RU2294586C1 - Device for protection of electric motor from non full phase modes and overload - Google Patents
Device for protection of electric motor from non full phase modes and overload Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294586C1 RU2294586C1 RU2005116193/09A RU2005116193A RU2294586C1 RU 2294586 C1 RU2294586 C1 RU 2294586C1 RU 2005116193/09 A RU2005116193/09 A RU 2005116193/09A RU 2005116193 A RU2005116193 A RU 2005116193A RU 2294586 C1 RU2294586 C1 RU 2294586C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- block
- electric motor
- asymmetry
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей от неполнофазных режимов и перегрузки.The invention relates to electrical engineering and can be used to protect three-phase asynchronous motors from in-phase modes and overload.
Известны устройства для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей от обрыва фаз, содержащие фазные датчики, пороговые элементы, выходное реле, RC-фильтры, блок управления, фильтры тока обратной последовательности и усилитель мощности /см. а.с. 1580479, кл. Н 02 Н 7/08, 1990 г., а.с. 2126037, Н 02 Н 3/26, 1999 г./.Known devices for protecting three-phase asynchronous motors from phase failure, containing phase sensors, threshold elements, an output relay, RC filters, a control unit, reverse sequence current filters and a power amplifier / cm. A.S. 1580479, cl. H 02 H 7/08, 1990, a.s. 2126037, H 02
Недостатком таких устройств является отсутствие гальванической развязки устройства с питающей электродвигатель сетью, что снижает надежность. Также к недостаткам можно отнести отсутствие контроля несимметрии напряжения, поэтому нельзя определить, по какой причине отключился электродвигатель - от обрыва фазы или виткового замыкания обмотки электродвигателя, что является низкой функциональной возможностью устройства.The disadvantage of such devices is the lack of galvanic isolation of the device with the mains supplying the electric motor, which reduces reliability. The disadvantages include the lack of control of voltage asymmetry, therefore, it is impossible to determine why the motor was disconnected - from phase failure or a winding circuit of the motor winding, which is a low functionality of the device.
Известно также устройство, выбранное в качестве прототипа заявляемого технического решения и описанное в а.с. N1584028, кл. Н 02 Н 7/08, 1990 г., для контроля и защиты электродвигателя от неполнофазных режимов и витковых замыканий, содержащее трансформаторы тока, блоки контроля несимметрии токов и напряжений, термодатчик, блок опорного напряжения, первый и второй пороговые блоки.Also known is a device selected as a prototype of the claimed technical solution and described in A.S. N1584028, cl. Н 02 Н 7/08, 1990, for monitoring and protecting an electric motor from under-phase conditions and short circuits, containing current transformers, current and voltage unbalance control units, a temperature sensor, a voltage reference block, the first and second threshold blocks.
Недостатком такого устройства является необходимость соединять нулевую точку обмотки электродвигателя, соединенную в звезду, с нулевой точкой устройства, что снижает надежность устройства, при помехах в сети, например при коммутационных перенапряжениях, а также при изменении сопротивления заземляющего устройства, будут изменяться токи и напряжения нулевой последовательности, что приведет к некорректной работе устройства.The disadvantage of this device is the need to connect the zero point of the motor winding connected in a star to the zero point of the device, which reduces the reliability of the device, in case of network interference, for example during switching overvoltages, as well as when changing the resistance of the grounding device, zero-sequence currents and voltages will change , which will lead to incorrect operation of the device.
Технический результат - повышение надежности и расширение функциональных возможностей.The technical result is an increase in reliability and expansion of functionality.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для защиты электродвигателя от неполнофазных режимов и перегрузки, содержащем датчик несимметрии напряжений питающей сети, входы которого имеют клеммы для подключения к соответствующим фазам питающей сети, первый, второй и третий пороговые блоки, блок задержки сигналов, блок опорного напряжения, исполнительный блок, первый и второй трансформаторы тока в цепи питания электродвигателя, датчик тока несимметрии токов фаз электродвигателя, в него дополнительно введены оптопара в схеме датчика несимметрии напряжений питающей сети, четвертый пороговый блок, первый вход которого соединен с первым входом третьего порогового блока и выходом датчика несимметрии напряжений питающей сети, а третий вход соединен с первым входом второго порогового блока и вторым выходом блока задержки сигнала, первый вход которого соединен с выходом датчика тока несимметрии токов фаз электродвигателя, к которому подключены первый и второй трансформаторы тока, при этом вторичная обмотка второго трансформатора соединена с вторым входом блока задержки сигнала, а первый выход блока задержки сигнала соединен с первым входом первого порогового блока, выходы первого, второго и третьего пороговых блоков соединены между собой и подключены к первому входу исполнительного блока, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым входом блока опорного напряжения и подключены к фазному напряжению сети, а четвертый вход исполнительного блока подключен к первому выходу блока опорного напряжения, при этом вторые входы первого, второго, третьего и четвертого пороговых блоков соединены между собой и подключены к второму выходу блока опорного напряжения.The technical result is achieved by the fact that in the device for protecting the motor from under-phase conditions and overload, containing a voltage unbalance sensor, the inputs of which have terminals for connecting to the corresponding phases of the mains, the first, second and third threshold blocks, the signal delay block, the reference block voltage, an executive unit, the first and second current transformers in the power supply circuit of the electric motor, the current sensor of the asymmetry of the currents of the phases of the electric motor, an optocouple is additionally introduced into it in the circuits e the voltage asymmetry sensor, the fourth threshold block, the first input of which is connected to the first input of the third threshold block and the output of the voltage asymmetry sensor, and the third input is connected to the first input of the second threshold block and the second output of the signal delay unit, the first input of which is connected with the output of the current sensor of the asymmetry of the currents of the phases of the electric motor, to which the first and second current transformers are connected, while the secondary winding of the second transformer is connected to the second input unit and the signal delay, and the first output of the signal delay block is connected to the first input of the first threshold block, the outputs of the first, second and third threshold blocks are interconnected and connected to the first input of the Executive block, the second and third inputs of which are connected to the first and second input of the reference block voltage and are connected to the phase voltage of the network, and the fourth input of the Executive unit is connected to the first output of the reference voltage unit, while the second inputs of the first, second, third and fourth threshold blocks are are interconnected and connected to the second output of the voltage reference block.
Введение четвертого порогового блока позволяет определить причину отключения электродвигателя от сети заявленным устройством по световой индикации светодиодов. Использование датчика тока несимметрии токов фаз электродвигателя и датчика несимметрии напряжения фаз, реагирующих на изменение токов и напряжений обратной последовательности соответственно, а также введение в датчик несимметрии напряжения фаз диодной оптопары и разделительного трансформатора в блок опорного напряжения, позволяет применить схему, гальванически несвязанную с внешней питающей сетью, чем улучшается надежность заявленного устройства. При этом для нормального функционирования устройства не нужно соединять нулевую точку обмоток статора электродвигателя с заземляющим устройством, что является необходимым условием для нормального функционирования прототипа, что приводит к снижению надежности известного устройства.The introduction of the fourth threshold block allows you to determine the reason for disconnecting the electric motor from the network by the claimed device by the light indication of the LEDs. The use of an asymmetry current sensor for motor phase currents and a phase voltage asymmetry sensor responding to changes in currents and voltages of the reverse sequence, respectively, as well as introducing a phase diode optocoupler and an isolation transformer into the reference voltage block into the asymmetry sensor, allows you to apply a circuit galvanically unconnected to an external power supply network, which improves the reliability of the claimed device. Moreover, for the normal functioning of the device, it is not necessary to connect the zero point of the stator windings of the electric motor with a grounding device, which is a necessary condition for the normal functioning of the prototype, which leads to a decrease in the reliability of the known device.
На фиг.1 приведена блочная схема устройства, на фиг.2 приведена принципиальная схема устройства.Figure 1 shows the block diagram of the device, figure 2 shows a schematic diagram of the device.
Устройство содержит трансформаторы 1, 2 тока в цепи электродвигателя 3, вторичные обмотки которых подключены к датчику 4 несимметрии токов фаз электродвигателя, выход которого подключен к блоку 5 задержки сигнала, к которому также подключена вторичная обмотка трансформатора 2 тока. Первый выход блока 5 задержки сигнала подключен к первому входу порогового блока 6, а второй выход подключен к первому входу порогового блока 7 и третьему входу порогового блока 8, первый вход которого соединен с первым входом порогового блока 9 и подключен к выходу датчика 10 несимметрии напряжения фаз питающей сети, который подключен к фазным проводам питающей сети. Выходы пороговых блоков 6, 7, 9 соединены между собой и подключены к первому входу исполнительного блока 11, второй и третий вход которого соединен с первым и вторым входом блока 12 опорного напряжения и подключен к фазному напряжению питающей сети. Первый выход блока 12 опорного напряжения подключен к четвертому входу исполнительного блока 11, а второй выход подключен к вторым входам пороговых блоков 6, 7, 8 и 9.The device contains current transformers 1, 2 in the circuit of the
Датчик 4 тока несимметрии токов фаз электродвигателя содержит RC-сдвигающую связь, выполненную на резисторах 13, 14, 15 и конденсаторе 16. Сопротивление резисторов и емкость конденсатора подобраны таким образом, чтобы в нормальном режиме сдвиг векторов падений напряжений на резисторах 14, 15 составлял 180 электрических градусов, а длины этих векторов напряжений были равны.The sensor 4 of the current asymmetry of the phase currents of the electric motor contains an RC bias coupling made on the
Блок 5 задержки сигнала выполнен в виде двух RC-цепей, которые содержат резисторы 17, 18, 19, 20, 21, 22, конденсаторы 23, 24 и диоды 25, 26. Этот блок исключает возможность срабатывания пороговых блоков 6, 7 и исполнительного блока 11 при пуске электродвигателя 3.Block 5 signal delay is made in the form of two RC circuits that contain
Пороговые блоки 6, 7, 9 выполнены в виде RS-триггеров 27, 28, 29, причем на R-входы подается опорное напряжение, а Т-выходы каждого триггера шунтированы светодиодами 30, 31, 32 и соединены с диодами 33, 34, 35 соответственно.The threshold blocks 6, 7, 9 are made in the form of RS-flip-
Пороговый блок 8 выполнен в виде двух RS-триггеров 36, 37, Т-выходы которых шунтированы светодиодами 38, 39, а на R-входы подается опорное напряжение. При этом S-вход триггера 36 соединен с Е-входом триггера 37 и является первым входом порогового блока 8, а S-вход триггера 37 соединен с Е-входом триггера 36 и является третьим входом порогового блока 8. Этот блок дает возможность определить, какой защитой отключился электродвигатель 3, защитой от несимметрии напряжения (загорается светодиод 38) либо защитой от несимметрии токов (загорается светодиод 39).The
Датчик 10 несимметрии напряжения фаз питающей сети содержит RC-сдвигающую связь, выполненную на резисторах 40, 41 и конденсаторах 42, 43, средние точки которой подключены к диодному мосту 44, выход которого через стабилитрон 45, резисторы 46, 47 и конденсатор 48 подключен к фотодиодной оптопаре 49, которая подключена к выходу датчика 10 несимметрии напряжения фаз питающей сети.The
Исполнительный блок 11 содержит два транзисторных ключа, выполненных на транзисторах 50, 51 и резисторах 52, 53, 54. Связь между тиристором 55 и транзисторным ключом выполнена на оптопаре 56, вход которой подключен к коллектору транзистора 51, а выход шунтирован регулировочными контактами 57. При этом последовательно оптопаре включен резистор 58, а между анодом и управляющим электродом тиристора 55 включено сопротивление 59. Также исполнительный блок 11 содержит кнопку 60 "Стоп", которая подключена к кнопке 61 "Пуск", шунтированной блок-контактами 62, которая подключена к включающей катушке 63, которая подключена к нулевому проводнику.The
Блок 12 опорного напряжения питания содержит разделительный трансформатор 64, первичная обмотка которого подключена к питающей сети, а вторичная - к диодному мосту 65, который нагружен стабилитроном 66, сглаживающим конденсатором 67 и сигнализирующим о наличии напряжения фотодиодом 68, включенным через резистор 69. Также в цепь опорного напряжения включен конденсатор 70 и резистор 71 для обнуления Е-входа триггера 27.
Включение и отключение электродвигателя 3 от сети осуществляется автоматическим выключателем 72 и контактором 73, включающей катушкой которого является катушка 63.Turning on and off the
Устройство работает в двух режимах "Работа" и "Настройка". В режиме "Работа" устройство работает следующим образом.The device operates in two modes "Work" and "Settings". In the "Work" mode, the device operates as follows.
В исходном положении ключ 57 открыт, кнопка 60 "Стоп" замкнута. При включении автоматического выключателя 72 появляется напряжение на выходе блока 12 опорного напряжения питания. В первый момент времени заряжается конденсатор 70, чем обнуляются значения напряжений на Т-выходах всех триггеров 27, 28, 29. При допустимой несимметрии напряжений сети напряжение на выходе датчика 10 несимметрии напряжения фаз питающей сети недостаточно для включения триггеров 29 и 36, а ток в цепи от контактора 73 до электродвигателя 3 отсутствует, то и напряжение на S-входах триггеров 27, 28 отсутствует. Поэтому все триггеры закрыты, соответственно закрыт транзистор 50, а транзистор 51 открыт. Ток протекает через диод оптопары 56, вследствие чего оптопара открывается и поступает сигнал на открытие тиристора 55. При нажатии кнопки 61 "Пуск" катушка 63 подтягивает силовые контакты контактора 73 и блок-контакт 62. На двигатель 3 подается напряжение.In the initial position, the
При возникновении несимметрии тока сумма падений напряжений на резисторах 14, 15 становится отличной от нуля и на выходе датчика 4 тока несимметрии токов фаз электродвигателя появляется напряжение, которое выпрямляется диодом 25 и заряжает первую RC-цепь блока 5 задержки сигнала. При дальнейшей несимметрии конденсатор заряжается и формируется положительный импульс на S-входе триггера 28 и 37 и Е-входе триггера 36, что запрещает триггеру 36 открыться даже при возникновении положительного импульса на S-входе, который появляется при несимметрии напряжения. При открытии триггеров 28 и 37 загораются светодиоды 31, 39, а светодиод 38 не загорается, что сигнализирует о несимметрии фазных токов. Затем появляется положительный импульс на базе транзистора 50, он открывается, а транзистор 51 закрывается, ток в цепи коллектора транзистора 51 прекращает течь и закрывается оптопара 56. В результате этого тиристор 55 закрывается и обесточивается катушка 63, контактор 73 отключается и двигатель 3 отключается.When a current asymmetry occurs, the sum of the voltage drops across the
При возникновении перегрузки по току заряжается вторая RC-цепь блока 5 задержки сигнала, если ток в фазе не уменьшается, а напряжение на S-входе триггера 27 превышает предел срабатывания триггера 27, то он открывается. Появляется положительный сигнал на фотодиоде 30, что сигнализирует о перегрузке, и срабатывает исполнительный блок 11, обесточивается катушка 63, контактор 73 отключается и двигатель 3 отключается.When an overcurrent occurs, the second RC circuit of the signal delay unit 5 is charged, if the current in the phase does not decrease, and the voltage at the S-input of
При возникновении несимметрии напряжения сумма падений напряжений на резисторе 40 и конденсаторе 43 становится отличной от нуля. На выходе диодного моста 44 появляется напряжение, заряжается конденсатор 48 и, если несимметрия напряжения не прекращается, то открывается оптопара 49 и формируется положительный импульс на S-входе триггеров 29 и 36 и Е-входе триггера 37, что запрещает триггеру 37 открыться даже при возникновении положительного импульса на S-входе, который появляется при несимметрии токов. При достижении определенной величины напряжения на S-входе триггеров 29 и 36 открываются, вследствие чего загораются светодиоды 32, 38, а светодиод 39 не загорается, что сигнализирует о несимметрии напряжения. Затем срабатывает исполнительный блок 11, обесточивается катушка 63, контактор 73 отключается и двигатель 3 отключается.When voltage asymmetry occurs, the sum of the voltage drops across the
В режиме "Настройка" устройство работает следующим образом. Ключ 57 замкнут. Включается автоматический выключатель 72, нажимается кнопка 61 "Пуск", т.к. ключ 57 шунтирует оптопару 56, то тиристор 55 будет открыт независимо от напряжения на входе исполнительного блока 11. Поэтому двигатель 3 можно отключить лишь нажатием кнопки 60 "Стоп". Таким образом, о действии триггеров можно судить лишь по загоранию фотодиодов. В режиме "Настройка" происходит настройка величин сопротивлений резистора 47 для отстройки от несимметрии напряжения, резистора 17 для отстройки от несимметрии токов, резистора 20 для отстройки от токов перегрузки.In the "Settings" mode, the device operates as follows. Key 57 is closed. The
Таким образом, данное устройство можно использовать для защиты электродвигателя от перегрузки, несимметрии напряжения и тока фаз электродвигателя. При этом использование схемы разделения срабатывания триггеров позволяет выявлять каждую из причин. Такая функция полезна тем, что возможно быстрое восстановление технологического процесса, в котором участвует электродвигатель, путем устранения конкретной неисправности.Thus, this device can be used to protect the motor from overload, asymmetry of voltage and current of the phases of the motor. In this case, the use of a separation scheme for triggering triggers allows you to identify each of the causes. Such a function is useful in that it is possible to quickly restore the process in which the electric motor is involved by eliminating a specific malfunction.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005116193/09A RU2294586C1 (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Device for protection of electric motor from non full phase modes and overload |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005116193/09A RU2294586C1 (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Device for protection of electric motor from non full phase modes and overload |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005116193A RU2005116193A (en) | 2006-11-20 |
RU2294586C1 true RU2294586C1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=37502037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005116193/09A RU2294586C1 (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Device for protection of electric motor from non full phase modes and overload |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2294586C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705559C1 (en) * | 2019-02-14 | 2019-11-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Device for alternating current machine protection |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114284984B (en) * | 2021-12-15 | 2024-05-28 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | Double-CPU-based non-full-phase protection device and non-full-phase protection method |
-
2005
- 2005-05-27 RU RU2005116193/09A patent/RU2294586C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705559C1 (en) * | 2019-02-14 | 2019-11-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Device for alternating current machine protection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005116193A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7103486B2 (en) | Device for monitoring a neutral and earth break and electrical switchgear apparatus comprising such a device | |
CA2553666A1 (en) | Method and safety device for ground fault protection circuit | |
CA3004038C (en) | Methods and apparatus to disable a trip circuit during self test in ground fault circuit interrupters | |
CN103295852A (en) | Electric leakage breaker | |
US6163444A (en) | Circuit breaker | |
US9797957B2 (en) | Detecting apparatus for AC motor malfunction and distribution panel having the same | |
RU2294586C1 (en) | Device for protection of electric motor from non full phase modes and overload | |
RU198896U1 (en) | Conductor damage protection device | |
AU5384200A (en) | A monitor circuit for a current limiting device | |
US6628485B1 (en) | Apparatus for limiting an electrical current | |
RU2199788C2 (en) | Device testing serviceability of ac overcurrent protection | |
KR100439890B1 (en) | Earth Leakage Circuit Breaker | |
RU2229764C1 (en) | Device for checking insulation resistance and leakage current in power installations | |
SU1348940A1 (en) | Arrangement for protecting of three-phase installation from abnormal duties | |
RU1786584C (en) | Device for electric drive protection | |
SU1607038A1 (en) | Device for damage protection of electric installation | |
SU1339732A2 (en) | Apparatus for grounding protection of stator of generator coupled with transformer | |
RU2027273C1 (en) | Device for protecting the three-phase plant from abnormal modes | |
SU1721696A1 (en) | Device for protection of three-phase electric motor against abnormal operating conditions | |
RU1815729C (en) | Device for protection of three-phase current users from fault phase modes | |
SU951543A1 (en) | Device for protecting electric plant against wrong phase alternation and break | |
SU1418677A1 (en) | Protected power supply system | |
KR200367006Y1 (en) | Control Apparatus for starting the motor using the microprocessor and method thereof | |
RU2118029C1 (en) | Three-phase load protective gear | |
RU2239929C2 (en) | Device for controlling three-phase motor incorporating phase-failure protective gear |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100528 |