SE515020C2 - Fasvakt - Google Patents

Description

'š5 ÛQÛ ett allvarligt problem. Särskilt vid flyttbara utrustningar kan den nämligen lätt medföra att en operatör, då motorn efter en anslutning av matningsspänningsledningen till nätet till följd av nämnda fördröjning ej omedelbart startar, skiftar fasföljden hos den på matningsspännings- ledningen pålagda spänningen och därefter lämnar motorn inkopplad med felaktig fasföljd hos den tillförda matnings- spänningen. Uppfinningen har till ändamål att àstadkomma en förbättrad fasvakt av det inledningsvis angivna slaget, vilken undviker risken för dylika allvarliga misstag från en operatörs sida.

Den i enlighet med uppfinningen för detta ändamål föreslagna fasvakten kännetecknas i första hand av att nämnda avkänningsorgan innefattar dels en första avkännings- enhet, som är påverkbart förbunden med manöverströmställaren utan förmedling av några fördröjningsorgan och inrättad att, då matningsspänningsledningen anslutes till en matnings- spänningskälla, åstadkomma en omedelbar tillslagning av manöverströmställaren om det vid anslutningstillfället medelst nämnda första avkänningsenhet avkända spännings- tillståndet hos matningsspänningsledningen är godtagbart, dels en andra avkänningsenhet, som är påverkbart förbunden med manöverströmställaren under förmedling av nämnda för- dröjningsorgan och inrättad att efter en föregående, av nämnda första avkänningsenhet åstadkommen tillslagning av manöverströmställaren åstadkomma en fördröjd styrning av manöverströmställarens tillstånd i beroende av det medelst nämnda andra avkänningsenhet avkända spänningstillståndet hos matningsspänningsledningen.

Genom uppfinnningen säkerställes att motorn, då matningsspänningsledningen anslutes på ett med avseende på fasföljden korrekt sätt till ett distributionsnät, vid vilket något fasspänningsbortfall icke föreligger, praktiskt taget omedelbart kommer att igångsättas för rotation i korrekt riktning, medan den efter en på grund av ett senare fasspänningsbortfall orsakad frànslagning (fl _..Ä (fl C) 50 fx av manöverströmställaren icke kommer att igångsättas på nytt förrän korrekta spänningar ånyo har existerat på samtliga tre faser under en mot den av nämnda fördröjnings- organ orsakade tillslagsfördröjningen svarande tid.

Vid tidigare kända fasvakter av det ovan angivna slaget har det vanligen varit nödvändigt att välja från- slagsfördröjningen kortare än tillslagsfördröjningen.

Enligt uppfinningen kan fördröjningsorganen dock företrädes- vis vara inrättade att åstadkomma en avsevärt längre för- dröjning av en av den andra avkänningsenheten àstadkommen frånslagning av manöverströmställaren än av en av denna avkänningsenhet senare àstadkommen förnyad tillslagning av manöverströmställaren. En dylik funktion hos fördröj- ningsorganen är särskilt fördelaktig om det distributions- nät, till vilket matningsspänningsledningen anslutes är av bristfällig kvalitet och uppvisar en hög känslighet för uppträdande variationer i dess belastning. Överföringen av styrfunktionen för manöverström- ställaren från den första avkänningsenheten till den andra avkänningsenheten efter en av den första avkänningsenheten àstadkommen tillslagning av manöverströmställaren kan åstad- kommas på olika sätt. För att underlätta denna överföring av styrfunktionen kan dock den andra avkänningsenheten lämp- ligen uppvisa en avsevärt högre känslighet för förekommande variationer i amplituden hos och fasförskjutningen mellan på matningsspänningsledningen uppträdande fasspänningar än den första avkänningsenheten.

Uppfinningen beskrivs nedan ytterligare under hän- visning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar ett blockschema över en fasvakt enligt en såsom exempel vald utföringsform av uppfinningen, var- vid fasvakten visas ansluten till en matningsspänningsled- ning för en elektrisk trefasmotor, fig. 2 visar ett kopplingsschema, som åskådliggör ett möjligt utförande av den ena av två i fasvakten in- gående avkänningsenheter, fig, 3 visar ett kopplingsschema, som åskådliggör ett möjligt utförande av en i fasvakten ingående fördröj- ningsenhet, och fig. 4 visar ett kopplingsschema, som åskådliggör ett möjligt utförande av en utenhet hos fasvakten.

I fig. 1 betecknas med 10 en av en kortsluten asynkron trefasmotor bestående elektrisk motor och med 11 en matnings- spänningsledning för motorn, medelst vilken denna kan an- slutas till ett distributionsnät 12 för att tillföras erfor~ derlig matningsspänning från detta.

För att förhindra att ett av en felaktig anslutning av ledningen 11 till nätet 12 orsakat fasföljdsfel eller ett spänningsbortfall på någon av nätets 12 tre faser skall kunna leda till skador eller olycksfall finns en generellt med 13 betecknad fasvakt. Denna fasvakt innefattar en första avkänningsenhet 14 och en andra avkänningsenhet 15, vilka båda är anslutna till ledningen 11 vid ett med 16 betecknat ställe för att avkänna spänningstillståndet på ledningen 11 vid detta ställe. Vidare innefattar fasvakten 13 även en utenhet 17, som innehåller en manöverströmställare 18, vilken är inkopplad i en endast partiellt visad manöverströmkrets 19 för en i matningsspänningsledningen 11 mellan anslutnings- stället 16 för de båda avkänningsenheterna och motorn 10 inkopplad matningsspänningsströmställare 20 för motorn för att sluta och bryta manöverströmkretsen 19 i beroende av det avkända spänningstillståndet på ledningen 11 vid stället 16. Slutligen innefattar fasvakten 13 även en mellan den andra avkänningsenheten 15 och utenheten 17 inkopplad för- dröjningsenhet 21. Medan avkänningsenheten 15 sålunda är förbunden med utenheten 17 via fördröjningsenheten 21, är avkänningsenheten 14 i stället direkt förbunden med utenheten 17 utan förmedling av någon mellanliggande fördröjningsenhet.

Avkänningsenheten 14 tjänar till att avkänna spännings~ tillståndet på ledningen 11 då denna anslutes till nätet 12 och åstadkomma en praktiskt taget omedelbar tillslagning av manöverströmställaren 18 och därmed även av matningsström- ställaren 20 om det avkända spänningstillståndet på ledningen 01 (fl cv w (__ \ 11 är godtagbart, dvs. om något fasföljdsfel eller något fasspänningsbortfall icke föreligger.

Avkänningsenheten 15 tjänar i stället till att avkänna spänningstillståndet på ledningen 11 sedan motorn 10 väl har anslutits till denna genom en av avkänningsenheten 14 orsakad tillslagning av de båda strömställarna 18 och 20 och att härefter styra dessa båda strömställares lägen i beroende av spänningstillståndet på ledningen 11. Avkän- ningsenheten 15 kommer härvid, om ett fasspänningsbortfall inträffar under det att motorn 10 befinner sig i drift, att orsaka en frånslagning av strömställarna 18 och 20 efter en förutbestämt tid, som bestäms av en i fördröjningsenheten 21 åstadkommen frånslagsfördröjning. Härvid stoppas motorn 10. Då fasspänningsavbrottet upphör orsakar avkänningsenheten 15 en förnyad tillslagning av strömställarna 18 och 20 och en återstart av motorn 10 efter en annan förutbestämt tid, som bestäms av en av fördröjningsenheten 21 åstadkommen tillslagsfördröjning.

För att åstadkomma de ovan beskrivna funktionerna kan avkänningsenheten 14 och 15, utenheten 17 och fördröj- ningsenheten 21 vara utförda t.ex. på nedan under hänvisning till fig. 2, 3 och 4 beskrivet sätt.

Fig. 2 visar ett kopplingsschema över ett såsom exempel valt utförande av avkänningsenheten 14. Enheten 14 innefattar härvid tre för anslutning till var sin fas hos ledningen 11 avsedda faskretsar, som var och en består av ett motstånd 22, en diod 23, en diod 24, en kondensator 25, ett motstånd 26, en Schmitt-trigger 27 med inverterad utgång och en diod_ 28. Vidare innefattar enheten 14 även en till dioden 28 hos var och en av de tre stjärnkopplade faskretsarna ansluten logisk detektor, som består av fyra motstånd 29, 30, 31 och 32, två kondensatorer 33 och 34, två Schmitt-triggerkretsar 35 och 36 med inverterade utgångar, en diod 37 och en inver- terare 38.

De ovan nämnda faskretsarna och den till dessa anslutna logiska detektorn arbetar på följande sätt. Kondensatorn 33 verkar såsom en uppladdningskondensator, vilken kontinuerligt uppladdas i positiv riktning via motstånden 29 och 30 men vilken, om de tre faskretsarna tillföres inbördes cirka 120° fasförskjutna spänningar från ledningen 11 (fig. 1), även kontinuerligt kommer att tillföras negativa pulser, eller urladdningspulser, från faskretsarna med tillräckligt täta mellanrum för att säkerställa att spänningen över kondensa- torn kommer att hållas vid en låg nivå, motsvarande en logisk "O". Härvid kommer utsignalen från den logiska detektorn, dvs. signalen vid inverterarens 38 utgång, att utgöras av en logisk "1".

Om till följd av ett fasspänningsbortfall på nätet 12 någon spänning icke förekommer på en av faserna hos ledningen 11, kommer motsvarande faskrets hos enheten 14 icke att avge någon urladdningspuls till kondensatorn 33. Härvid förmår de båda resterande urladdningspulserna icke att hålla spänningen över kondensatorn 33 på en mot en logisk "O" svarande låg nivå utan denna spänning kommer att nå en högre nivå, motsvarande en logisk "1". Detta innebär i sin tur att utsignalen från den logiska detektorn kommer att utgöras av en logisk "O" i stället för en logisk "1".

För att enheten 14 skall kunna detektera icke enbart ett eventuellt vid anslutningen av ledningen 11 till nätet 12 förekommande fasspänningsbortfall på detta utan även ett till följd av en felaktig anslutning av nämnda ledning till nätet orsakat fasföljdsfel är enheten 14 även försedd med en diod 39, som är inkopplad mellan två av de tidigare beskrivna faskretsarna. Denna diod kommer, om ett fasföljds- fel föreligger, att eliminera genereringen av urladdnings- pulser i en av faskretsarna. Den logiska detektorn kommer därför att reagera på ett fasföljdsfel på samma sätt som på ett fasspänningsbortfall, dvs. detektorn kommer att avge en utsignal motsvarande en logisk "O".

Avkänningsenheten 15 kan vara uppbyggd på samma sätt som avkänningsenheten 14. Eftersom något fasföljdsfel normalt icke kan uppträda sedan ledningen 11 väl anslutits på korrekt sätt till nätet 12 kan den för detektering av dylika fel tjänande dioden 39 i fig. 2 dock utelämnas i enheten 15. ÄH f fl CD “Q ('- \ För att avkänningsenheten 15 med säkerhet skall detek- tera under pågående drift av motorn 10 förekommande fasspän- ningsbortfall är det nödvändigt att denna enhet uppvisar en hög känslighet för uppträdande variationer i fasförskjut- ningen mellan på ledningen 11 uppträdande fasspänningar.

Anledningen härtill är att motorn 10 vid ett eventuellt bortfall av spänningen på en av de tre fasledarna hos led- ningen 11 kan komma att tillföra denna fasledare en i motorn inducerad spänning, vars fasläge skiljer sig från fasläget för den normala spänningen på denna fasledare med endast 10° - 15°. Någon motsvarande hög känslighet behöver däremot ej förekomma hos avkänningsenheten 14, eftersom denna enhet icke har till uppgift att avkänna under pågående drift av motorn uppträdande fasspänningsbortfall.

Fig. 3 visar ett kopplingsschema över ett såsom exempel valt utförande av fördröjningsenheten 21. Enheten 21 uppvisar härvid två efter varandra följande fördröjningskretsar. Den första fördröjningskretsen är inrättad att åstadkomma en förutbestämd tillslags- och frånslagsfördröjning och består av två motstånd 40 och 41, en diod 42 och en kondensator 43.

Den andra fördröjningskretsen består av två Schmitt-trigger- kretsar 44 och 45, en diod 46, ett motstånd 47 och en konden- sator 48 och är inrättad att åstadkomma en förutbestämd ytterligare frånslagsfördröjning, vilken företrädesvis kan vara avsevärt längre än den av den första fördröjningskretsen åstadkomna tillslags- och frånslagsfördröjningen.

Fig. 4 visar ett kopplingsschema över utenheten 17.

Denna enhet består av en OCH-grind 49, ett motstånd 50, en transistor 51 och den tidigare nämnda, för inkoppling i manöverströmkretsen 19 (fig. 1) avsedda manöverströmställa- ren 18.

Om ledningen 11 vid anslutningen av denna till nätet 12 förbindes med nätet på sådant sätt, att de olika fasspän- ningarna kommer att uppträda med korrekt fasföljd på ledningen 11, och något fasspänningsavbrott ej föreligger på nätet, kommer OCH-grinden 49 att tillföras signaler motsvarande en logisk "1" såväl från avkänningsenheten 14 som från för- 515 C20 8 dröjningsenheten 21, vilken är så beskaffad att den alltid initiellt avger en utsignal motsvarande en logisk "1". Här- vid åstadkommer transistorn 51 en tillslagning av manöver- strömställaren 18. Om ett fasföljdsfel föreligger, kommer insignalen till OCH-grinden 49 från enheten 14 i stället att utgöras av en logisk "0“, vilket innebär att någon till- slagning av manöverströmställaren 18 ej äger rum. Pâ samma sätt sker någon tillslagning av denna strömställare ej heller om det vid anslutningen av ledningen 11 till nätet 12 före- ligger ett fasspänningsbortfall på nätet.

Om ett fasspänningsbortfall uppträder på ledningen 11 under det att motorn 10 är i drift, kommer den till OCH- grinden 49 matade signalen från fördröjningsenheten 21 efter den av de båda fördröjningskretsarna i denna enhet bestämda totala frånslagsfördröjningstiden att skifta till en logisk "O" och åstadkomma en frànslagning av manöverströmställaren 18. Då den aktuella fasspänningen senare återkommer, skiftar utsignalen från fördröjningsenheten 17 efter den av enheten 21 åstadkomna tillslagsfördröjningstiden åter till en logisk "1" och åstadkommer den härvid en förnyad tillslagning av manöverströmställaren 18.

Uppfinningen är icke begränsad till den ovan beskrivna och på ritningen illustrerade utföringsformen. Många andra utföringsformer är i stället tänkbara inom uppfinninngens Iam .

Claims (3)

515 028 <1 Patentkrav

1. Fasvakt för en kortsluten asynkron trefasmotor, inne- fattande till en matningsspänningsledning (11) för motorn (10) anslutbara avkänningsorgan (14, 15) för avkänning av spänningstillstàndet på nämnda ledning (11), en av nämnda avkänningsorgan (14, 15) styrd manöverströmställare (18), som är avsedd att inkopplas i en manöverströmkrets (19) för en i matningsspänningsledningen (11) mellan anslutnings- stället (16) för nämnda avkänningsorgan (14, 15) och motorn (10) inkopplad matningsspänningsströmställare (20) för motorn (10) för att sluta och bryta nämnda manöverströmkrets (19) i beroende av det avkända spänningstillståndet på nämnda ledning (11), samt fördröjningsorgan (21) för fördröjning av manöverströmställarens (18) tillslagning och frånslagning, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda avkänningsorgan (14, 15) innefattar dels en första avkänningsenhet (14), som är på- verkbart förbunden med manöverströmställaren (18) utan för- medling av några fördröjningsorgan och inrättad att, då matningsspänningsledningen (11) anslutes till en matnings- spänningskälla (12), åstadkomma en omedelbar tillslagning av manöverströmställaren (18) om det vid anslutningstill- fället medelst nämnda första avkänningsenhet (14) avkända spänningstillstândet hos matningsspänningsledningen (11) är godtagbart, dels en andra avkänningsenhet (15), som är påverkbart förbunden med manöverströmställaren (18) under förmedling av nämnda fördröjningsorgan (21) och inrättad att efter en föregående, av nämnda första avkänningsenhet (15) åstadkommen tillslagning av manöverströmställaren (18) åstadkomma en fördröjd styrning av manöverströmställarens (18) tillstànd i beroende av det medelst nämnda andra avkän- ningsenhet (15) avkända spänningstillståndet hos matnings- spänningsledningen (11).

2. Fasvakt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda fördröjningsorgan (21) är inrättade att åstadkomma en avsevärt längre fördröjning av en av den andra avkännings- enheten (15) åstadkommen frånslagning av manöverströmställaren 515 G20 10 (18) än av en av denna avkänningsenhet (15) senare åstad- kommen förnyad tillslagning av manöverströmställaren (18).

3. Fasvakt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att den andra avkänningsenheten (15) uppvisar en avsevärt högre känslighet för förekommande variationer i amplituden hos och fasförskjutningen mellan på matningsspänningsled- ningen (11) uppträdande fasspänningar än den första avkän- ningsenheten (14).