SU1280667A1 - Устройство дл защиты электродвигател от перегрузки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и предназначено дл  защиты электродвигателей переменного тока от перегрузки в системах с изолированной нейтралью. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение эксплуатации. Цельдостигаетс  введением в устройство второй 7 и третьей 16 схем сравнени  и второго интегратора 17, что позвол ет определ ть начало перегрузки, - а индикаци  напр жени  регулируемо- о задатчика напр жени  8 позвол ет с достаточной точностью установить требуемое дп  каждого электродвигател  аначение тока перегрузки. ВвеI дение счетчика 15, фазочувствительного демодул тора 13 и первого 11 и сл второго 14 ключей обеспечивает необходимый диапазон времени срабатывани  защиты. 2 ил. tc 00 о О5 а

Description

11 Изобретение относитс  к электрЬтехнике и предназначено дл  запщты электродвигателей переменного тока от перегрузки в системах с изолированной нейтралью. Целью изобретени   вл етс  повыщение точности и упрощение эксплуатации . На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы , по сн ющие его работу. Устройство дл  защиты электродвигател  от перегрузки содержит измерительный блок 1, состо щий из датчиков тока в виде трансформаторов 2 и 3, подключенных через выпр мители 4 к сумматору 5, предназначенному дл  получени  мгновенных значеНИИ напр жени , пропорциональных току двигател  во всех трех фазах, выход которого подключен к формирователю 6 напр жени , представл ющему собой амплитудный выпр митель, преобразующий максимальное амплитудное значение напр жени  в посто нное напр жение, и к первому входу второ схемы 7 сравнени , сравнивающей амп литудные значени  напр жени  с посто нным напр жением от регулируемого задатчика 8 напр жени , выполнен ного, например, на переменном резис торе и подключенного к измерительному прибору 9 напр жени . Выход фо мировател  6 подключен к первому входу интегратора 10, второй вход которого подключен к выходу первого ключа 11 управлени , служащего дл  изменени  направлени  интегрирова- ни  входного напр жени . Интегратор 10 вьшолнен, например, на операцион ном усилителе с КС-цеп ми в охватывающем его контуре обратной св зи и резисторами, через которые на вход операционного усилител  поданы его первый и второй входные сигналы. Ключ 11 управлени  вьшолнен, например , на полевом транзисторе. Выход интегратора 10 подключен к первому входу первой схемы 12 сравнени , сравнивающей напр жение с выхода интегратора 10 с напр жением с выхода фазочувствительного демодул то ра 13, предназначенного дл  получени  знакопеременного напр жени , пропорционального напр жешш на выходе регулируемого задатчика 8 напр жени , которое поступает на первы 7 вход фазочувствительного демодул тора 13, второй вход которого подключен к выходу второго ключа 14 управлени , предназначенного дл  изменени  знака выходного напр жени  фазочувствительного демодул тора 13. Входы управл ющих ключей 11 и 14подключены к выходу схемы 12 сравнени , выход которой подключен также к счетному входу счетчика 15, предназначенного дл  формировани  интервала времени на срабатывание защиты. Установочный вход счетчика 15подключен к выходу третьей схемы 16сравнени , сравнивающей напр жение с выхода второго интегратора 17 с посто нным напр жением с делител  18 напр жени . Вход интегратора 17 соединен с выходом схемы 7 сравнени . Вьпсод счетчика 15 подключен к входу исполнительного механизма 19, выполненного , например, на промежуточном реле и силовом контакторе с контактами в цепи питани  электродвигател  (не показан). Устройство работает следуюпщм образом . Счетчик 15 находитс  в нулевом ; состо нии. Напр жени  Од и U, пропорциональные току двух фаз защищаемого электродвигател , поступают на вьтр митель 4 с датчиков 2 и 3 тока. С выхода выпр мител  4 напр жени  и подаютс  на вход сумматора 5. Так как погружной электродвигатель представл ет собой трехфазную нагрузку с изолированной нейтралью, то при суммировании напр жений U и и, пропорциональных токам двух фаз на выходе сумматора 5 (или на выходе измерительного блока 1), получаетс  напр жение U, , максимальные значени  пульсаций которого пропорциональны ампл11тудным значени м токов в каждой из фаз защищаемого электродвигател . I Напр жение U с выхода измерительного блока 1 поступает на вход второй схемы 7 сравнени  и на вход формировател  6. Последний преобразует напр жение U, в посто нное напр жение U, величина которого пропорциональна амплитудному значению тока наиболее нагруженной фазы электродвигател . Параметры формировател  6 выбраны такими, что величина пульсаций напр жени  менее 1%. Напр жение Vf с выхода формировател  6 поступает на вход интегратора 10. В зависимости от состо ни  ключа 11 (замкнут или разомкнут) интег ратор 10 интегрирует напр жение U в сторону положительных или отрицательных выходных напр жений. Предпо ложим, ключ 11 замкнут. Интегратор 10интегрирует напр жение U.- в сторону положительных значений. Напр жение Ц., с выхода интегратора 10 сравниваетс  на входах первой схемы 12 сравнени  с напр жением U,, на выходе фазочувствительного демодул  тора 13, которое пропорционально величине опорного напр жени  U регулируемого задатчика 8 напр жени . При достижении напр жени  Uy, с выхода интегратора 10 величины напр жени  и g на выходе схемы 12 сравнени  напр жение U изменит знак, что приведет к размыканию ключей 11и 14. Размыкание ключей 11 и 14 приведет к изменению знака напр жени  Ug на выходе фазочувствительног демодул тора 13 и изменению направлени  интегрировани  интегратора 10 Напр жение U, с выхода интегратор 10 начинает уменьшатьс  до величины определенной напр жением Un фазочувствительного демодул тора 13. По достижении напр жением и величины напр жени  на выходе схемы 12 сравнени  напр жение U изменит знак, 4что приведет к замыканию ключей 11 и 14. Замыкание ключей 11 и 14 приводит к изменению знака напр жени  Ug и изменению направлени  интегрировани  в сторону положительных напр жений , т.е. процесс повтор етс . Напр жение U с выхода схемы 12 сравнени  поступает также на счетны вход счетчика 15, которьш предназна чен дл  получени  выдержки времени при срабатывании защиты. Врем  интегрировани  интеграторо 10 напр жени  U.-, пропорционального амплитуде входного напр жени  U/., .t, и . где Up и Ujj, - входное и выходное напр жени  интеграто ра 10, t - посто нна  времени ин тегрировани  . Величина напр жени  U, на выходе интегратора 10 мен етс  от. kU, до ми нус kUз,гдe и, - величина опорного напр жени  регулируемого задатчика 8 напр жени , пропорциональна  амплитуде номинального тока электродвигател , k - коэффициент пропорциональности , определ емый параметрами фазочувствительного демодул тора 13. Таким образом, величина изменени  напр жени  , 2kU. Входное напр жение интегратора 10 U пи,где п - кратность перегрузки электродвигател  . Врем  интегрировани , определ емое как 2kU:| 2k Т - U, iUJT п не зависит от величины опорного напр жени , а зависит только от кратности перегрузки электродвигател . Параметры интегратора 10 выбраны такими , что частота импульсов с выхода схемы 12 сравнени , поступаюпц х на счетный вход счетчика 15, измен етс  по экспоненциальному закону, обеспечива  большие выдержки времени срабатывание -защиты при малых превышени х текущего тока электродвигател  выше допустимого и малые вьщержки времени при больших превьш1ени х текущего тока электродвигател  вьше допустимого. Напр жение U, с измерительного блока 1 поступает на вход второй схемы 7 сравнени , где сравниваетс  амплитудное значение этого напр жени  с напр жением U от регулируемого задатчика 8 напр жени , величина которого измер етс  прибором 9. В случае возникновени  перегрузки ( вышение текущего значени  тока вьше допустимого) напр жение . на выходе второй схемы 7 сравнени  представл ет собой пр моугольные импульсы , длительность которых равна времени превьш1ени  напр жени  U., над напр жением УЗ. Пр моугольные импульсы напр жени  U поступают на вход интегратора 17. Напр жение U с выхода интегратора 17 сравниваетс  на входах третьей схемы 16 сравнени  с напр жением Uотделител  18 напр жений . Параметры интегратора 17 выбраны такими, что при возникновении перегрузки напр жение превышает по величине напр жение U делител  18 напр жений. На выходе третьей схемы сравнени  при возникновении перегрузки формируетс  напр жение и , поступающее на установочный вход счетчика 15. Таким образом, втора  схема 7 сравнени , интегратор 17, делитель 18 напр жени  и треть  схема 16 сравнени  подают сигнал на установочный вход счетчика 15, , разрешающий его заполнение в случае превышени  текущего значени  тока Bbmie допустимого. При уменьшении текущего значени  тока до номинального и ниже с выхода третьей схемы сравнени  на установочный вход счетчика 15 поступает сигнал, устанавливающий счетчик в исходное состо ние. В случае заполнени  счетчика 15 импульсами с выхода схемы 12 сравнени  на его выходе формируетс  сиг нал, управл ющий исполнительным механизмом 19 и отключением злектро двигател , Параметры интегратора и счетчика выбраны такими, что при пусках погружных электродвигателей, когда пусковые токи превьш1аеют в 3,5 4 ,5 раза значение номинального тока не происходит ложных отключений. При коротких замыкани х в цепи кабель - электродвигатель, когда токи короткого замыкани  превьшают в 7-10 раз значение номинального тока электродвигател , счетчик 15 заполн етс  импульсами с выхода схе мы 12 сравнени  за врем  менее 0,05 с. Таким обра-зом, индикаци  напр жени  регулируемого задатчика напр  жени  позвол ет с достаточной точностью установить требуемое дл  каж дого электродвигател  значение тока перегрузки, а подключение второй и третьей схем сравнени  и второго ин тегратора к выходу измерительного блока позвол ет определить начало перегрузки, что упрощает эксплуата ,цию. 1 7 р е т е и и   мула и Устройство дл  зашиты электродвигател  от перегрузки, содержащее трансформаторы тока, первичные обмотки которьк включаютс  в фазы сети защищаемого электродвигател , а вторичные через выпр митель подключены к входу сумматора, формирователь напр жени , выход которого соединен с первым входом интегратора, выход интегратора подключен к первому входу схемы сравнени , регулируемый задатчик напр жени , измеритель напр жени  и исполнительный механизм, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  эксплуатации , в него дополнительно введены втора  и треть  схемы сравнени , второй интегратор, фазочувствительньй демодул тор, первый и второй ключи управлени , делитель напр жени  и счетчик, выход которого соединен с входом исполнительного механизма , при этом выход сумматора подключен к входу формировател  напр жени  и к первому входу второй схемы сравнени , второй вход второй схемы сравнени  соединен с выходом регулируемо- го задатчика напр жени , входом измерител  напр жени  и первым входом фазочувствительного демодул тора, выход второй схемы сравнени  через второй интегратор соединен с первым входом третьей схемы сравнени , к второму входу которой подключен выход делител  напр жени , выход третьей схемы сравнени  соединен с установочным входом счетчика, к счетному входу которого подключены выход схемы сравнени  и входы первого и второго ключей управлени , выходы которых соединены соответственно с вторым входом интегратора и с вторьм входом фазочувствительного демодул тора , а выход фазочувствительного демодул тора подключен к второму входу схемы сравнени .

а

ft

3

- г

,cf

11 1Л1Ш1 ШЛЛ1и

г.г

Claims (3)

1. ормула изобретения

   Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки, содержащее
2. 5 трансформаторы тока, первичные обмотки которых включаются в фазы сети защищаемого электродвигателя, а вторичные через выпрямитель подключены .к входу сумматора, формирователь
3. 10 напряжения, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход интегратора подключен к первому входу схемы сравнения, регулируемый задатчик напряжения, измеритель напряжения 15 и исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения эксплуатации, в него дополнительно введены вторая и третья схемы сравнения, второй интегратор, фазочувствительный демодулятор, первый и второй ключи управления, делитель напряжения и счетчик, выход которого соединен с входом исполнительного механиз25 ма, при этом выход сумматора подключен к входу формирователя напряжения и к первому входу второй схемы сравнения, второй вход второй схемы сравнения соединен с выходом регулируемо30 го задатчика напряжения, входом измерителя напряжения и первым входом фазочувствительного демодулятора, выход второй схемы сравнения через второй интегратор соединен с первым

   35 входом третьей схемы сравнения, к второму входу которой подключен выход делителя напряжения, выход третьей схемы сравнения соединен с установочным входом счетчика, к счетному

   40 входу которого подключены выход схемы сравнения и входы первого и второго ключей управления, выходы которых соединены соответственно с вторым входом интегратора и с вторьм

   45 входом фазочувствительного демодулятора, а выход фазочувствительного демодулятора подключен к второму входу схемы сравнения.