RU2300836C1 - Three-phase motor unbalance protection device - Google Patents

Three-phase motor unbalance protection device Download PDF

Info

Publication number
RU2300836C1
RU2300836C1 RU2005129674/09A RU2005129674A RU2300836C1 RU 2300836 C1 RU2300836 C1 RU 2300836C1 RU 2005129674/09 A RU2005129674/09 A RU 2005129674/09A RU 2005129674 A RU2005129674 A RU 2005129674A RU 2300836 C1 RU2300836 C1 RU 2300836C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
capacitor
output
voltage filter
voltage
Prior art date
Application number
RU2005129674/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005129674A (en
Inventor
Владимир Михайлович Гетманенко (RU)
Владимир Михайлович Гетманенко
Борис Викторович Забродин (RU)
Борис Викторович Забродин
Михаил Сергеевич Лобанов (RU)
Михаил Сергеевич Лобанов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА)
Priority to RU2005129674/09A priority Critical patent/RU2300836C1/en
Publication of RU2005129674A publication Critical patent/RU2005129674A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2300836C1 publication Critical patent/RU2300836C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: proposed device that has resistor-capacitor reverse-sequence voltage filter, three-phase power supply, two current transformers, two reed relays, rectifier bridge, storage capacitor with discharge resistor, capacitor, final element, phase-meter, two different-structure bipolar transistors, and two optocouplers is provided with newly introduced push-buttons inserted in reverse-sequence voltage filter arms and connected in parallel with one of resistors.
EFFECT: enhanced reliability of three-phase motor protection against unbalanced operation.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике - релейной защите электроустановки от аварийного режима, и может быть использовано для защиты электродвигателя и генератора от перегрузки и нарушения симметрии питающего напряжения.The invention relates to electrical engineering - relay protection of an electrical installation from emergency mode, and can be used to protect the electric motor and generator from overload and violation of the symmetry of the supply voltage.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметричного режима [1], содержащее резистивно-емкостной фильтр напряжения обратной последовательности, присоединенный к источнику трехфазной сети, два трансформатора тока, включенных в два фазных провода, два герконовых реле, обмотки которых подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока, а контакты шунтируют резисторы фильтра, выпрямительный мост, подключенный к выходу фильтра напряжения обратной последовательности, накопительный конденсатор с разрядным сопротивлением, присоединенный к выходу выпрямительного моста, конденсатор и исполнительный орган, фазометр, подключен к трансформатору тока и фазному проводу, двумя биполярными транзисторами разной структуры и двумя оптронами, присоединенными к выходу фазометра, причем фоторезисторы оптронов шунтируют эмиттерные переходы транзисторов, включенных по схеме аналога динистора и зашунтированных вторым конденсатором, а обмотка исполнительного элемента подключена к накопительному конденсатору через аналог динистора. Фазометр содержит два компаратора, 2И-НЕ, интегратор и аналоговую ячейку памяти, причем выходы компенсаторов подключены к трансформатору тока и фазному проводу, а их выходы через четыре логических элемента 2И-НЕ, интегратор и аналоговую ячейку памяти - к цепи управления оптронами.The closest in technical essence is a device for protecting a three-phase electric motor from an asymmetric mode [1], containing a resistive-capacitive negative-sequence voltage filter connected to a three-phase network source, two current transformers connected to two phase wires, two reed relays, the windings of which are connected to the secondary windings of current transformers, and the contacts shunt the filter resistors, a rectifier bridge connected to the output of the voltage filter of the negative sequence, n a storage capacitor with a discharge resistance connected to the output of the rectifier bridge, a capacitor and an actuator, a phase meter, connected to a current transformer and a phase wire, two bipolar transistors of different structures and two optocouplers connected to the output of the phase meter, and the photoconductors of the optocouplers bypass the emitter junctions of the transistors included according to the circuit of an analog of a dynistor and shunted by a second capacitor, and the winding of the actuating element is connected to the storage capacitor through dinistor analog. The phasometer contains two comparators, 2I-NOT, an integrator and an analog memory cell, and the outputs of the compensators are connected to a current transformer and a phase wire, and their outputs through four logic elements 2I-NOT, an integrator and an analog memory cell to the optocoupler control circuit.

Недостатком этого устройства является несрабатывание устройства при неполадках внутри него.The disadvantage of this device is the failure of the device in case of problems inside it.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности защиты трехфазного электродвигателя от несимметричного режима.The present invention solves the problem of increasing the reliability of protecting a three-phase motor from an asymmetric mode.

Для достижения этого технического результата в устройстве защиты трехфазного электродвигателя от несимметричного режима, содержащем резистивно-емкостной фильтр напряжения обратной последовательности, присоединенный к источнику трехфазной сети, два трансформатора тока, включенных в два фазных провода, два герконовых реле, обмотки которых подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока, а контакты шунтируют резисторы фильтра, выпрямительный мост, подключенный к выходу фильтра напряжения обратной последовательности, накопительный конденсатор с разрядным сопротивлением, присоединенный к выходу выпрямительного моста, конденсатор и исполнительный орган, фазометр, подключён к трансформатору тока и фазному проводу, двумя биполярными транзисторами разной структуры и двумя оптронами, присоединенными к выходу фазометра, причем фоторезисторы оптронов шунтируют эмиттерные переходы транзисторов, включенных по схеме аналога динистора и зашунтированных вторым конденсатором, а обмотка исполнительного элемента подключена к накопительному конденсатору через аналог динистора, в устройство дополнительно введены кнопки в плечах фильтра напряжения обратной последовательности параллельно одному из резисторов. Фазометр содержит два компаратора, 2И-НЕ, интегратор и аналоговую ячейку памяти, причем выходы компенсаторов подключены к трансформатору тока и фазному проводу, а их выходы через четыре логических элемента 2И-НЕ, интегратор и аналоговую ячейку памяти - к цепи управления оптронами.To achieve this technical result, in a device for protecting a three-phase electric motor from unbalanced mode, which contains a negative-voltage resistive-capacitive voltage filter connected to a three-phase network source, two current transformers included in two phase wires, two reed relays, the windings of which are connected to the secondary windings of the transformers current, and the contacts are shunted by the filter resistors, a rectifier bridge connected to the output of the negative sequence voltage filter output, the drive a capacitor with discharge resistance connected to the output of the rectifier bridge, a capacitor and an actuator, a phase meter, connected to a current transformer and a phase wire, two bipolar transistors of different structures and two optocouplers connected to the output of the phase meter, and the photoconductors of the optocouplers bypass the emitter junctions of the transistors included according to the circuit of an analog of a dynistor and shunted by a second capacitor, and the winding of the actuating element is connected to the storage capacitor through an analog of d Nistor in button apparatus further incorporated in shoulders negative sequence voltage filter parallel to one of resistors. The phasometer contains two comparators, 2I-NOT, an integrator and an analog memory cell, and the outputs of the compensators are connected to a current transformer and a phase wire, and their outputs through four logic elements 2I-NOT, an integrator and an analog memory cell to the optocoupler control circuit.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2. На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства. На фиг.2 показаны пороги срабатывания компараторов.The invention is illustrated in figures 1 and 2. Figure 1 shows a schematic diagram of a device. Figure 2 shows the thresholds of the comparators.

Устройство содержит фильтр 1 напряжения обратной последовательности, состоящий из двух пар резисторов и двух конденсаторов, входы которого подключены к силовой сети, питающей электродвигатель 2. В двух фазах электродвигателя 2 установлены трансформаторы 3 и 4 тока, нагруженные обмотками герконовых реле 5 и 6. Контакты герконовых реле 5 и 6 шунтируют одни из резисторов фильтра 1 напряжения обратной последовательности. Параллельно другим резисторам фильтра 1 напряжения обратной последовательности подключены кнопки 7 и 8. К выходу фильтра 1 напряжения обратной последовательности через выпрямитель 9 подключен накопительный конденсатор 10 и разрядный резистор 11. К выходу трансформатора 4 тока и фазному провода 12, в разрыв которого включен трансформатор 4 тока, подключен фазометр 13, выполненный на микросхемах. Выход фазометра 13 нагружен светодиодами оптронов 14 и 15, фоторезисторы которых шунтируют эмиттерные переходы транзисторов 16 и 17, образующих аналог динистора, зашунтированного конденсатором 18. Накопительный конденсатор 10 через транзисторы 16 и 17 подключен к исполнительному элементу 19, управляющего работой магнитного пускателя с контактами 20.The device contains a reverse sequence voltage filter 1, consisting of two pairs of resistors and two capacitors, the inputs of which are connected to a power network supplying electric motor 2. Current transformers 3 and 4 are installed in two phases of electric motor 2, loaded with windings of reed relays 5 and 6. Reed contacts relays 5 and 6 bypass one of the resistors of the negative sequence voltage filter 1. In parallel with other resistors of the negative sequence voltage filter 1, buttons 7 and 8 are connected. To the output of the negative sequence voltage filter 1, a storage capacitor 10 and a discharge resistor 11 are connected through a rectifier 9. To the output of the current transformer 4 and phase wire 12, into the gap of which the current transformer 4 is connected connected phasometer 13, made on chips. The output of the phasometer 13 is loaded with optocoupler LEDs 14 and 15, the photoresistors of which are shunting the emitter junctions of transistors 16 and 17, which form an analog of a dynistor, shunted by a capacitor 18. The storage capacitor 10 is connected through transistors 16 and 17 to an actuating element 19 that controls the operation of the magnetic starter with contacts 20.

Фазометр 13 содержит два компаратора 21 и 22, четыре логических элемента 2И-НЕ 23-26, интегратор 27, аналоговую ячейку памяти, выполненную на повторителе 28, конденсаторе 29, резисторе 30 и ключе 31.The phasometer 13 contains two comparators 21 and 22, four logic elements 2I-NOT 23-26, an integrator 27, an analog memory cell made on a repeater 28, a capacitor 29, a resistor 30, and a key 31.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После включения магнитного пускателя 20 по силовым цепям электродвигателя 2 протекает ток. При этом величина вторичного тока трансформатора 3 и 4 недостаточна для замыкания герконовых реле 5 и 6. При симметричном питающем напряжении на выходе фильтра 1 напряжения обратной последовательности существует напряжение небаланса, до которого заряжается конденсатор 10. Величина этого напряжения недостаточна для открывания аналога динистора, выполненного на транзисторах 16 и 17 разной структуры, поэтому изменений в работе устройства не происходит.After the magnetic starter 20 is turned on, current flows through the power circuits of the electric motor 2. In this case, the secondary current value of transformer 3 and 4 is insufficient to close the reed relays 5 and 6. With a symmetrical supply voltage at the output of filter 1 of the negative sequence voltage, there is an unbalance voltage to which capacitor 10 is charged. The magnitude of this voltage is insufficient to open the analog of the dynistor made on transistors 16 and 17 of different structures, therefore, changes in the operation of the device does not occur.

Длительная несимметрия питающих напряжений при той потребляемой мощности приводит к увеличению напряжения на выходе фильтра 1 напряжения обратной последовательности. С выдержкой времени конденсатор 8 заряжается до амплитудного значения напряжения обратной последовательности. Как только это значение достигает напряжения срабатывания аналога динистора, выполненного на транзисторах 16 и 17, конденсатор 18 разряжается на исполнительный элемент 19, контакты которого отключают магнитный пускатель с контактами 20, останавливая двигатель 2. То же происходит при проверке путем зажатия одной из кнопок 7 или 8.Long asymmetry of the supply voltage at that power consumption leads to an increase in the voltage at the output of the filter 1 voltage of the negative sequence. With a time delay, the capacitor 8 is charged to the amplitude value of the voltage of the negative sequence. As soon as this value reaches the operating voltage of the analog of the dinistor made on transistors 16 and 17, the capacitor 18 is discharged to the actuator 19, the contacts of which disconnect the magnetic starter with contacts 20, stopping the motor 2. The same thing happens when checking by clamping one of the buttons 7 or 8.

Однако для двигателей с рабочей машиной, имеющих вентиляторную характеристику, например погружных насосов, при возникновении несимметричного режима из-за увеличения скольжения происходит уменьшение потребляемой мощности (уменьшение коэффициента загрузки), поэтому такие двигатели могут длительно работать с другим, более высоким значением коэффициента несимментрии. Следовательно, необходимо увеличить напряжение срабатывания порогового элемента - аналога динистора.However, for engines with a working machine having a fan characteristic, for example, submersible pumps, when an asymmetric mode occurs due to an increase in slip, a decrease in power consumption (decrease in load factor) occurs, therefore, such engines can operate for a long time with another, higher value of the asymmetry coefficient. Therefore, it is necessary to increase the response voltage of the threshold element - the analog of the dinistor.

С этой целью эмиттерные переходы транзисторов зашунтированы фоторезисторами оптронов. Сопротивление резисторов меняется в зависимости от коэффициента загрузки двигателя, о которой можно судить в зависимости от величины угла сдвига между током и напряжением. При уменьшении коэффициента загрузки увеличивается угол фазного сдвига между током и напряжением (кривые 1 и 2, фиг.2). С помощью компараторов 21 и 22 получают прямоугольные импульсы (кривые 3 и 4, фиг.2). Логические элементы 2И-НЕ 23-26 преобразуют два входных сигнала в прямоугольные импульсы, ширина которых пропорциональна углу сдвига фаз между током и напряжением (кривая 5, фиг.2). С помощью интегратора, выполненного на операционном усилителе 27, происходит интегрирование полученных импульсов (кривая 6, фиг.2), а аналоговая ячейка памяти, выполненная на повторителе 28, осуществляет изменение напряжения (кривая 7, фиг.2). Устройство работает при изменении угла от 0 до 90°.For this purpose, the emitter junctions of transistors are shunted by optocoupler photoresistors. The resistance of the resistors varies depending on the load factor of the motor, which can be judged depending on the magnitude of the angle of shear between current and voltage. With a decrease in the load factor, the phase angle between the current and voltage increases (curves 1 and 2, Fig. 2). Using comparators 21 and 22, rectangular pulses are obtained (curves 3 and 4, FIG. 2). Logic elements 2I-NOT 23-26 convert two input signals into rectangular pulses, the width of which is proportional to the angle of the phase shift between current and voltage (curve 5, Fig.2). Using the integrator performed on the operational amplifier 27, the obtained pulses are integrated (curve 6, FIG. 2), and the analog memory cell, made on the repeater 28, carries out a voltage change (curve 7, FIG. 2). The device works when changing the angle from 0 to 90 °.

Увеличение напряжения на выходе фазометра 13 приводит к возрастанию потока освещенности фоторезисторов оптронов 14 и 15 и возрастанию напряжения срабатывания аналога динистора. Для исключения ложного срабатывания при больших скоростях нарастания напряжения аналог динистора зашунтирован конденсатором 18. Так как значение порогового напряжения аналога динистора изменилось в соответствии с коэффициентом загрузки двигателя, то устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметрии питающих напряжений сработает при другом, более высоком значении коэффициента несимметрии, исключив тем самым ложные срабатывания устройства при малых загрузках.An increase in the voltage at the output of the phase meter 13 leads to an increase in the flux of illumination of the photoconductor optocouplers 14 and 15 and to an increase in the response voltage of the analog of the dynistor. To avoid false triggering at high voltage rise rates, the analog of the dinistor is shunted by the capacitor 18. Since the threshold voltage of the analog of the dinistor has changed in accordance with the engine load factor, the device for protecting a three-phase electric motor from asymmetry of the supply voltage will work with another, higher value of the asymmetry coefficient, thereby eliminating false alarms of the device at low loads.

Источник информацииThe source of information

1. А.с. СССР №1274062, Н02Н 7/08, 1986, Б №44 - прототип.1. A.S. USSR No. 1274062, Н02Н 7/08, 1986, B No. 44 - prototype.

Claims (1)

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметричного режима, содержащее резистивно-емкостной фильтр напряжения обратной последовательности, присоединенный к источнику трехфазной сети, два трансформатора тока, включенных в два фазных провода, два герконовых реле, обмотки которых подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока, а контакты шунтируют резисторы фильтра, выпрямительный мост, подключенный к выходу фильтра напряжения обратной последовательности, накопительный конденсатор с разрядным сопротивлением, присоединенный к выходу выпрямительного моста, конденсатор и исполнительный орган, устройство снабжено фазометром, подключенным к трансформатору тока и фазному проводу, двумя биполярными транзисторами разной структуры и двумя оптронами, присоединенными к выходу фазометра, причем фоторезисторы оптронов шунтируют эмиттерные переходы транзисторов, включенных по схеме аналога динистора и зашунтированных вторым конденсатором, а обмотка исполнительного элемента подключена к накопительному конденсатору через аналог динистора, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены кнопки, шунтирующие резисторы в фильтре напряжения обратной последовательности.A device for protecting a three-phase electric motor from an asymmetric mode, comprising a negative-sequence resistive-capacitive voltage filter connected to a three-phase network source, two current transformers included in two phase wires, two reed relays, the windings of which are connected to the secondary windings of the current transformers, and the contacts are shunted filter resistors, a rectifier bridge connected to the output of the reverse sequence voltage filter, a storage capacitor with a discharge resistance, connected to the output of the rectifier bridge, a capacitor and an actuator, the device is equipped with a phase meter connected to a current transformer and a phase wire, two bipolar transistors of different structures and two optocouplers connected to the output of the phase meter, and the photoconductors of the optocouplers bypass the emitter junctions of the transistors connected according to the analogue transistor circuit and shunted by the second capacitor, and the winding of the actuating element is connected to the storage capacitor through an analog of a dynistor, distinguishing This is due to the fact that buttons are added to the device, shunting resistors in the negative sequence voltage filter.
RU2005129674/09A 2005-09-22 2005-09-22 Three-phase motor unbalance protection device RU2300836C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005129674/09A RU2300836C1 (en) 2005-09-22 2005-09-22 Three-phase motor unbalance protection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005129674/09A RU2300836C1 (en) 2005-09-22 2005-09-22 Three-phase motor unbalance protection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005129674A RU2005129674A (en) 2007-03-27
RU2300836C1 true RU2300836C1 (en) 2007-06-10

Family

ID=37998984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005129674/09A RU2300836C1 (en) 2005-09-22 2005-09-22 Three-phase motor unbalance protection device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2300836C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630422C1 (en) * 2016-05-24 2017-09-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for three-phase electric motor protection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630422C1 (en) * 2016-05-24 2017-09-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Device for three-phase electric motor protection

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005129674A (en) 2007-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113474991B (en) Motor control device for controlling power supply to electric motor
US20150077154A1 (en) System for measuring soft starter current and method of making same
US6178077B1 (en) Electronic branch switching device
US9843279B2 (en) Phase current detection system
RU2300836C1 (en) Three-phase motor unbalance protection device
US7420343B2 (en) Current limiting DC motor starter circuit
TWI470892B (en) Electric breaker circuit, method of operating the same, and building with an electrical installation having the same
SE430451B (en) SHORT CIRCUIT PROTECTION FOR A HIGH POWER INTERNAL NETWORK
RU138388U1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF SUBMOTOR PUMP MOTOR
JP2004266894A (en) Three-phase, four-wire circuit breaker provided with absent phase protection function
RU2294586C1 (en) Device for protection of electric motor from non full phase modes and overload
KR101021259B1 (en) Onen phase relay circuit and open phase warning circuit for three phase motor
RU2309298C2 (en) Device for protecting electric motor of submersible pump against overloading
SU1274062A1 (en) Device for protection of three-phase electric motor against non-symmetric modes of operation
CA1124781A (en) Control circuit for discharging the field winding of a synchronous motor
RU2015596C1 (en) Electric motor protection device
RU193830U1 (en) Power supply of measuring and recording equipment from a high voltage network
RU2254656C1 (en) Device for protecting three-phase motor against abnormal conditions
SU951543A1 (en) Device for protecting electric plant against wrong phase alternation and break
SU723715A1 (en) Arrangement for protecting three-phase electric equipment from asymmetric arc short-circuiting
SU652643A1 (en) Device for protection of electric plant from voltage failure of any phase
RU2632735C1 (en) Method for protecting pump from overloading and "dry running" and device for its implementation
SU754556A1 (en) Device for maximum current protection of three-phase load
RU1786584C (en) Device for electric drive protection
RU166203U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF INSULATION OF ELECTRICAL SYSTEMS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070923