схема устройства пороговых формирователей тока;
- на фиг. 4 - принципиальная схема устройства пороговых формирователей температуры;
- на фиг. 5 - принципиальная схема устройства пороговых формирователей напряжения;
4 - на фиг. 6 - принципиальная схема устройства обработки информации и индикации.In FIG. 3-6 presents specific options for the implementation of the circuit diagrams of the nodes and blocks of the system:
- in FIG. 3 shows a schematic diagram of a device for threshold current drivers;
- in FIG. 4 is a schematic diagram of a device for threshold temperature conditioners;
- in FIG. 5 is a schematic diagram of a device for threshold voltage drivers;
4 - in FIG. 6 is a schematic diagram of an information processing and indication device.
Заявляемая СУЗЭ (см. фиг. 1, 2) содержит блок тиристорных коммутаторов двусторонней проводимости 1, включенных в соответствующие фазы электродвигателей 2 (M1 - Мn) и подключенный через общий автоматический выключатель 3 к питающей сети. Внутри каждого электродвигателя установлен термодатчик 4 (например, ртутный замыкающий контакт). Последовательно с одной из обмоток каждого электродвигателя включен трансформатор тока 5. Блок управления 6 включает устройства пороговых формирователей тока 7, напряжения 8 и температуры 9, входы которых подключены соответственно к трансформаторам тока 5, к входным клеммам электродвигателей 2 (UA1, UB1, UC1, Uan, Ubn, UCn) и термодатчикам 4. Выходы пороговых формирователей 7 - 9 подключены к входам устройства обработки информации и индикации 10, а его выход соединен с входом устройства запуска пускового реле 11, которое своим размыкающим контактом 12 подает питание на пускового реле 13 с самоблокирующимся замыкающим контактом 14 и параллельным ему замыкающим контактом кнопки "Пуск" 15, а также размыкающим контактом кнопки "Стоп" 16. Для управления тиристорными коммутаторами блока 1 пусковое реле 13 имеет управляющие замыкающие контакты 17, которые через сопротивление 18 замыкают между собой управляющие электроды тиристоров 19. Постоянное напряжение для работы всех электронных схем подается с источника питания 20 и снимается кнопкой "Сброс аварии" 21.The inventive control system (see Fig. 1, 2) contains a block of thyristor switches of double conductivity 1 included in the corresponding phases of the electric motors 2 (M 1 - M n ) and connected through a common circuit breaker 3 to the mains. A temperature sensor 4 is installed inside each electric motor (for example, a mercury make contact). A current transformer 5 is connected in series with one of the windings of each electric motor. The
Приведенная на фиг. 2 принципиальная схема устройства запуска пускового реле 11 включает ключевой транзистор 22, реле "Сброс аварии" 23. Referring to FIG. 2 is a schematic diagram of the device for starting the
Приведенная на фиг. 3 принципиальная схема устройства пороговых формирователей тока 7 включает переменные резисторы 24 и диоды 25. Referring to FIG. 3, a schematic diagram of the device of threshold
Приведенная на фиг. 4 принципиальная схема устройства пороговых формирователей температуры 9 включает диоды 26 и резистор 27. Referring to FIG. 4, a schematic diagram of the device of
Приведенная на фиг. 5 принципиальная схема устройства пороговых формирователей напряжения 8 включает фазные резисторы 28, общий резистор 29, диоды 30, резистор 31 и стабилитрон 32. Referring to FIG. 5 is a circuit diagram of a threshold
Приведенная на фиг. 6 принципиальная схема устройства обработки информации и индикации 10 включает входные RS-триггеры 33-35, светодиоды индикации аварийных режимов 36-38, ограничительный резистор 39 и RC-цепь, состоящую из резистора 40 и конденсатора 41. Referring to FIG. 6, a schematic diagram of an information processing and
Заявляемая СУЗЭ работает следующим образом. При включении общего выключателя 3 на блок тиристорных коммутаторов 1 подается питание, но т.к. их управляющие замыкающие контакты 17 разомкнуты, электродвигатели 2 обесточены. Одновременно постоянное напряжение подается с источника питания 20 на все электронные схемы, в том числе и на устройства запуска пускового реле 11, реле 23 которого размыкающим контактом 12 подает питание на пусковое реле 13. При нажатии кнопки "Пуск" 15 цепь питания реле 13 замыкается и оно срабатывает, причем своим самоблокирующимся замыкающим контактом 14 продолжает после отпуска кнопки "Пуск" поддерживать себя во включенном состоянии. После замыкания контактов 17 тиристоры 19 открываются и запитываются электродвигатели 2. Одновременно с этим на входы порогового формирователя напряжения 8 поступают напряжения с обмоток электродвигателей 2. При наличии всех напряжений на электродвигателе 2 (MI) напряжения на резисторах 28 будут равны и на общем резисторе 29 напряжение равно нулю, а следовательно, и на выходе устройства 8 оно будет равно нулю. При наличии нулевых напряжений на всех его входах выходное напряжение тоже будет равно нулю. The inventive control system works as follows. When the general switch 3 is turned on, power is supplied to the thyristor switch unit 1, but since their control closing contacts 17 are open, the electric motors 2 are de-energized. At the same time, a constant voltage is supplied from the power source 20 to all electronic circuits, including to the start-up devices of the start-
В случае отсутствия напряжения одной из фаз одного из электродвигателей 2 на общем резисторе 29 появляется переменное напряжение, положительная полуволна которого, пройдя через диод 30 и ограничитель напряжения на резисторе 31 и стабилитроне 32, поступает на выход устройства 8. Это напряжение воспринимается устройством 10 как авария. In the absence of voltage of one of the phases of one of the electric motors 2, an alternating voltage appears on the
На вход S-триггера 34 при подаче на схему питающего напряжения через RC-цепь 40-41 поступила логическая единица, поэтому с приходом на R-вход положительного импульса триггер 34 срабатывает, загорается светодиод "Обрыв фазы" 37, а положительное напряжение с его инверсного выхода поступает на логический переключатель 3ИЛИ 42, на входах которого до этого были нули, и устанавливает на его выходе уровень логической единицы, т.е. на выход устройства 10 поступает команда "Авария". При этом срабатывает устройство запуска пускового реле 11, реле 23 которого размыкает контакт 12 и обесточивает пусковое реле 13. When the supply voltage to the circuit through the RC circuit 40-41 is applied to the S-
После устранения причины аварии и снятии кнопкой 21 "Сброс аварии" напряжения питания процесс запуска системы повторяют и при наличии всех напряжений на входах формирователя 8 система переходит в режим нормального функционирования. After eliminating the cause of the accident and removing button 21 "Reset accident" of the supply voltage, the process of starting the system is repeated and if all the voltages at the inputs of the former 8 are present, the system goes into normal operation mode.
Аналогичным образом СУЗЭ работает и в режимах "Перегрузка по току" и "Перегрев электродвигателя", только при этом сигнал аварии поступает с формирователей 7 или 9. Это бывает в тех случаях, когда ток какого-либо из электродвигателей 2 превысил максимально допустимый порог (обычно порог по току выставляют на уровне 1,15 - 1,2 от пускового тока электродвигателя, либо при срабатывании термодатчика 4 (температура электродвигателя превысила допустимый уровень). Similarly, the CPS works in the "Current Overload" and "Motor Overheat" modes, only in this case the alarm signal comes from the
Таким образом, заявляемая СУЗЭ обеспечивает синхронный пуск и остановку всех электродвигателей электропривода, надежную защиту от несанкционированных изменений параметров питающей сети и сбоев в работе любого из электродвигателей, а также осуществляет индикацию аварийного режима. Thus, the claimed CPS provides simultaneous start and stop of all electric motors of the electric drive, reliable protection against unauthorized changes in the parameters of the supply network and failures in the operation of any of the electric motors, and also indicates the emergency mode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105128/09A RU2139626C1 (en) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Control and protective system for induction motor drives |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105128/09A RU2139626C1 (en) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Control and protective system for induction motor drives |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2139626C1 true RU2139626C1 (en) | 1999-10-10 |
Family
ID=20203635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98105128/09A RU2139626C1 (en) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Control and protective system for induction motor drives |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2139626C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108551280A (en) * | 2018-06-14 | 2018-09-18 | 浙江硕仕电气科技有限公司 | A kind of soft starting device and the soft-start cabinet with it |
RU189726U1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-05-31 | Акционерное общество "Саратовский электроприборостроительный завод имени Серго Орджоникидзе" | DEVICE OF CONTROL AND PROTECTION OF SYSTEM "STATIC CONVERTER - ASYNCHRONOUS MOTOR" |
RU2780765C2 (en) * | 2020-12-01 | 2022-09-30 | Бэйз Филд Пауэр Лимитэд | Installation of pulse control of electromagnetic devices with energy recovery in power supply source based on inductance and method for operation of this installation |
-
1998
- 1998-03-18 RU RU98105128/09A patent/RU2139626C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108551280A (en) * | 2018-06-14 | 2018-09-18 | 浙江硕仕电气科技有限公司 | A kind of soft starting device and the soft-start cabinet with it |
CN108551280B (en) * | 2018-06-14 | 2024-04-19 | 浙江硕仕电气科技有限公司 | Soft start device and soft start cabinet with same |
RU189726U1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-05-31 | Акционерное общество "Саратовский электроприборостроительный завод имени Серго Орджоникидзе" | DEVICE OF CONTROL AND PROTECTION OF SYSTEM "STATIC CONVERTER - ASYNCHRONOUS MOTOR" |
RU2780765C2 (en) * | 2020-12-01 | 2022-09-30 | Бэйз Филд Пауэр Лимитэд | Installation of pulse control of electromagnetic devices with energy recovery in power supply source based on inductance and method for operation of this installation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100238770B1 (en) | Electric motor controller with bypass contactor | |
US7602081B2 (en) | System and method for providing power and control through a rotating interface | |
US4399394A (en) | Electronic motor start switch | |
CA1093189A (en) | Method and apparatus for heating electrical motors and like devices | |
KR960021816A (en) | Electric vehicle controller | |
CN113557646A (en) | Method and device for protecting an electrical load | |
RU2139626C1 (en) | Control and protective system for induction motor drives | |
RU2621704C1 (en) | Activation device for three-phase transformer | |
RU189726U1 (en) | DEVICE OF CONTROL AND PROTECTION OF SYSTEM "STATIC CONVERTER - ASYNCHRONOUS MOTOR" | |
EP0627808A2 (en) | Piloting system for electric inverter | |
RU2015596C1 (en) | Electric motor protection device | |
RU1786584C (en) | Device for electric drive protection | |
SU1582308A1 (en) | Device for starting and protecting induction motor from emergency conditions | |
SU1356113A2 (en) | Apparatus for heat protection of electric motor | |
RU2116692C1 (en) | Device for regulation of rotational speed of electric motor | |
RU175893U1 (en) | START-UP PROTECTIVE DEVICE FOR INDUSTRIAL REFRIGERATOR | |
RU2632735C1 (en) | Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation | |
RU252U1 (en) | Three-phase load protection device against phase failure | |
SU665384A1 (en) | Adjustable ac-to-dc voltage converter | |
RU2258291C1 (en) | Multichannel device for protecting three-phase power installations against abnormal operation | |
RU2050661C1 (en) | Electric drive thyristor exciter | |
SU1628125A1 (en) | Ac electric drive | |
RU2055438C1 (en) | Phase-failure protective gear for three-phase electrical installation | |
SU1464240A1 (en) | Device for monitoring voltage drops in a.c. mains | |
SU1683119A1 (en) | Device for protecting asynchronous motor against emergency operations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060319 |