RU2228570C1 - Asymmetric mode protective device for three-phase motor - Google Patents
Asymmetric mode protective device for three-phase motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228570C1 RU2228570C1 RU2002125783/09A RU2002125783A RU2228570C1 RU 2228570 C1 RU2228570 C1 RU 2228570C1 RU 2002125783/09 A RU2002125783/09 A RU 2002125783/09A RU 2002125783 A RU2002125783 A RU 2002125783A RU 2228570 C1 RU2228570 C1 RU 2228570C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- terminal
- intermediate relay
- make contact
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей от асимметрии напряжений сети и от симметричного снижения напряжения.The invention relates to electrical engineering and can be used to protect three-phase motors from voltage asymmetry and from a symmetrical voltage reduction.
Известно устройство для защиты трехфазного электродвигателя от обрыва фазы [1], содержащее три реле фазных напряжений, имеющих замыкающие контакты, три промежуточных реле, имеющие переключающие и размыкающие контакты, реле времени, имеющее размыкающий контакт с выдержкой времени на размыкание, промежуточное реле с замыкающим контактом и фазосдвигающий блок. Устройство позволяет сохранить работоспособность электродвигателя при обрыве одной фазы, но оно не реагирует на несимметричное повышение напряжения.A device for protecting a three-phase electric motor against phase failure [1], comprising three phase voltage relays having closing contacts, three intermediate relays having switching and opening contacts, a time relay having an opening contact with a delay time for opening, an intermediate relay with a closing contact and phase shifting unit. The device allows you to maintain the efficiency of the electric motor when one phase is broken, but it does not respond to an asymmetric voltage increase.
Известно также устройство для защиты трехфазного электродвигателя от асимметричного режима [2], содержащее блок контроля фазных напряжений, состоящий из резервированного источника питания, диодов, резисторных делителей напряжения из последовательно включенных резисторов, узла опорного напряжения, собранного из резисторов, конденсаторов, компараторов напряжения, однотранзисторных усилителей и исполнительных реле, а также фазосдвигающий блок и три промежуточных реле.It is also known a device for protecting a three-phase electric motor from an asymmetric mode [2], which contains a phase voltage control unit, consisting of a redundant power supply, diodes, resistor voltage dividers from series-connected resistors, a voltage reference node assembled from resistors, capacitors, voltage comparators, single-transistor amplifiers and executive relays, as well as a phase-shifting unit and three intermediate relays.
Однако в известном устройстве при симметричном снижении напряжения со снижением напряжения на неинвертирующих входах компараторов снижается и опорное напряжение на их инвертирующих входах, в результате чего двигатель остается включенным; отсутствует контроль симметрии напряжения на выходе фазосдвигающего блока. Все это в целом снижает надежность электропривода.However, in the known device, with a symmetrical voltage reduction with a decrease in voltage at the non-inverting inputs of the comparators, the reference voltage at their inverting inputs also decreases, as a result of which the motor remains on; there is no control of the symmetry of the voltage at the output of the phase-shifting unit. All this in general reduces the reliability of the electric drive.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для защиты трехфазного электродвигателя от асимметричного режима сети [3], содержащее фазосдвигающий блок, три промежуточных реле, резервированный источник питания и блок контроля фазных напряжений, выполненный в виде трех компараторов напряжения, неинвертирующий вход каждого из которых снабжен конденсатором и через делитель напряжения и диод соединен с клеммой для соединения с соответствующим фазным проводом сети, инвертирующие входы объединены в общую точку, снабжены конденсатором и соединены с узлом опорного напряжения, а выходы через однотранзисторные усилители подключены к катушкам исполнительных реле, дополнительно введены фильтр напряжения обратной последовательности, вход которого соединен с фазосдвигающим блоком, а выход - с блоком контроля напряжения обратной последовательности, задатчик минимального уровня напряжения сети, диоды, соединяющие выходы задатчика минимального уровня напряжения сети, блока контроля напряжения обратной последовательности и узла опорного напряжения с инвертирующими входами компараторов, а объединенные инвертирующие и каждый неинвертирующий входы снабжены стабилитронами.The closest in technical essence is a device for protecting a three-phase motor from an asymmetric network mode [3], containing a phase-shifting unit, three intermediate relays, a redundant power supply and a phase voltage monitoring unit, made in the form of three voltage comparators, each non-inverting input of which is equipped with a capacitor and through a voltage divider and a diode connected to a terminal for connection to the corresponding phase conductor of the network, the inverting inputs are combined into a common point, provided with a capacitor and are connected to the reference voltage node, and the outputs through single-transistor amplifiers are connected to the coils of the executive relays, an inverse sequence voltage filter is added, the input of which is connected to the phase-shifting unit, and the output is connected to the negative sequence voltage control unit, the minimum voltage level regulator, diodes connecting the outputs of the setpoint of the minimum voltage level of the network, the negative sequence voltage control unit and the reference voltage node with invert comparator inputs, and the combined inverting and each non-inverting inputs are equipped with zener diodes.
Однако в известном устройстве при изменении мощности нагрузки изменяется угол сдвига поврежденной фазы относительно двух неповрежденных. Это происходит из-за того, что конкретной мощности нагрузки соответствуют определенные параметры элементов фазосдвигающей L-C цепочки. Это снижает надежность электропривода.However, in the known device, when the load power changes, the angle of shear of the damaged phase changes relative to two intact. This is due to the fact that specific parameters of the load correspond to certain parameters of the elements of the phase-shifting L-C chain. This reduces the reliability of the drive.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения эксплуатационной надежности электропривода и расширение функциональных возможностей устройства.The present invention solves the problem of increasing the operational reliability of the electric drive and expanding the functionality of the device.
Для достижения этого технического результата в устройстве для защиты трехфазного электродвигателя от асимметричного режима сети, содержащем резервированный источник питания, подключенный к клеммам фаз АВС и к нулевому проводу N питающей сети; блок контроля фазных напряжений, выполненный в виде трех компараторов напряжения, неинвертирующий вход каждого из которых снабжен конденсатором и через делитель напряжения и диод соединен с клеммой для подключения к соответствующему фазному проводу сети, инвертирующие входы объединены в общую точку, снабжены конденсатором и соединены через диод с узлом опорного напряжения, который подключен к шинам постоянного тока резервированного источника питания, объединенные инвертирующие и каждый неинвертирующий входы компараторов напряжения снабжены стабилитронами; выходы компараторов напряжения через токоограничивающие резисторы подключены к базам однотранзисторных усилителей, эмиттеры однотранзисторных усилителей подключены к минусовой шине резервированного источника питания, коллекторы однотранзисторных усилителей подключены к выводам катушек исполнительных реле, другие выводы катушек исполнительных реле подключены к плюсовой шине резервированного источника питания, катушки исполнительных реле зашунтированы диодами, отметим, что фазе А питающей сети соответствует первое исполнительное реле, фазе В - второе исполнительное реле, фазе С - третье исполнительное реле, выводы питания компараторов напряжения подключены к шинам постоянного тока резервированного источника питания; к клемме фазы А питающей сети подключен один вывод катушки первого промежуточного реле, другой вывод катушки первого промежуточного реле через замыкающий контакт первого исполнительного реле и размыкающий контакт третьего исполнительного реле подключен к нулевому проводу N питающей сети, к клемме фазы В питающей сети подключен один вывод катушки второго промежуточного реле, другой вывод катушки второго промежуточного реле, через замыкающий контакт второго исполнительного реле и размыкающий контакт первого исполнительного реле подключен к нулевому проводу питающей сети N, к клемме фазы С питающей сети подключен один вывод катушки третьего промежуточного реле, другой вывод катушки третьего промежуточного реле через замыкающий контакт третьего исполнительного реле и размыкающий контакт второго исполнительного реле подключен к нулевому проводу питающей сети N, катушка четвертого промежуточного реле одним выводом подключена к минусовой шине резервированного источника питания, другим выводом через параллельно соединенные замыкающие контакты исполнительных реле к плюсовой шине резервированного источника питания; вход фильтра напряжения обратной последовательности непосредственно соединен с клеммами для подключения электродвигателя, а выход подключен к входу блока контроля напряжений обратной последовательности, выход которого одним выводом подключен к объединенным инвертирующим входам компараторов напряжения, другим выводом подключен к плюсовой шине резервированного источника питания; используется блок генерирования фазы, содержащий силовой мостовой выпрямитель, вход которого одним выводом подключен к конденсатору управляющей фазосдвигающей L-С цепочки и через замыкающий контакт первого промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле к клемме фазы А питающей сети, этот же вход силового мостового выпрямителя подключен через замыкающий контакт второго промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле к клемме фазы В питающей сети, этот же вход силового мостового выпрямителя подключен через замыкающий контакт третьего промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле к клемме фазы С питающей сети, другой вывод силового мостового выпрямителя подключен к индуктивности управляющей фазосдвигающей L-С цепочки и через замыкающий контакт первого промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле к клемме фазы В питающей сети, этот же вход силового мостового выпрямителя подключен через замыкающий контакт второго промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле к клемме фазы С питающей сети, этот же вход силового мостового выпрямителя подключен через замыкающий контакт третьего промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле к клемме фазы А питающей сети, выход силового мостового выпрямителя подключен к клеммам питания двухтактного усилителя мощности; выход управляющей фазосдвигающей L-C цепочки подключен к одному выводу входа транзисторного двухтактного усилителя мощности, другой вывод входа транзисторного двухтактного усилителя мощности подключен к нулевому проводу N питающей сети, выход транзисторного двухтактного усилителя мощности одним выводом подключен через замыкающий контакт первого промежуточного реле к клемме для подключения двигателя, которая через размыкающий контакт первого промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле подключена к клемме фазы С питающей сети, этот же вывод выхода транзисторного двухтактного усилителя мощности подключен через замыкающий контакт второго промежуточного реле к клемме для подключения двигателя, которая через размыкающий контакт второго промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле подключена к клемме фазы А питающей сети, этот же вывод выхода транзисторного двухтактного усилителя мощности подключен через замыкающий контакт третьего промежуточного реле к клемме для подключения двигателя, которая через размыкающий контакт третьего промежуточного реле и замыкающий контакт четвертого промежуточного реле подключена к клемме фазы В питающей сети, другой вывод выхода транзисторного двухтактного усилителя мощности подключен к нулевому проводу N питающей сети, который в свою очередь заземлен.To achieve this technical result, in a device for protecting a three-phase motor from an asymmetric network mode, comprising a redundant power supply connected to the terminals of the phases ABC and to the neutral wire N of the supply network; the phase voltage control unit, made in the form of three voltage comparators, the non-inverting input of each of which is equipped with a capacitor and through a voltage divider and a diode is connected to a terminal for connecting to the corresponding phase wire of the network, the inverting inputs are combined into a common point, equipped with a capacitor and connected through a diode to the reference voltage node, which is connected to the DC buses of the redundant power supply, the combined inverting and each non-inverting inputs of the voltage comparators provided with zener; the outputs of the voltage comparators through current-limiting resistors are connected to the bases of single-transistor amplifiers, the emitters of single-transistor amplifiers are connected to the negative bus of a redundant power supply, the collectors of single-transistor amplifiers are connected to the terminals of the coils of the executive relays, the other conclusions of the coils of the executive relays are connected to the plus bus of the redundant power supply, the coils of the executive relays are connected to the coils of the executive relays diodes, we note that the first actuator corresponds to phase A of the supply network th relay phase B - the second actuating relays, phase C - third actuating relay supply voltage terminals of comparators are connected to the redundant buses DC power source; one terminal of the first intermediate relay coil is connected to the phase A terminal of the supply network, another terminal output of the first intermediate relay coil is connected to the neutral wire N of the supply network through the make contact of the first executive relay and the disconnect contact of the third executive relay, one coil pin is connected to the phase B terminal of the supply network the second intermediate relay, the other output of the coil of the second intermediate relay, through the make contact of the second executive relay and the make contact of the first executive relay it is connected to the neutral wire of the power supply network N, one terminal of the third intermediate relay coil is connected to the phase C terminal of the power supply network, the other terminal output of the third intermediate relay coil is connected to the neutral wire of the power supply network N through the make contact of the third executive relay and the make contact of the second executive relay the intermediate relay with one output connected to the negative bus of the redundant power supply, with the other output through the parallel connected closing contacts of the executive relays to redundant power supply bus; the input of the negative sequence voltage filter is directly connected to the terminals for connecting the electric motor, and the output is connected to the input of the negative sequence voltage control unit, the output of which is connected to the combined inverting inputs of the voltage comparators, the other terminal is connected to the plus bus of the redundant power supply; a phase generating unit is used that contains a power bridge rectifier, the input of which is connected to the capacitor of the control phase-shifting L-C circuit with one terminal and through the make contact of the first intermediate relay and the make contact of the fourth intermediate relay to the phase A terminal of the supply network, the same input of the power bridge rectifier is connected through the make contact of the second intermediate relay and the make contact of the fourth intermediate relay to the phase B terminal of the supply network, the same input of the bridge power rectifier The connector is connected through the make contact of the third intermediate relay and the make contact of the fourth intermediate relay to the phase C terminal of the supply network, the other output of the power bridge rectifier is connected to the inductance of the control phase-shifting L-C circuit and through the make contact of the first intermediate relay and the make contact of the fourth intermediate relay to the terminal phase In the supply network, the same input of the power bridge rectifier is connected through the make contact of the second intermediate relay and the make contact of the fourth th intermediate relay to the terminal of phase C power line, the same power input of the bridge rectifier is connected via a normally open contact of the third intermediate relay and a make contact to the fourth intermediate relay terminal phase A power line, a power bridge rectifier output is connected to the terminals of the push-pull power amplifier; the output of the control phase-shifting LC circuit is connected to one terminal of the input of the transistor push-pull power amplifier, the other terminal of the input of the transistor push-pull power amplifier is connected to the neutral wire N of the power supply network, the output of the transistor push-pull power amplifier is connected to one terminal through the make contact of the first intermediate relay to the motor connection terminal, which is connected to the terminals through the opening contact of the first intermediate relay and the closing contact of the fourth intermediate relay e phase C of the supply network, the same output terminal of the transistor push-pull power amplifier is connected through the make contact of the second intermediate relay to the terminal for connecting the motor, which is connected through the make contact of the second intermediate relay and the make contact of the fourth intermediate relay to the phase A terminal of the supply network, the same the output terminal of the transistor push-pull power amplifier is connected through the make contact of the third intermediate relay to the terminal for connecting the motor, which through the open The contacting contact of the third intermediate relay and the closing contact of the fourth intermediate relay are connected to the phase B terminal of the supply network, the other output terminal of the transistor push-pull power amplifier is connected to the neutral wire N of the supply network, which in turn is grounded.
На чертеже представлена схема электрическая принципиальная предлагаемого устройства для защиты трехфазного электродвигателя от асимметричного режима.The drawing shows an electric circuit diagram of the proposed device for protecting a three-phase electric motor from an asymmetric mode.
Устройство выполнено в виде блока контроля фазных напряжений 1: резервированного источника питания 2, на выходе которого поддерживается постоянное стабилизированное напряжение, блока генерирования фазы 3, блока контроля напряжений обратной последовательности 4, фильтра напряжений обратной последовательности 5.The device is made in the form of a phase voltage control unit 1: a redundant power supply 2, the output of which is supported by a constant stabilized voltage, a phase 3 generation unit, a negative sequence voltage control unit 4, a negative sequence voltage filter 5.
Блок контроля фазных напряжений 1 содержит резервированный источник питания 2; диоды 6, 7, 8, включенные между фазами сети А, В, С с одной стороны, и резисторными делителями напряжения 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14 (для каждой фазы соответственно) с другой стороны; узел опорного напряжения, который одновременно является задатчиком минимального уровня напряжения сети, собранный из подстроечного сопротивления 15 и резистора 16; конденсаторы 17, 18, 19, сглаживающие контролируемые сигналы, подающиеся с делителей напряжения на неинвертирующие входы компараторов напряжения 20, 21, 22; конденсатор 23, сглаживающий опорный сигнал, подающийся через диод 24 на объединенные инвертирующие входы компараторов напряжения 20, 21, 22; стабилитроны 25, 26, 27, ограничивающие максимальный уровень сигнала на неинвертирующих входах компараторов напряжений 20, 21, 22, который меньше уровня сигнала на объединенных инвертирующих входах, ограничиваемого стабилитроном 28 при срабатывании блока контроля напряжений обратной последовательности 4 или при значительном повышении напряжения сети. С помощью подстроечного сопротивления 15 регулируется уровень опорного напряжения и уровень минимального напряжения сети. Диод 24 связывает узел опорного напряжения с объединенными инвертирующими входами компараторов напряжения 20, 21, 22. Блок 1 также содержит три однотранзисторных усилителя 29, 30, 31, в цепи коллекторов которых включены исполнительные реле 32, 33, 34; токоограничивающие резисторы 35, 36, 37, включенные в цепи баз однотранзисторных усилителей 29, 30, 31; диоды 38, 39, 40, служащие для защиты исполнительных реле 32, 33, 34. Устройство также включает в себя три промежуточных реле 41, 42, 43, катушки которых присоединены одним выводом через замыкающие контакты 44, 45, 46 и размыкающие контакты 47, 48, 49 исполнительных реле 32, 33, 34 к нулевому проводу, причем первое промежуточное реле 41 подключено через замыкающий контакт 44 первого исполнительного реле 32 и размыкающий контакт третьего исполнительного реле 34, второе промежуточное реле 42 подключено через замыкающий контакт 45 второго исполнительного реле 33 и размыкающий контакт первого исполнительного реле 32, третье промежуточное реле 43 подключено через замыкающий контакт 46 третьего исполнительного реле 34 и размыкающий контакт первого исполнительного реле 32, другие выводы промежуточных реле 41, 42, 43 подключены к клеммам фаз А, В, С соответственно. Промежуточное реле 41 имеет один размыкающий контакт 50 и три замыкающих контакта 51, 52, 53. Промежуточное реле 42 имеет один размыкающий контакт 54 и три замыкающих контакта 55, 56, 57. Промежуточное реле 43 имеет один размыкающий контакт 58 и три замыкающих контакта 59, 60, 61. Промежуточное реле 62 имеет три замыкающих контакта 63, 64, 65, подключается одним выводом через контакты 66, 67, 68 исполнительных реле 32, 33, 34 соответственно к положительной шине резервированного источника питания 2, другим выводом к отрицательной шине резервированного источника питания 2 и защищает электродвигатель 69 от симметричного снижения напряжения ниже допустимого уровня.The phase voltage monitoring unit 1 contains a redundant power supply 2; diodes 6, 7, 8, connected between the phases of the network A, B, C on the one hand, and resistor voltage dividers 9 and 10, 11 and 12, 13 and 14 (for each phase, respectively) on the other hand; the node of the reference voltage, which at the same time is the master of the minimum voltage level of the network, assembled from the tuning resistance 15 and the resistor 16; capacitors 17, 18, 19, smoothing controlled signals supplied from voltage dividers to non-inverting inputs of voltage comparators 20, 21, 22; a capacitor 23 smoothing the reference signal supplied through the diode 24 to the combined inverting inputs of the voltage comparators 20, 21, 22; Zener diodes 25, 26, 27, limiting the maximum signal level at the non-inverting inputs of voltage comparators 20, 21, 22, which is less than the signal level at the combined inverting inputs, limited by the zener diode 28 when the negative sequence voltage monitoring unit 4 is triggered or when the network voltage increases significantly. Using the tuning resistance 15, the level of the reference voltage and the level of the minimum voltage of the network are regulated. Diode 24 connects the voltage reference node to the combined inverting inputs of voltage comparators 20, 21, 22. Block 1 also contains three single-transistor amplifiers 29, 30, 31, in the collector circuit of which executive relays 32, 33, 34 are connected; current-limiting resistors 35, 36, 37 included in the base circuit of single-transistor amplifiers 29, 30, 31; diodes 38, 39, 40, which serve to protect the executive relays 32, 33, 34. The device also includes three intermediate relays 41, 42, 43, the coils of which are connected by one output through the make contacts 44, 45, 46 and the make contacts 47, 48, 49 of the executive relay 32, 33, 34 to the neutral wire, and the first intermediate relay 41 is connected through the make contact 44 of the first executive relay 32 and the make contact of the third executive relay 34, the second intermediate relay 42 is connected through the make contact 45 of the second executive relay 33 and blur the contact contact of the first actuator relay 32, the third intermediate relay 43 is connected through the make contact 46 of the third actuator relay 34 and the disconnect contact of the first actuator relay 32, the other terminals of the intermediate relays 41, 42, 43 are connected to the terminals of the phases A, B, C, respectively. The intermediate relay 41 has one normally open contact 50 and three make contacts 51, 52, 53. The intermediate relay 42 has one normally open contact 54 and three make contacts 55, 56, 57. The intermediate relay 43 has one make contact 58 and three make contacts 59, 60, 61. The intermediate relay 62 has three make contacts 63, 64, 65, is connected by one output through contacts 66, 67, 68 of the executive relay 32, 33, 34, respectively, to the positive bus of the redundant power supply 2, and the other terminal to the negative bus of the redundant source power 2 and protects the motor 69 from a symmetrical voltage drop below an acceptable level.
Блок генерирования фазы 3 содержит: блок питания, состоящий из силового мостового выпрямителя 70-73; сглаживающего конденсатора 74; управляющей фазосдвигающей L-C цепочки, сдвигающей первоначальный сигнал с предыдущей “здоровой” фазы на 120 электрических градусов, содержащей индуктивность 75 и емкость 76; двухтактный усилитель мощности, содержащий: управляющий согласующий трансформатор 77, силовой согласующий трансформатор 78, два мощных низкочастотных транзистора 79, 80, резисторы 81, 82, задающие начальную рабочую точку и обеспечивающие обратную связь, конденсатор 83, обеспечивающий беспрепятственное управление переменным сигналом.The phase 3 generation unit contains: a power supply unit consisting of a power bridge rectifier 70-73; smoothing capacitor 74; a control phase-shifting L-C chain shifting the initial signal from the previous “healthy” phase by 120 electrical degrees, containing inductance 75 and capacitance 76; a push-pull power amplifier, comprising: a control matching transformer 77, a power matching transformer 78, two powerful low-frequency transistors 79, 80, resistors 81, 82, which set the initial operating point and provide feedback, a capacitor 83, providing unhindered control of the alternating signal.
Блок контроля напряжений обратной последовательности 4 подключен к выходу фильтра напряжений обратной последовательности 5. В блок контроля напряжений обратной последовательности 4 входят следующие элементы: мостовой выпрямитель 84-87; конденсатор 88, сглаживающий пульсации и задающий выдержку времени; резисторный делитель, состоящий из резистора 89 и подстроечного сопротивления 90; пороговый элемент 91; оптопара 92, фотодиод которой с резистором 93 образует делитель напряжения, управляющий транзистором 94, коллектор которого соединен с источником питания через резистор 95 и через резистор 96 с базой транзистора 97; диод 98 и резистор 99, образующие положительную обратную связь; резистор 100, с которого снимается управляющий сигнал, и через диод 101 подается на инвертирующие входы компараторов напряжения 20, 21, 22 блока контроля напряжений обратной последовательности 1.The negative sequence voltage monitoring unit 4 is connected to the output of the negative sequence voltage filter 5. The negative sequence voltage monitoring unit 4 includes the following elements: bridge rectifier 84-87; a capacitor 88, smoothing the ripple and setting the time delay; a resistor divider consisting of a resistor 89 and a tuning resistance 90; threshold element 91; an optocoupler 92, the photodiode of which with a resistor 93 forms a voltage divider controlling the transistor 94, the collector of which is connected to the power source through a resistor 95 and through a resistor 96 to the base of the transistor 97; diode 98 and resistor 99, forming a positive feedback; a resistor 100, from which the control signal is removed, and through the diode 101 is fed to the inverting inputs of the voltage comparators 20, 21, 22 of the negative sequence voltage control unit 1.
Фильтр напряжения обратной последовательности 5 подключен к электродвигателю 69 и позволяет контролировать симметрию напряжений на его клеммах. Фильтр напряжения обратной последовательности 5 состоит из резисторов 102, 103 и конденсаторов 104, 105.The negative sequence voltage filter 5 is connected to the motor 69 and allows you to control the voltage symmetry at its terminals. The negative sequence voltage filter 5 consists of resistors 102, 103 and capacitors 104, 105.
Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от асимметричного режима работает следующим образом.A device for protecting a three-phase electric motor from an asymmetric mode operates as follows.
При подаче симметричного напряжения на вход устройства на блок контроля фазных напряжений 1 подается питающее напряжение с резервированного источника питания 2. Одновременно с этим на неинвертирующие входы компараторов напряжения 20, 21, 22 через резисторные делители напряжения 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14 приходит контролируемый сигнал, а на инвертирующие входы от узла опорного напряжения, состоящего из подстроечного сопротивления 15 и резистора 16, через диод 24 приходит опорный сигнал меньшего потенциала. В результате их сравнения на выходе компараторов напряжения 20, 21, 22 возникает потенциал, отпирающий однотранзисторные усилители 29, 30, 31, вызывая срабатывание исполнительных реле 32, 33, 34, которые размыкают свои контакты 47, 48, 49, тем самым обесточивая промежуточные реле 41, 42, 43. Размыкающие контакты 50, 54, 58 промежуточных реле 41, 42, 43 подключат электродвигатель к сети, а замыкающие контакты 51, 52, 53; 55, 56, 57; 59, 60, 61 отключат блок генерирования фазы 3. Электродвигатель включен и работает на трех фазах сети.When a symmetrical voltage is applied to the input of the device, the phase voltage control unit 1 is supplied with power from a redundant power supply 2. At the same time, the non-inverting inputs of voltage comparators 20, 21, 22 through resistor voltage dividers 9 and 10, 11 and 12, 13 and 14 a controlled signal arrives, and the reference signal of lower potential arrives at the inverting inputs from the reference voltage node, consisting of the tuning resistance 15 and the resistor 16, through the diode 24. As a result of their comparison, at the output of the voltage comparators 20, 21, 22, a potential arises that unlocks the single-transistor amplifiers 29, 30, 31, causing the actuation relays 32, 33, 34 to trip, which open their contacts 47, 48, 49, thereby disconnecting the intermediate relays 41, 42, 43. The NC contacts 50, 54, 58 of the intermediate relays 41, 42, 43 will connect the electric motor to the network, and the NC contacts 51, 52, 53; 55, 56, 57; 59, 60, 61 will turn off the phase 3 generating unit. The electric motor is turned on and operates on three phases of the network.
При симметричном снижении напряжений сети контролируемое напряжение на неинвертирующих входах компараторов напряжения 20, 21, 22 снижается пропорционально фазным напряжениям, напротив, сигнал на выходе узла опорного напряжения не изменяется. Как только сигналы на неинвертирующих входах станут меньше уровня, установленного на инвертирующих входах, компараторы напряжения 20, 21, 22 изменят свое состояние, обесточив исполнительные реле 32, 33, 34, которые разомкнут контакты 66, 67, 68 в цепи питания промежуточного реле 62, отключив электродвигатель и блок генерирования фазы 3 от питающей сети.With a symmetrical decrease in the network voltage, the controlled voltage at the non-inverting inputs of the voltage comparators 20, 21, 22 decreases in proportion to the phase voltages, on the contrary, the signal at the output of the reference voltage node does not change. As soon as the signals at the non-inverting inputs become lower than the level set at the inverting inputs, the voltage comparators 20, 21, 22 will change their state by de-energizing the executive relays 32, 33, 34, which open the contacts 66, 67, 68 in the power circuit of the intermediate relay 62, having disconnected the electric motor and the phase 3 generating unit from the supply network.
При восстановлении уровня напряжений электродвигатель снова включится в рабочий режим.When the voltage level is restored, the electric motor will turn on again in the operating mode.
При снижении напряжения в одной из фаз (например, в фазе А) контролируемое напряжение на неинвертирующем входе компаратора напряжения 20 снижается пропорционально фазному напряжению, в то же время опорное напряжение остается неизменным. При снижении контролируемого напряжения ниже опорного компаратор напряжения 20 перейдет в другое устойчивое состояние и на его выходе исчезнет потенциал. Однотранзисторный усилитель 29 обесточит исполнительное реле 32. Замкнется контакт 48 исполнительного реле 32, катушка промежуточного реле 42 получит питание и своим размыкающим контактом 54 отключит обесточенную фазу. Замыкающие контакты 55 и 56 подключат силовой мостовой выпрямитель 70-73 и управляющую фазосдвигающую L-С цепочку на напряжение UBC. С выхода силового мостового выпрямителя постоянное напряжение подается на клеммы питания двухтактного усилителя мощности. На вход двухтактного усилителя мощности подается сигнал с выхода управляющей фазосдвигающей L-С цепочки. С вторичных полуобмоток управляющего согласующего трансформатора 77 управляющие сигналы подаются на базы мощных низкочастотных транзисторов 79, 80. Сигналы усиливаются и подаются на первичные полуобмотки силового согласующего трансформатора 78. С выхода силового согласующего трансформатора 78 напряжение через замыкающий контакт 57 подается на фазу А электродвигателя, что обеспечит более полное использование мощности электродвигателя.When the voltage decreases in one of the phases (for example, in phase A), the controlled voltage at the non-inverting input of the voltage comparator 20 decreases in proportion to the phase voltage, at the same time, the reference voltage remains unchanged. When the controlled voltage drops below the reference voltage comparator 20 will switch to another stable state and the potential will disappear at its output. The single-transistor amplifier 29 will deenergize the executive relay 32. Contact 48 of the executive relay 32 will close, the coil of the intermediate relay 42 will receive power and disconnect the de-energized phase with its NC contact 54. The make contacts 55 and 56 will connect a power bridge rectifier 70-73 and a control phase-shifting L-C circuit to voltage U BC . From the output of the power bridge rectifier, a constant voltage is supplied to the power terminals of the push-pull power amplifier. A signal from the output of the control phase-shifting L-C chain is fed to the input of a push-pull power amplifier. From the secondary half-windings of the control matching transformer 77, the control signals are supplied to the bases of powerful low-frequency transistors 79, 80. The signals are amplified and fed to the primary half-windings of the power matching transformer 78. From the output of the power matching transformer 78, voltage is supplied through the make contact 57 to phase A of the electric motor, which will provide more full use of electric motor power.
При исчезновении несимметрии блок генерирования фазы 3 отключается, а электродвигатель подключается к трем фазам сети.When asymmetry disappears, the phase 3 generation unit is turned off, and the electric motor is connected to the three phases of the network.
Контроль симметрии напряжений после включения блока генерирования фазы 3 производится при помощи фильтра напряжений обратной последовательности 5 и блока контроля напряжений обратной последовательности 4. В случае, если несимметрия напряжений превышает допустимый уровень, то с выдержкой времени произойдет открытие порогового элемента 91, в результате передачи информации через оптопару 92, фотодиод которой изменит сопротивление обратному току, под воздействием более положительного потенциала откроется транзистор 94, открывая отрицательным потенциалом транзистор 97. С резистора 100 управляющий сигнал через диод 101 подается на инвертирующие входы компараторов напряжения 20, 21, 22. Напряжение стабилизации стабилитрона 28 выше напряжения стабилизации стабилитронов 25, 26, 27, чем обеспечивается надежное переключение компараторов напряжения и отключение электродвигателя при любом уровне напряжения сети. Положительная обратная связь на резисторе 99 и диоде 98 обеспечивает запоминание состояния. Повторное включение возможно только после отключения защиты от сети.The control of voltage symmetry after switching on the phase 3 generating unit is performed using the negative sequence voltage filter 5 and the negative sequence voltage monitoring unit 4. If the voltage asymmetry exceeds the permissible level, then the threshold element 91 will open with a time delay, as a result of information transfer via optocoupler 92, the photodiode of which changes the resistance to reverse current, under the influence of a more positive potential, the transistor 94 opens, opening the negative potential transistor 97. From the resistor 100, the control signal through the diode 101 is fed to the inverting inputs of the voltage comparators 20, 21, 22. The stabilization voltage of the zener diode 28 is higher than the stabilization voltage of the zener diodes 25, 26, 27, which ensures reliable switching of the voltage comparators and shutdown of the motor for any mains voltage level. Positive feedback on resistor 99 and diode 98 provides state memorization. Re-enable is possible only after disconnecting the network protection.
При снижении напряжения в любой другой фазе произойдут аналогичные переключения.When the voltage decreases in any other phase, similar switching will occur.
При обрыве двух фаз на электродвигатель подается только одна фаза, что аналогично отключению электродвигателя от сети.When two phases break, only one phase is supplied to the electric motor, which is similar to disconnecting the electric motor from the mains.
При снижении напряжения в двух фазах ниже допустимого уровня устройство сымитирует искусственный обрыв двух фаз.When the voltage decreases in two phases below the permissible level, the device simulates an artificial breakdown of two phases.
При отсутствии напряжения на входе устройства отсутствует питание блока контроля фазных напряжений 1 и промежуточных реле 41, 42, 43 электродвигатель отключен.If there is no voltage at the input of the device, there is no power to the phase voltage control unit 1 and the intermediate relays 41, 42, 43, the electric motor is turned off.
Источники информацииSources of information
1. А.с. СССР № 1798850, Н 02 Н 7/09, 1993 г.1. A.S. USSR No. 1798850, H 02 H 7/09, 1993
2. А.с. СССР № 1830585, Н 02 Н 7/09, 1993 г.2. A.S. USSR No. 1830585, H 02 H 7/09, 1993
3. А.с. RU № 2115988 C1, Н 02 Н 7/09, 1996 г. - прототип.3. A.S. RU No. 2115988 C1, H 02 H 7/09, 1996 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002125783/09A RU2228570C1 (en) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | Asymmetric mode protective device for three-phase motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002125783/09A RU2228570C1 (en) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | Asymmetric mode protective device for three-phase motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002125783A RU2002125783A (en) | 2004-03-27 |
| RU2228570C1 true RU2228570C1 (en) | 2004-05-10 |
Family
ID=32678959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002125783/09A RU2228570C1 (en) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | Asymmetric mode protective device for three-phase motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2228570C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785756C1 (en) * | 2022-02-28 | 2022-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Device for protecting the complete current conductor from short circuits |
-
2002
- 2002-09-27 RU RU2002125783/09A patent/RU2228570C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785756C1 (en) * | 2022-02-28 | 2022-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Device for protecting the complete current conductor from short circuits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002125783A (en) | 2004-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100438297C (en) | Current balancing circuit | |
| KR102640555B1 (en) | Protection of switched capacitor power converter | |
| JPS5952453B2 (en) | AC solid-state power controller with minimized internal power supply requirements | |
| US9876438B2 (en) | Converter unit system having inrush-current suppression circuit | |
| CN104079199B (en) | Middle pressure inverter system | |
| WO2019123608A1 (en) | Power conversion system | |
| RU2228570C1 (en) | Asymmetric mode protective device for three-phase motor | |
| RU2237270C1 (en) | Multistage ac voltage regulator (modifications) | |
| RU2158954C1 (en) | Alternating current voltage stabilizer | |
| KR20200136250A (en) | Power conversion apparatus cutting off overvoltage supplied from external power source | |
| WO2020183702A1 (en) | Voltage balance circuit for semiconductor device | |
| RU2115988C1 (en) | Device for protection of three-phase electric motor against asymmetric mains mode | |
| JP4766241B2 (en) | DC voltage step-down circuit and power converter | |
| US6292375B1 (en) | DC-DC voltage converter capable of protecting against short circuits | |
| RU2709094C1 (en) | Three-phase alternating voltage corrector | |
| RU2239929C2 (en) | Device for controlling three-phase motor incorporating phase-failure protective gear | |
| WO2022158052A1 (en) | Gate drive circuit and power conversion device | |
| WO2004102781A1 (en) | Ac voltage control apparatus | |
| JP2002354812A (en) | Parallel operation system | |
| JP3033721B2 (en) | Output current monitor method | |
| RU2100837C1 (en) | Alternating voltage stabilizer | |
| JPH11164484A (en) | System interconnecting type photovoltaic power generation system | |
| SU903837A1 (en) | Stabilizer-limiter of ac voltage amplitude value | |
| JPH0512810Y2 (en) | ||
| SU1365218A1 (en) | Apparatus for overcurrent and overload protection of electric mains with electric motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040928 |