SU1410176A1

SU1410176A1 - Arrangement for protecting three-phase induction motor from two-phase operation and braked rotor duty

Info

Publication number: SU1410176A1
Application number: SU864149841A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Бохан; Владимир Владимирович Гурин; Александр Александрович Гелейша
Original assignee: Белорусский институт механизации сельского хозяйства
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1986-11-19
Publication date: 1988-07-15

Abstract

Изобретение относитс к области электротехники, а именно к устройствам дл защиты электродвигателей от аварийных режимов работы. Цель изобретени - расширение диапазона использовани устройства дл электродвигателей разных мощностей . Устройство состоит КЗ трех малогабаритных фазных трансформаторов тока 1, 2, 3, трех ограничителей напр жени 13, 14, 15, трехфазного однополупериод- ного выпр мител 20, блока 23 контрол последовательности импульсов тока, интегрирующего блока 32, узла блокировки 34 и исполнительного органа 35. При возникновении режима заторможенного ротора возрастает амплитуда напр жений в трансформаторах . Эти напр жени после усилителей 7, 8, 9 поступают на вход компаратора 24. При достижении некоторого значени на выходе интегрирующего блока 32 включаетс узел блокировки 34, который шунтирует исполнительный орган 35. Последний отключает электродвигатель от сети. 1 ил. «€ (ЛThe invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to devices for protecting electric motors from emergency operation. The purpose of the invention is to expand the range of use of the device for electric motors of different powers. The device consists of short-circuit three small phase current transformers 1, 2, 3, three voltage limiters 13, 14, 15, three-phase single-wave rectifier 20, current pulse train control unit 23, integrating unit 32, blocking unit 34 and executive body 35 In the event of a decelerated rotor mode, the amplitude of voltages in transformers increases. These voltages after amplifiers 7, 8, 9 are fed to the input of the comparator 24. When a certain value is reached, the output of the integrating unit 32 includes a blocking node 34, which bypasses the actuator 35. The latter disconnects the motor from the mains. 1 il. "€ (L

Description

О)ABOUT)

Изобретение относитс к электротехнике, а именно к устройствам дл защиты электродвигателей от аварийных режимов работы .The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for protecting electric motors from emergency operation.

Цель изобретени - расширение диапазона использовани устройства дл двигателей разных мощностей.The purpose of the invention is to expand the range of use of the device for engines of different powers.

На чертеже представлена принципиальна схема устройства.The drawing shows a schematic diagram of the device.

Устройство содержит малогабаритные ненасыщающиес трансформаторы 1-3 тока , нагруженные на резисторы 4-6 Вместо резисторов могут быть использованы конденсаторы . Выходы трансформаторов 1-3 тока подключены на входы операционных усилителей 7-9 переменного тока с регулируемым коэффициентом усилени . Регулировка коэффициента усилени осуществл етс переменными резисторами 10-12. На входах операционных усилителей установлены ограничители 13-15 в виде двухпол рных стабилитронов. Выходы операционных усилителей 7-9 соединены с трем входами 16-18 первой ламели переключат л 19, а также поданы на входы трехфазного одно- полупериодного выпр мител 20, выход которого соединен с четвертым входом 21 первой ламели переключател 19. Общий вывод 22 первой ламели переключател 19 соединен с входом блока 23 контрол последовательности импульсов тока и неинвертирующим входом компаратора 24. Инвертирующий вход компаратора соединен со средней точкой делител напр жени , образованного резисторами 25 и 26. Резистором 26 задаетс порог срабатывани компаратора 24. Параллельно резистору 26 через транзисторный ключ 27 включен резистор 28. Его подключение снижает порог срабатывани компаратора 24 не менее чем в 4 раза. Выход блока 23 контрол последовательности импульсов тока через переменный резистор 29 присоединен к первому входу диодного элемента ИЛИ 30, а выход компаратора через переменный резистор 31 присоединен к второму входу диодного элемента ИЛИ 30. Выход элемента ИЛИ 30 соединен с входом интегрирующего блока 32. Врем интегрировани (задержка на срабатывание) по каналу защиты от работы на двух фазах регулируетс резистором 29, а по каналу защиты от режима заторможенного ротора - резистором 31. Выход интегрирующего блока щунтирован транзисторным ключом 33 и соединен с входом узла 34 блокировки. Выход узла 34 блокировки соединен с входом исполнительного органа 35. Выход компаратора 24 соединен также с первым входом диодного элемента ИЛИ 36, второй вход которого соединен с четвертым входом 37 второй ламели переключател 19. Три других входа 38, 39 и 40 второй ламели переключател 19 соединены вместе и под0The device contains small unsaturated current transformers 1-3, loaded on resistors 4-6. Instead of resistors, capacitors can be used. The outputs of current transformers 1-3 are connected to the inputs of alternating current operational amplifiers 7-9 with adjustable gain. The gain is adjusted by variable resistors 10-12. Limiters 13–15 in the form of two-pole zener diodes are installed at the inputs of operational amplifiers. The outputs of the operational amplifiers 7-9 are connected to three inputs 16-18 of the first lamella and switch 19, as well as fed to the inputs of a three-phase single-half rectifier 20, the output of which is connected to the fourth input 21 of the first lamella of the switch 19. General output 22 of the first lamel of the switch 19 is connected to the input of the pulse current control unit 23 and the non-inverting input of the comparator 24. The comparator's inverting input is connected to the midpoint of the voltage divider formed by resistors 25 and 26. The threshold is set by resistor 26 Positioning the comparator 24. In parallel to resistor 26 via the transistor switch 27 is turned on to connect resistor 28. Its reduced threshold comparator 24 is not less than 4 times. The output of the current pulse sequence control unit 23 through the variable resistor 29 is connected to the first input of the diode element OR 30, and the output of the comparator through the variable resistor 31 is connected to the second input of the diode element OR 30. The output of the element OR 30 is connected to the input of the integrating unit 32. The integration time ( the triggering delay) on the protection channel from operation on two phases is regulated by the resistor 29, and on the protection channel from the mode of the braked rotor - by the resistor 31. The output of the integrating unit is driven by a transistor cell chom 33 and connected to the input node 34 of the lock. The output of the interlock unit 34 is connected to the input of the actuator 35. The output of the comparator 24 is also connected to the first input of the diode element OR 36, the second input of which is connected to the fourth input 37 of the second lamella of the switch 19. Three other inputs 38, 39 and 40 of the second lamella of the switch 19 are connected together and under0

ключены на входы транзисторных ключей 27 и 33. Выход диодного элемента ИЛИ 36 сэе- динен с блоком 41 световой индикации. Общий вывод 42 второй ламели переключател 19 присоединен к плюсу источника питани (н е показано).connected to the inputs of transistor switches 27 and 33. The output of the diode element OR 36 is saddin with the block 41 of the light indication. The common terminal 42 of the second lamella of the switch 19 is connected to the positive power source (not shown).

Устройство защиты работает следующим образом.The security device operates as follows.

При включении устройства в сеть срабатывает исполнительный орган 35 и его контакты разрещают включение электродвигател в работу (цепь включени электродвигател на чертеже не показана).When the device is turned on in the network, the actuator 35 is triggered and its contacts permit the motor to start up (the motor starting circuit is not shown in the drawing).

В нормальном режиме работы производ т пофазно настройку устройства на ра5 бочий ток электродвигател . Дл этого переключатель 19 устанавливают в первое положение, при котором общий вывод 22 первой ламели соединен с выводом 16, а общий вывод 42 второй ламели соединен с Выводом 40. В этом случае открываетс In normal operation, the device is tuned in phases to the working current of the electric motor. For this purpose, the switch 19 is set to the first position, in which the common terminal 22 of the first lamella is connected to the terminal 16, and the common terminal 42 of the second lamella is connected to the Terminal 40. In this case

0 транзисторный ключ 27 и параллельно резистору 26 оказываетс включенным резистор 28, отчего порог переключени компаратора 24 снижаетс не менее чем в 4 раза . Одновременно открываетс транзистор5 ный ключ 33 и выход интегрирующего блока 32 шунтируетс . Регулируют (увеличивают ) коэффициент усилени усилител 7 переменного напр жени фазы А резистором 10 таким образом, чтобы компаратор 24 под действием переменного напр жени , ве0 личина которого больще порога его срабатывани , начал периодически переключатьс и засветилс индикатор 41. На этом настройка фазы А заканчиваетс . Затем переключатель 19 устанавливают во второе положение (дл настройки фазы В) и в тре5 тье положение (дл настройки фазы С). В этих случа х регулируют коэффициенты усилени блоков 8 и 9. После этого переключатель 19 устанавливают в четвертое положение, которое вл етс рабочим. В этом положении транзисторные ключи 27 и 33 закрыты, а световой индикатор 41 светитс ровным светом, сигнализиру об исправности и включении устройства в работу . Закрытие транзисторного ключа 27 приводит к дешунтированию резистора 26, от5 чего порог срабатывани ко.мпаратора возрастает не менее чем в 4 раза и он сможет реагировать только на пусковые токи, возникающие при пуске и в стопорном режиме. На этом настройка устройства заканчиваетс .0, the transistor switch 27 and parallel to the resistor 26 are turned on by the resistor 28, which causes the switching threshold of the comparator 24 to decrease not less than 4 times. At the same time, the transistor key 33 is opened and the output of the integrating unit 32 is shunted. Adjust (increase) the gain of the amplifier 7 of the alternating voltage of phase A by resistor 10 so that the comparator 24 under the action of alternating voltage, the value of which is greater than its threshold, starts to periodically switch and the indicator 41 lights up. Then, switch 19 is set to the second position (to adjust phase B) and to the third position (to adjust phase C). In these cases, the gains of the blocks 8 and 9 are adjusted. After that, the switch 19 is set to the fourth position, which is operative. In this position, the transistor switches 27 and 33 are closed, and the indicator light 41 is illuminated with a steady light, indicating that the device is working and turning on the device. Closing the transistor switch 27 causes the resistor 26 to desmount, from 5 which the response threshold of the co.parator increases by no less than 4 times and it can only respond to the starting currents that occur during start-up and in the stop mode. This completes the device setup.

0 Таким образом производитс настройка устройства на рабочий ток любого по мощности электродвигател в щироком диапазоне мощностей, например от 0,3 до 75 кВт. В нормальном режиме работы на выходе выпр мител 20 посто нна составл юща Thus, the device is tuned to the operating current of any motor power in a wide power range, for example, from 0.3 to 75 kW. In normal operation, the output of the rectifier 20 is constant component

5 напр жени больще нул , но меньше порога переключени компаратора 24, отчего на выходе блока 23 импульсы отсутствуют, а компаратор 24 не переключаетс .The voltage 5 is greater than zero but less than the switching threshold of the comparator 24, which causes no pulses at the output of the block 23 and the comparator 24 does not switch.

00

При работе на двух фазах на выходе выпр мител 20 напр жение имеет пульсирующий характер, посто нна составл юща его уменьшаетс до нул , отчего на выходе блока 23 возникают импульсы напр жени и происходит их интегрирование в блоке 32. При достижении некоторого значени напр жени на выходе интегрирующего блока 32 включаетс узел 34 блокировки (засветитс его индикатор) и шунтируетс исполнитель- ный орган 35. Его шунтирование вызывает отключение электродвигател от сети. Включение электродвигател возможно только после отключени и последующего включени устройства в сеть.When operating on two phases at the output of the rectifier 20, the voltage has a pulsating character, the constant component of it decreases to zero, which is why the output of the block 23 produces voltage pulses and integrates them in the block 32. When a certain voltage is reached at the output the integrating unit 32 turns on the locking unit 34 (its indicator lights up) and the executive unit 35 shunts. Its shunting causes the electric motor to be disconnected from the network. Switching on the electric motor is possible only after switching off and then switching the device on to the network.

15 .рующий блок, выход которого соединен с узлом блокировки исполнительного органа, компаратор и световой индикатор, отличающеес тем, что, с целью расширени диапазона использовани устройства дл электродвигателей разных мощностей, онодопол20 нительно снабжено трем усилител ми переменного тока с регулируемыми коэффициентами усилени , двухламельным переключателем на четыре положени , двум переменными резисторами, двум транзисторПри возникновении режима заторможенного ротора в 4-7 раз возрастает амплитуда напр жени , поступающего от трансформаторов тока, после усилени этого напр жени усилител ми 7-9 во столько же раз возрастает амплитуда сигнала на входе компаратора 24. Последний переключаетс и его сигнал положительной пол рности поступает через переменный резистор 31 и диодный элемент 30 на интегратор 32. При достижении некоторого зна- 25 ными ключами, дополнительным резистором чени напр жени на выоде интегрирую-и двум диодными элементами ИЛИ, при15. The block, the output of which is connected to the block of the executive body, a comparator and a light indicator, characterized in that, in order to expand the range of use of the device for electric motors of different powers, it is completely equipped with three AC amplifiers with adjustable gain factors, a two-switch on four positions, two variable resistors, two transistors. When a decelerated rotor mode occurs, the voltage amplitude increases by 4–7 times. After amplification of this voltage by amplifiers 7–9, the amplitude of the signal at the input of the comparator 24 increases by the same factor. The latter switches and its signal of positive polarity goes through the variable resistor 31 and the diode element 30 to the integrator 32. some key, an additional resistor on the output voltage I integrate, and two diode elements OR,

этом входы усилителей переменного тока соединены пофазно с вторичными обмотками трансформаторов тока, а их выходы - с входами трехфазного однополупериодного 30 выпр мител и первыми трем входами переключател первой ламели, выход трехфазного однополупериодного выпр мител соединен с четвертым входом первой ламели, а общий выход первой ламели соединен с неинвертирующим входом компаратора иIn this case, the inputs of the AC amplifiers are connected in phases to the secondary windings of current transformers, and their outputs to the inputs of a three-phase half-wave 30 rectifier and the first three inputs of the first lamella switch, the output of the three-phase half-wave rectifier is connected to the fourth input of the first lamella, and the common output of the first half-wave rectifier is connected to the fourth input of the first lamella, and the common output with non-inverting comparator input and

женного ротора было больше времени пус- 35 входом блока контрол последовательности ка электродвигател .импульсов, выход которого через первый пеТаким образом,, снабжение устройстваременный р езистор соединен с первым вхозащиты трем операционными усилител ми дом первого диодного элемента ИЛИ, а вы- переменного тока с регулируемыми коэффи-ход компаратора через второй переменныйThe rotor was longer than the start-up time of the input of the motor sequence control unit. The pulses, the output of which through the first way. The device is supplied with a temporary resistor connected to the first protection of the three operational amplifiers of the first diode element OR, and the output current with adjustable coefficient of the comparator through the second variable

циентами усилени , двухламельным переклю- резистор соединен с вторым входом первого чателем на четыре положени , двум тран- диодного элемента ИЛИ, выход которого зисторными ключами, компаратором с пе-соединен с интегрируюшим блоком, а первый,with two amplifiers, a switch-over resistor is connected to the second input of the first four position switch, two OR diode elements, the output of which is connected to an integrated unit by a comparator key, and the first

реключаемым порогом срабатывани , свето-второй и третий входы второй ламелиswitchable trigger threshold, light-second and third inputs of the second lamella

объединены и соединены с входами первого и второго транзисторных ключей, причем печить индикацию режимов, точную наст- 45 выход первого транзисторного ключа соединен с выходом интегрирующего блока, а выщего блока 32 включаетс узел 34 блокировки и шунтируетс исполнительный орган 35. Последний отключаетс , одновременно отключаетс от сети электродвигатель.combined and connected to the inputs of the first and second transistor switches, whereby the indication of the modes is accurate, the exact tuning of the output of the first transistor switch is connected to the output of the integrating unit, and the output unit 32 turns on the locking unit 34 and shuns the actuator 35. The latter is turned off and simultaneously disconnected from network electric motor.

При пуске кратковременно возникает режим, аналогичный заторможенному ротору . Отстройка от пуска производитс резистором 31 таким образом, чтобы врем срабатывани защиты по каналу затормовым индикатором и двум диодными логическими элементами ИЛИ позволило обесроику и надежную электродвигателей от работы на двух фазах и режима заторможенного ротора в щироком диапазоне мощностей при одних и тех же малогабаритных ненасыщающихс трансформаторах тока.During start-up, a mode similar to a braked rotor appears briefly. The start-up detuning is performed by the resistor 31 so that the protection response time on the channel by the brake indicator and two diode logic elements OR allows the de-energizing and reliable electric motors from working on two phases and the mode of the braked rotor in the wide power range at the same compact unsaturated current transformers .

Это позвол ет предпри тию иметь дл защиты всех трехфазных асинхронных электродвигателей устройства одного типоразмера , что уменьшает эксплуатационные расхоход второго транзисторного ключа через дополнительный резистор соединен с инвертирующим входом компаратора, выход компаратора соединен через первый вход второго 50 диодного элемента ИЛИ со световым индикатором , второй вход диодного элемента ИЛИ соединен с четвертым входом второй ламели переключател , общий выход которой присоединен к плюсу источника питани .This allows the company to have a device of one size to protect all three-phase asynchronous electric motors, which reduces the operating expenses of the second transistor switch through an additional resistor connected to the inverter input of the comparator, the output of the comparator is connected through the first input of the second 50 diode element OR to the light indicator, the second input of the diode element OR is connected to the fourth input of the second lamella of the switch, the common output of which is connected to the positive power source.

ды и обеспечивает в св зи с этим положительный эффект.and provides a positive effect in this regard.

Claims

Claims An apparatus for protecting a three-phase asynchronous electric motor against two-phase operation and a braked rotor mode, comprising phase non-unstable current transformers with primary windings for connection to wires that supply the electric motor, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and a limiter, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and a limiter, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and a limiter, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and a limiter, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and limiter, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and a limiter, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and a limiter, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and a limiter, the secondary windings of which are connected by a star and each of them is startled by a resistor and a limiter; three-phase single-pole rectifier, current pulse train control unit, integrating block whose output is connected to the node A blocking actuator, a comparator and a light indicator, characterized in that, in order to expand the range of use of the device for electric motors of different power, it is additionally equipped with three AC amplifiers with adjustable gain factors, a two-switch four-position switch, two variable resistors, two transistor keys, an additional resistor and two diode elements OR, with

the second transistor switch travels through an additional resistor to the comparator inverting input, the comparator output is connected via the first input of the second 50 diode element OR to the indicator light, the second input of the diode element OR is connected to the fourth input of the second lamella of the switch, the common output of which is connected to the power source.