RU2179360C2 - Relay protective gear for induction motor - Google Patents
Relay protective gear for induction motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179360C2 RU2179360C2 RU99102198A RU99102198A RU2179360C2 RU 2179360 C2 RU2179360 C2 RU 2179360C2 RU 99102198 A RU99102198 A RU 99102198A RU 99102198 A RU99102198 A RU 99102198A RU 2179360 C2 RU2179360 C2 RU 2179360C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- microcontroller
- switch
- current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике асинхронных электродвигателей. The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection and automation of asynchronous electric motors.
Известно устройство релейной защиты электроустановки, содержащее линейные преобразователи тока и управляющую ЭВМ (см. Авторское свидетельство СССР N 947938, кл. H 02 H 7/00, 1982). A device for the relay protection of electrical installations containing linear current converters and a control computer (see USSR Author's Certificate N 947938, class H 02 H 7/00, 1982).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что оно не позволяет получить требуемую точность контроля параметров защищаемого объекта при высоком быстродействии защиты, что ограничивает функциональные возможности устройства. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that it does not allow to obtain the required accuracy of monitoring the parameters of the protected object with high protection speed, which limits the functionality of the device.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство релейной защиты асинхронного электродвигателя, содержащее датчики тока, коммутатор, блок преобразования тока в напряжение, микроконтроллер, блок выбора режимов, работы и управления, блок управления электродвигателем, блок индикации, трансформатор напряжения, блок преобразования синусоидального сигнала в прямоугольный (см. А.Е.Немировский, А.В.Булычев, Н.Д.Поздеев. Адаптивное устройство токовой защиты асинхронного электродвигателя // Техника в сельском хозяйстве, 1998, N 6, с.21-22), принято за прототип. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a relay protection device for an induction motor containing current sensors, a switch, a unit for converting current into voltage, a microcontroller, a unit for selecting modes, operation and control, an electric motor control unit, an indication unit, a voltage transformer , a block for converting a sinusoidal signal into a rectangular one (see A.E. Nemirovsky, A.V. Bulychev, ND Pozdeev. Adaptive device for current protection of asynchronous e ektrodvigatelya // Technology in Agriculture, 1998, N 6, s.21-22), taken as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что оно имеет низкую точность при наличии в токе статора электродвигателя апериодических и высших гармонических составляющих, что может приводить к неправильным действиям защиты. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that it has low accuracy when there are aperiodic and higher harmonic components in the stator current of the electric motor, which can lead to incorrect protection actions.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить точность определения фазных токов электродвигателя в нестационарных режимах, что позволяет исключить неправильные действия защиты. The problem to which the invention is directed, is to increase the accuracy of determining the phase currents of the electric motor in non-stationary modes, which eliminates the incorrect action of the protection.
Технический результат, получаемый при реализации изобретения - это повышение точности работы защиты и расширение функциональных возможностей. The technical result obtained by the implementation of the invention is to increase the accuracy of the protection and expand the functionality.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, содержащем три датчика тока, коммутатор, блок преобразования тока в напряжение, микроконтроллер, блок выбора режимов работы и управления, блок управления электродвигателем, блок индикации, трансформатор напряжения, блок преобразования синусоидального сигнала в прямоугольный, дополнительно снабжено активным полосовым частотным фильтром и счетчиком, при этом датчики тока подключены к соответствующим трем первым входам коммутатора, вход трансформатора напряжения соединен с одной фазой электрической сети, выход трансформатора напряжения соединен с входом блока преобразования синусоидального сигнала в прямоугольный, выход блока преобразования синусоидального сигнала в прямоугольный соединен с четвертым входом коммутатора, выход блока преобразования тока в напряжение соединен с информационным входом микроконтроллера, первый выход микроконтроллера соединен с управляющим входом коммутатора, второй выход микроконтроллера соединен с входом блока управления электродвигателем, выход блока управления электродвигателем соединен с управляющим входом выключателя, третий выход микроконтроллера соединен с блоком индикации, блок выбора режимов работы и управления соединен с управляющим входом микроконтроллера, вход фильтра подключен к первому выходу коммутатора, а выход фильтра соединен с входом блока преобразования тока в напряжение, вход счетчика присоединен к выходу блока преобразования синусоидального сигнала в прямоугольный, а выход счетчика присоединен к входу внешних прерываний микроконтроллера, второй выход коммутатора соединен с информационным входом микроконтроллера. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device containing three current sensors, a switch, a unit for converting current into voltage, a microcontroller, a unit for selecting operation and control modes, an electric motor control unit, an indication unit, a voltage transformer, a sinusoidal signal conversion unit in rectangular, additionally equipped with an active band-pass frequency filter and counter, while the current sensors are connected to the corresponding three first inputs of the switch RA, the input of the voltage transformer is connected to one phase of the electric network, the output of the voltage transformer is connected to the input of the sinusoidal signal to rectangular conversion unit, the output of the sinusoidal signal to rectangular conversion unit is connected to the fourth input of the switch, the output of the current to voltage conversion unit is connected to the information input of the microcontroller, the first output of the microcontroller is connected to the control input of the switch, the second output of the microcontroller is connected to the input of the control unit by an electric motor, the output of the motor control unit is connected to the control input of the switch, the third output of the microcontroller is connected to the display unit, the mode and control mode selection block is connected to the control input of the microcontroller, the filter input is connected to the first output of the switch, and the filter output is connected to the input of the current conversion unit in voltage, the input of the counter is connected to the output of the block for converting the sinusoidal signal to rectangular, and the output of the counter is connected to the input of external interrupts of the micro the controller, the second switch output is connected to the data input of the microcontroller.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые блоки со своими связями, позволяющими повысить точность определения фазных токов электродвигателя и дополнить устройство защитой асинхронного электродвигателя от перегрузки и заклинивания ротора. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that it contains new blocks with its connections, which can improve the accuracy of determining the phase currents of the electric motor and supplement the device with protection of the asynchronous electric motor from overload and jamming of the rotor.
Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed solution meets the criteria of the invention of "novelty."
При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "Изобретательный уровень". When conducting an additional search for known solutions, no signs were found that coincided with the distinctive features of the claimed device from the prototype. Therefore, the claimed invention meets the condition of "Inventive step".
На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для релейной защиты асинхронного электродвигателя. The drawing shows a structural electrical diagram of a device for relay protection of an induction motor.
Устройство защиты содержит датчики тока 1, коммутатор 2, активный полосовой частотный фильтр 3, блок преобразования тока в напряжение 4, микроконтроллер 5, блок выбора режимов работы и управления 6, блок управления электродвигателем 7, блок индикации 8, трансформатор напряжения 9, блок преобразования синусоидального сигнала в прямоугольный 10, счетчик 11 и выключатель 12. The protection device contains current sensors 1, a switch 2, an active band-pass filter 3, a unit for converting current to voltage 4, a microcontroller 5, a unit for selecting operating and control modes 6, an electric motor control unit 7, an indication unit 8, a voltage transformer 9, a sinusoidal conversion unit signal into rectangular 10, counter 11 and switch 12.
Устройство для релейной защиты работает следующим образом. Device for relay protection works as follows.
При первом пуске электродвигателя в блоке выбора режимов работы и управления 6 устанавливается наладочный режим. После нажатия кнопки "Пуск", относящейся к этому же блоку, микроконтроллер 5 определяет значение полупериода питающей сети, подключая через коммутатор 2 к информационному входу выходной сигнал трансформатора напряжения 9, преобразованный из синусоидального сигнала в однополярный прямоугольный в блоке 10. Затем микроконтроллер 5 посредством блока управления электродвигателем 7 через выключатель 12 подает трехфазное напряжение на электродвигатель и определяет пусковой ток электродвигателя, на основании которого вычисляет ток срабатывания отсечки. Входными сигналами устройства защиты служат вторичные токи фаз, снимаемые с датчиков тока 1. По очереди с каждой фазы они через коммутатор 2, управляемый микроконтроллером 5, через активный полосовой частотный фильтр 3, выделяющий основную гармонику, поступают в блок преобразования тока в напряжение 4, с выхода которого поступают на информационный вход микроконтроллера 5. Преобразование выполнено из-за того, что микроконтроллер работает только с потенциальными сигналами. При отсутствии сигнала хотя бы с одной фазы электродвигатель останавливается, и в блок индикации 8 микроконтроллер выводит соответствующий сигнал. Режим "Работа" устанавливается в блоке выбора режимов работы и управления 6 и является основным. В этом режиме, помимо защиты от обрыва фазы и токовой отсечки, активизированы защиты от заклинивания ротора и перегрузки. Срабатывание первой приведет к остановке электродвигателя и соответствующей индикации в блоке 8 в случае наличия в фазных обмотках электродвигателя пускового тока в течение промежутка времени, большего заранее заданной величины. Защита от перегрузки сработает в случае, когда фазный ток превысит номинальное значение. При этом допустимое время работы от момента появления перегрузки до остановки электродвигателя определяется микроконтроллером 5 в зависимости от кратности отношения фазного и номинального токов. Для отсчета времени микроконтроллер 5 использует сигнал прерывания, поступающий с выхода счетчика 11, который пересчитывает частоту 50 Гц сигнала из блока 10 преобразования синусоидального сигнала в прямоугольный в частоту 1 Гц. Остановка электродвигателя происходит при нажатии на кнопку "Стоп", относящуюся к блоку выбора режимов работы и управления 6. When you first start the electric motor in the block selection of operating modes and control 6 sets the setup mode. After pressing the "Start" button related to the same block, the microcontroller 5 determines the value of the half-cycle of the supply network, connecting the output signal of the voltage transformer 9, converted from a sinusoidal signal to a unipolar rectangular one in the block 10 through the switch 2, then the microcontroller 5 by means of the block control the electric motor 7 through the switch 12 supplies a three-phase voltage to the electric motor and determines the starting current of the electric motor, based on which it calculates the operating current cutoff. The input signals of the protection device are secondary phase currents taken from current sensors 1. In turn, from each phase, they pass through the switch 2, controlled by microcontroller 5, through the active band-pass filter 3, which selects the main harmonic, to the current-to-voltage conversion unit 4, s the output of which goes to the information input of the microcontroller 5. The conversion is performed due to the fact that the microcontroller works only with potential signals. In the absence of a signal from at least one phase, the electric motor stops, and the microcontroller outputs the corresponding signal to display unit 8. The "Operation" mode is set in the block for selecting the operating and control modes 6 and is the main one. In this mode, in addition to phase loss and current cutoff protection, protection against rotor jamming and overload is activated. The operation of the first will cause the motor to stop and the corresponding indication in block 8 if there is a starting current in the phase windings of the electric motor for a period of time greater than a predetermined value. Overload protection will work if the phase current exceeds the rated value. In this case, the permissible operating time from the moment the overload occurs until the motor stops is determined by the microcontroller 5, depending on the ratio of the phase and rated currents. To count the time, the microcontroller 5 uses the interrupt signal from the output of the counter 11, which recounts the frequency of 50 Hz of the signal from the block 10 for converting the sinusoidal signal into a rectangular frequency of 1 Hz. The motor stops by pressing the "Stop" button related to the block for selecting operating and control modes 6.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство, предназначено для использования в промышленности и в сельском хозяйстве, а именно в электротехнике,
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов,
- преимущество изобретения состоит в том, что возможность реализации дополнительных видов защит при повышении точности работы защит повышает эффективность использования устройства релейной защиты в нестационарных режимах.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed device:
- a tool embodying the claimed device is intended for use in industry and in agriculture, namely in electrical engineering,
- for the claimed device in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed,
- the advantage of the invention lies in the fact that the possibility of implementing additional types of protections while increasing the accuracy of the protection increases the efficiency of the relay protection device in non-stationary modes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102198A RU2179360C2 (en) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | Relay protective gear for induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102198A RU2179360C2 (en) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | Relay protective gear for induction motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99102198A RU99102198A (en) | 2001-01-10 |
| RU2179360C2 true RU2179360C2 (en) | 2002-02-10 |
Family
ID=20215471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99102198A RU2179360C2 (en) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | Relay protective gear for induction motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179360C2 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2498472C1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Device for thermal protection of electric motor |
| RU2499340C2 (en) * | 2012-02-27 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Device of thermal engine protection |
| RU2616159C2 (en) * | 2013-04-25 | 2017-04-12 | Владимир Филиппович Ермаков | Multichannel microprocessor system of controlling and recording electricity losses in switchgear connections of ermakov-gorobets |
| RU2616165C2 (en) * | 2013-10-01 | 2017-04-12 | Владимир Филиппович Ермаков | Transformer resource counter at two-transformer substation (versions) |
| RU2637931C2 (en) * | 2016-01-11 | 2017-12-08 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Method of protecting the electric engine from technological overloads and device for its implementation |
| RU2686081C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for adaptive current cutoff of electric motors |
| RU206663U1 (en) * | 2021-05-20 | 2021-09-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | DEVICE FOR ELECTRIC MOTOR LOAD CONTROL |
| RU2759512C1 (en) * | 2021-02-11 | 2021-11-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for directed adaptive current cutoff of electric motors |
| RU2810655C1 (en) * | 2023-05-29 | 2023-12-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Device for protection against accidents of conveyor drive |
-
1999
- 1999-02-04 RU RU99102198A patent/RU2179360C2/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| НЕМИРОВСКИЙ А.Е. и др. Адаптивное устройство токовой защиты асинхронного электродвигателя. Техника в сельском хозяйстве. - 1998, № 6, с.21 и 22. * |
| ЧЕРНОБРОВОВ Н.В. и СЕМЕНОВ В.А. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998, с.774-781. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499340C2 (en) * | 2012-02-27 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Device of thermal engine protection |
| RU2498472C1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") | Device for thermal protection of electric motor |
| RU2616159C2 (en) * | 2013-04-25 | 2017-04-12 | Владимир Филиппович Ермаков | Multichannel microprocessor system of controlling and recording electricity losses in switchgear connections of ermakov-gorobets |
| RU2616165C2 (en) * | 2013-10-01 | 2017-04-12 | Владимир Филиппович Ермаков | Transformer resource counter at two-transformer substation (versions) |
| RU2637931C2 (en) * | 2016-01-11 | 2017-12-08 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Method of protecting the electric engine from technological overloads and device for its implementation |
| RU2686081C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for adaptive current cutoff of electric motors |
| RU2759512C1 (en) * | 2021-02-11 | 2021-11-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for directed adaptive current cutoff of electric motors |
| RU206663U1 (en) * | 2021-05-20 | 2021-09-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | DEVICE FOR ELECTRIC MOTOR LOAD CONTROL |
| RU2810655C1 (en) * | 2023-05-29 | 2023-12-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Device for protection against accidents of conveyor drive |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR830006980A (en) | Power factor regulator | |
| RU2179360C2 (en) | Relay protective gear for induction motor | |
| CN104485825A (en) | Single-phase programmable current source device and control method thereof | |
| RU2415504C2 (en) | Device to protect three-phase asynchronous motors | |
| KR101430577B1 (en) | Voltage sag protector for three phase servo driver | |
| CN105720609B (en) | Method for realizing synchronous switching of frequency conversion and power frequency | |
| KR101915620B1 (en) | Explosion proof soft starter for low voltage | |
| CN2600975Y (en) | Start device for AC asynchronous motor | |
| RU2095912C1 (en) | No-break power supply system | |
| RU63612U1 (en) | ASYNCHRONOUS ENGINE CONTROL DEVICE | |
| SU919010A1 (en) | Device for protection of electrical machine thyristor excitation circuit | |
| RU183431U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING THREE-PHASE MOTOR FROM OVERCURRENT OVERCURRENT | |
| JPS598155B2 (en) | Control circuit of inverter device | |
| SU995188A1 (en) | Device for differential-phase protection of electric motor from interphase short-circuitings | |
| SU723715A1 (en) | Arrangement for protecting three-phase electric equipment from asymmetric arc short-circuiting | |
| RU2218644C1 (en) | Power direction relay of zero sequence | |
| SU655013A1 (en) | Device for protecting three-phase electric installation from break of any of phases | |
| SU1086498A1 (en) | Overall protection device for three-phase asynchronous motor | |
| JPH0742199Y2 (en) | Electric motor overload protection device | |
| SU1527684A1 (en) | Device for protection of three-phase electric motor from overload and asymmetry of phase currents | |
| SU890277A1 (en) | Device for determination short circuit location in electric power line | |
| CN2077561U (en) | A.c manostat | |
| SU1029315A1 (en) | Device for protection of gate circuit converter | |
| SU1037399A1 (en) | Automatic electric drive with current limiter | |
| SU669457A1 (en) | Device for limiting control angle of single-channel phase control system |