SU1327226A1 - Устройство защиты электродвигателей переменного тока от пусковых токов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электрической защиты электродвигателей тсеременного тока, преимущественно к устройствам токовых зашрнт с зависимой выдержкой времени. Цель изобретени  - повышение надежности и быстродействи . Цель достигаетс  введением в устройство амплитудного дискриминатора 9, первого 10 и второго 11 формирователей коротких импульсов напр жени  и RS-триггера 12. Это обеспечивает дл  различных режимов работы устройства две различные вре- м токовые характеристики. Одна обеспечивает режим запуска электродвигател , по окончании которого устройство автоматически переходит на другую характеристику, котора  соответствует нормальному режиму эксплуатации электродвигател . 4 ил. (/) 1чЭ Ь Фиг. /

Description

Изобретение относитс  к электрической защите электродвигателей переменного тока, преимущественно устройствам токовых защит с зависимой вьщержкой времени.

Цель изобретени  - повьшюние надежности и быстродействи .

На фиг. 1 показана функциональна  схема устройства; на фиг. 2 иЗ- временные диаграммы и графики; на фиг. 4 - варианты вьтолнени  гисте- резисного элемента.

Устройство содержит датчик тока, образованный трансформатором 1 тока, -выпр мителем 2 и фильтрующим конденсатором 3. Выход датчика тока соеди- чнен с входом порогового элемента 4. С целью получени  зависимой выдержки времени предложенное устройство содержит блок 5 коррекции выдержки времени, состо щий из управл емого напр жением генератора 6 двоично-дес тичного N-разр дного счетчика 7, соединенного информационным входом с выходом генератора 6 и входом разрешени  записи R - с выходом порогового элемента 4. Выход счетчика соединен с исполнительным реле 8.

Устройство снабжено также амплитудным дискриминатором 9, формировател ми коротких импульсов 10 и 11, RS-триггером 12, электронным ключом 13 и гистерезисным элементом 14.

Алгоритм работы отдельных узлов устройства и их исходное состо ние после подачи напр жени  питани  следующее: пороговый элемент 4 после подачи напр жени  питани  находитс  в отпущенном состо нии (выходной сигнал отсутствует) и срабатывает только в случае достижени  контролируемым током величины заранее выбранных уставок.

Амплитудньй..дискриминатор 9 после подачи напр жени  питани  находитс  в отпущенном состо нии (выходной сигнал отсутствует) и срабатьшает при по влении в контролируемой цепи минимально возможного (вы вл емого датчиком тока) значени  тока.

Формирователь 10 обеспечивает формирование на входе R-триггера 12 короткого импульса, формируемого от среза (заднего фронта) выходного импульса порогового элемента 4, и может быть выполнен в виде последовательно соединенных инвертора и дифференцирующей цепи.

272262

Формирователь 11 обеспечивает формирование на входе S-триггера 12 короткого импульса формируемого от переднего фронта выходного импульса дискриминатора 9, и может быть выполнен в виде дифференцирующей цепи.

Триггер 12 после подачи напр жени  питани  устанавливаетс  в нуле Q вое состо ние и на его инверсном выходе присутствует единичный логический уровень сигнала.

Электронный ключ 13 управл етс  сигналом триггера 12 и при подаче

5 на его управл ющий вход сигнала логической единицы находитс  в замкнутом состо нии. Электронный ключ может быть выполнен в виде обычного транзисторного ключа, генератор, уп20 равл емый напр жени ем 6, начинает работать при подаче напр жени  питани . При отсутствии выходного сигнала датчика тока 1-3 генератор 6 выдает импульсы, следующие с минималь25 ной частотой.

Двоично-дес тичный счетчик 7 управл етс  сигналами, подаваемыми на вход разрешени  R. При отсутствии на указанном ходе сигнала логической

единицы счетчик находитс  в нулевом

состо нии. При поступлении на вход R сигнала логической единицы от порогового элемента 4 счетчик переводитс  в режим счета импульсов генератора 6. При переполнении счетчика 7 происходит срабатывание исполнительного реле 8.

Работа устройства защиты протекает следующим образом.

При пуске электродвигател  на выходе датчика тока по вл етс  сигнал (см. фиг. 2-15), привод щий к срабатыванию амплитудного дискриминатора 9 и порогового элемента 4, причем срабат ;шание дискриминатора происходит по времени раньше, чем срабатывание порогового элемента, так как уставка последнего намного больше порога срабатьшани  дискриминатора 9. Выходные сигналы дискриминатора 9 и порогового элемента 4 показаны соответственно на фиг. 2 - диаграммы 16, 1-7, выходные сигналы триггера 12 и ключа 13 показаны на фиг. 2 - диаграммы

18, 19J на фиг. 3 -:врем -токовые характеристики 20, 21 дл  разных режимов работы. От переднего фронта выходного импульса дискриминатора 9 формирователем 11 формируетс  короткий импульс, перевод щий триггер 12 в единичное состо ние. При этом на его инверсном выходе устанавливаетс  сигнал логического нул , и электронный ключ 13 размыкаетс , что приводит к передаче сигнала от датчика тока на вход блока коррекции вьщержки времени через гистеризесный элемент 14, реализующий функцию Зона нечувствительности.

Вариант исполнени  указанного элемента показан на фиг. 4. Гистерезис- ный элемент 14 может быть выполнен в виде электрической цепи, состо - щей из вычитающего двуханодного стабилитрона 22 и резистора 23. При раз- мьжании ключа 13 подача сигнала и датчика тока на вход блока коррекции выдержки времени возможна только в случае превышени  значением указанного сигнала напр жени  пробо  стаби- литрона 22 гистерезисного элемента 14, величина которого выбираетс  равным значению сигнала датчика тока при достижении контролируемым током максимально допустимого значени  (rib услови м эксплуатации) пускового тока защищаемого электродвигател .

В случае, если величина пускового, тока двигател  не превьшает максимально допустимого по услови м эксплуатации значени  тока, то при срабатывании порогового элемента 4, установке на входе R счетчика 7 единичного уровн  сигнала заполнение последнего осуществл етс  импульсами генератора 6, следующими с минимальной частотой, значение которой выбираетс  исход  из максимально допустимого времени пуска защищаемого электродвигател  и полной емкости счетчика 7, т.е. работа устройства защиты при нормальном запуске (т.е. при нахождении пусковых токов в допустимых пределах ) электродвигател  не отличаетс  от работы систем защиты посто нной выдержкой времени. Срабатывание исполнительного реле 8 в данном случае происходит только при превьшении длительности действи  пусковых токов наперед заданных значений времени.

Если же величина пускового тока электродвигател  превьшает допустимые по УСЛОВИЯМ эксплуатации значени , то величина сигнала, получаемого с выхода датчика тока, превосходит напр жение пробо  стабилитрона 22 и на вход блока коррекции вьщержки времени подаетс  сигнал, равный разности текущего значени  выходного сигнала датчика тока и напр жени  пробо  стабилитрона 22 гистерезисного элемента 14. При этом пропорционально превышению текущего значени  контролируемого тока над максимально допустимой величиной пускового

тока возрастает частота следовани  импульсов генератора 6 и соответственно снижаетс  врем  заполнени  счетчика 7, переполнение которого вызывает срабатывание исполнительного реле 8, т.е. работа устройства защиты в описанном случае соответствует алгоритму работы системы запщты с зависимой выдержкой времени.

По окончанию пуска-контролируемого электродвигател  текущее значение тока принимает номинальное значение, меньшее чем величина уставки порогового элемента 4, что приводит к его отпусканию (см. фиг. 2-15). При

этом от среза, выходного импульса порогового элемента 4 (см. фиг. 2-17) формирователем 10 формируетс  имг пульс, который переводит триггер 12

в исходное нулевое состо ние. На

30

35

инверсном выходе триггера устанавливаетс  единичный логический уровень сигнала (см. фиг. 2-17), и. электронный ключ 13 замыкаетс , осуществл   непосредственную передачу выходного сигнала датчика тока на вход блока коррекции выдержки времени (см. фиг.З 19). В дальнейшем до момента отключени  защищаемого электродвигател  и повторного пуска работа устройства

40 не отличаетс  от алгоритма работы типовых защит с зависимой вьщержкой времени, поскольку состо ние дискриминатора 9, триггера 12 и электронного ключа 13 не измен етс  при ка45 ких-либо изменени х контролируемого тока.

Таким образом, предлагаемое устройство защиты имеет дл  различных режимов работы дйе различные врем - токовые характеристики, показанные на фиг. 3, причем характеристика 21 соответствует режиму запуска электродвигател , по окончанию которого устройство автоматически перехо55 дит на характеристику 20, соответств кщую нормальному режиму эксплуатации электродвигател  и идентичную врем - токовым характеристикам известных защит с зависимой вьщержкой времени.

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   YcTpcrftCTBO защиты электродвигателей переменного тока от пускових токов, содержащее датчик тока, включаемый в цепь защищаемого электродвигател  и своим выходом подключенный к входу выпр мительного моста, выход выпр мительного моста пороговый элемент подключен к установочному входу двоично-дес тичного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора, управл емого напр жением, а вьрсод - с вхо дом исполнительного органа, о т л и чающеес  тем, что, с целью повьшени  быстродействи  и надежности , в него дополнительно введены

   fO

   15

   амплитудный дискриминатор, входом подключенный к выходу выпр мительного моста, первый-и второй формирователи коротких импульсов напр жени , входами подключенные соответственно к выходу амплитудного дискриминатора и порогового элемента, а выходами - соответственно к S- и R-вход ам вновь введенного RS-триггера, выход которого подключен к управл ющему входу вновь введенного электронного ключа, гистерезисный элемент, входом соединенный с выходом вьшр ми- тельного моста, выходом - с входом генератора, управл емого напр жением, а выходы электронного ключа подюпоче- ны параллельно гистерезисному элементу .

   us,2

   20

   (риг.З

   Редактор А.Долинич

   Составитель К.Шилан Техред И.Попович

   Закаэ 3402/51 Тираж 617 .Подписное

   ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5,

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор А.Зимокосов