SU1569930A1 - Устройство дл защиты от превышени частоты вращени электромашинного преобразовател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в системах релейной защиты и автоматики. Цель изобретени  - повышение стабильности работы и расширение функциональных возможностей путем дополнительного контрол  исправности цепи возбуждени  приводного двигател , повышение термостабильности и упрощение устройства. На двигатель 1 электромашинного преобразовател  пускателем 3 подаетс  посто нное напр жение от сети 6. Ток обмотки 5 возбуждени  двигател  1, протекающий через встречно включенный стабилитрон 19, создает на последнем напр жение, вызывающее срабатывание реле 17, включенного параллельно стабилитрону 19. Контакт 18 реле 17 обеспечивает удержание пускател  3 во включенном состо нии. Двигатель 1 запускаетс , на выходе генератора 2 преобразовател  по вл етс  напр жение, поступающее на первичную обмотку 8 понижающего трансформатора 7. С вторичной обмотки 9 трансформатора 7 напр жение через LC-цепь 13 поступает на первичную обмотку 11 насыщающего трансформатора 10. Напр жени  с начальных выводов вторичных обмоток 9, 12 трансформаторов 7, 10 подаютс  на входы первого элемента И 22, напр жени  с концевых выводов тех же обмоток - на входы второго элемента И 23, а средние точки этих обмоток св заны с анодом стабилитрона 19 и катодом тиристора 16, шунтирующего обмотку реле 17. Выходные напр жени  элементов И 22, 23 и через элемент ИЛИ 24 подаютс  на базу N-P-N-транзистора 20, коллектор которого соединен с катодом стабилитрона 19, а эмиттер - с управл ющим электродом тиристора 16. При частоте вращени  генератора 2 ниже допустимой на выходах элементов И 22, 23 формируютс  низкие потенциалы, транзистор 20 и тиристор 16 закрыты, реле 17 находитс  в сработанном состо нии, пускатель 3 включен. При частоте вращени  генератора 2 выше допустимой на выходах элементов И 22, 23 формируютс  импульсы высокого потенциала, открываетс  транзистор 20, тиристор 16 включаетс , шунтиру  обмотку реле 17, которое выключаетс  и контактом 18 размыкаетс  цепь удержани  пускател  3. Последний выключаетс , электромашинный преобразователь отключаетс  от сети. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

ц.-оОрс;-..пне относитс  к электро- ..e п ji/...-днозначено дл  нсполь- ..H;. :. MH.Tct-uix релейной защиты и ,iiv/ o:.,aVHiUi.

Ц;:..ч., гчобуи гени  - повышение ста- 5iLi;i.;.;,ч;. м р-лОоты н расширение функ- циональн - х к озмо;«лостей путем допол- ннтелыюг:: ;,гзнтрол  исправности цепи во: Су:адснп т приводного двигател , по- Зииенпе чсрмостабильности и упрощение у.: ройстка..

iia фиг , : представлена схема уст- ром -: в;-, на фпгс2 - диаграммы, по-  снлк .1:иь - работу устройства.

Устройство дл  защиты от превышени  вращени  электромашин- ного .-сро.оО разовател  с приводным двигателе;; i iiocTO-чнного тока и выходным CHJi.- ронньг генератором 2, снабженного пускателем 3 с цепью защиты и регул тором 4 частоты вращени  при- водного двигател , включаемым последовательно обмотке 5 возбуждени  Ъри- ЕОДН-ТО агшгател  на напр жение источника G питани  посто нного тока, содержит понижающий трансформатор 7 с пегтшчной обмоткой 8 и вторичной обмоткой 9 с выводом средней точки, нась.- ающинс  трансформатор 10 с первичной обмоткой 1 и вторичной обмот

5 Q

кой 12 с выводом средней точки, LC- цепь 13 из последовательно соединенных дроссел  14 и конденсатора 15, тиристор 16 и исполнительное реле 17 с контактом 180 Первична  обмотка 8 понижающего трансформатора 7 снабжена выводами дл  подключени  ее на ИЫХОДНОР напр жение синхронного генератора 2, начальный вывод вторичной обмотки 9 понижающего трансформатора 7 через LC-цепь 13 соединен с начальным выводом первичной обмотки 11 насыщающегос  трансформатора 10, концевой вывод которой соединен с концевым выводом обмотки 9 понижающего трансформатора 7. Контакт 18 исполнительного реле 17 снабжен выводами дл  включени  его в цепь защиты пускател  3. В устройстве имеютс  стабилитрон 19, п-р-п-транзистор 20, первый резистор 2.1, первый 22 и второй 23 двухвходовые элементы И и двух- входовой элемент ИЛИ 24. Катод и анод стабилитрона 19 служат выводами дл  включени  его последовательно регул тору 4 частоты вращени  и обмотке 5 возбуждени  приводного двигател  1 встречно напр жению питающей сети посто нного тока. Катод стабилитрона 19 соединен с первым выводом обмотки исполнительного реле 17, анодом тиристора 16 и первым выводом первого резистора 21, второй вывод которого соединен с коллектором п-р-п-транэистора 20, эмиттером подключенного к управл ющему электроду тиристора 16., Анод стабилитрона 19 св зан с вторым выводом обмотки исполнительного реле 17, катодом тиристора 16 и средними выводами вторичных обмоток 9 и 12 понижающего 7 и насыщающегос  10 трансформаторов . Начальный вывод вторичной обмотки 9 понижающего тргшсформатора 7 соединен с первым входом первого элемента И 22, второй вход которого соединен с начальным выводом вторичной обмотки 12 насыщающегос  трансформатора 10. Концевой вывод вторично обмотки 9 понижающего трансформатора 7 соединен с лерным входом второго элемента И 23, второй вход которого соединен с концевым выводом вторичной обмотки 12 насьпцаюгцс гос  трансформатора 10. Выходы первого 22 и второго 23 элементов И соединены с входами элемента ИЛИ 24, выходом подключенного к базе n-p-n-транзисгора 20,

В устройстве, кроме того, имеютс  диод 25, второй 26 и третий 27 резисторы . Второй вывод обмотки исполнительного реле 17 и катод тиристора 16 соединены между собой и подключены к аноду стабилитрона 19 через анод-катод диода 25, выводы средних точек вторичных обмоток 9 и 12 понижающего 7 и насыщающегос  10 трансформаторов соединены с анодом стабилитрона 19 непосредственно, а эмиттер и база п-р-п-транзистора 20 соединены с анодом стабилитрона 19 соответственно через второй 26 и третий 27 резисторы ,

Первый 22 и второй 23 двухвходовые элементы И выполнены каждый на резисторе 28 и диоде 29, причем первый вывод резистора 28 соединен с первым входом элемента И, первый вывод диода 29 - с вторым входом элемента- И, а вторые выводы резистора 28 и диода 29

соединены между собой и служат выходом элемента И.

В электромашинном преобразователе синхронный генератор 2 имеет регул тор 30 стабилизации выходного напр жени  генератора, выходом подключенный к обмотке 31 возбуждени  генератора 2.

Приводной двигатель 1 имеет в  корной цепи вспомогательную обмотку 32

0

5

0

последовательного возбуждени  и обмотку 33 дополнительных полюсов„

Устройство работает следующим образом ,, ш i

При включении пускател  3 напр жение посто нного тока питающей сети 6 подаетс  в указанной на фиг„1 пол рности на параллельно соединенные цепь  кор  двигател  1 и цепь последовательно соединенных регул тора 4, обмотки 5 возбуждени  двигател  и стабилитрона 19. Начальное открытое состо ние регул тора 4 приводит к фор- сировке тока обмотки 5 возбуждени  приводного двигател , смещающего стабилитрон 21 в рабочем (обратном) направлении , что вызывает срабатывание исполнительного реле 17, обмотка которого через диод 25 подключена параллельно стабилитрону 19. Замыкание выходного контакта 18 реле 17 переводит пускатель 3 в режим Самопитание

5 например, путем шунтировани  пусковой кнопки пускател . Тиристор 16 и п-р-п- транзистор 20 при этом наход тс  в закрытом состо нии, так как на управл ющий электрод тиристора 16 и базу транзистора 20 через резисторы 26 и 27 подаетс  запирающее напр жение смещени  с выводов диода 25.

При дальнейшем нормальном развитии пуска электромашинного преобразовател  на выходе его синхронного генератора 2 по вл етс  напр жение переменного тока, величина и частота которого стабилизируютс  на номинальных уровн х действи  соответственно

0 регул тора 30 напр жени , нагруженного на обмотку 31 возбуждени  синхронного генератора 2, и регул тора 4 частоты вращени  приводного двигател  1, нагруженного на обмотку 5 воз5 буждени  дзигател  1. Устройство защиты при этом получает питание напр жением переменного тока номинальной частоты, подаваемым с выхода синхронного генератора 2 на первичную

Q обмотку 8 понижающего трансформатора 7, но при этом не срабатывает, так как собственна  резонансна  частота LC-цепи 13, состо щей из последовательно соединенных дроссел  14 и конденсатора 15, выбрана с некоторым запасом (обычно на 10%) большей, чем номинальна  величина выходного напр - -жени  переменного тока генератора 2„ В этом статическом установившемс  ре0

5

5

жиме работы, по сн емом левой частью временных графикой (фиг.2), синусоидальное напр жение на вторичной об10

отке 9 понижающего трансформатора (фиг02а), подводимое к LC-цепи 13, тстает по фазе от синусоидального тока (фиг,. 26), протекающего через C-цепь 13 по первичной обмотке 11 асыщающегос  трансформатора 10, на торичной обмотке 12 которого в моменты прохождени  тока LC-цепи 13 через нулевые значени  навод тс , как в ик-трансформаторе, короткие разно- пол рные импульсы напр жени  (фиго2в}, Ввиду временного несовпадени  интервалов положительных полуволн напр жени  вторичной обмотки-9 (фиГо2а)и моментов пс- влени  импульсов положительно; пол рности напр жени  вторич- п ной обмотки 12(фигс2б) два двухвхо- довых элемента И 22 и 23 имеют каждый на своем выходе сигнал низкого уровн  (фиг„2г), Диоды элемента ИЛИ 24 закрыты (фиг.2д), что приводит к запира-25 нию п-р-п-транзистора 20, коллекторное напр жение которого (фиг.2е ) совпадает с напр жением на обмотке включенной 1 исполнительного реле 7.

30

Устройство защиты срабатывает и

отключает реле 17 и пускатель 3 элек- тромашннного преобразовател , если частота вращени  приводного двигате- л  1 превышает номинальное значение, .. опасное по услови м механической прочности дл  вращающихс  частей  кор  двигател  1 и ротора синхронного генератора 2, что возникает, например

30 8

зистора 20 поступающие в цепь управл ющего электрода тиристора 16 импульсы тока эмиттера транзистора 20 отпирают тиристор 1Ь, который шунтирует обмотку реле 17 и снимает напр жение с коллекторной цепи транзистора 20 (фиг. Отключение с небольшой выдержкой времени реле 17, размыкающего выходной контакт 18 в цепи защиты пускател  3, приводит к выключению пускател  3 и отключению приводного двигател  1 от питающей сети 6 посто нного тока с

В предлагаемом устройстве защиты обеспечиваетс  повышенна  стабильность его работы Кроме того, устройство защиты имеет расширенные функциональные возможности, так как благодар  питанию его выходной цепи от стабилитрона 19, последовательно включенного в цепь возбуждени  двигател  1, обеспечиваетс  дополнительный контроль исправности цепи возбуждени , при этом пускатель 3 при неисправности или переполюсовке питающей сети отключаетс  уже на этапе пуска электромашинного преобразовател 

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1 „ Устройство дл  защиты от превышени  частоты вращени  электромашинного преобразовател  с приводным двигателем посто нного тока и выходным синхронным генератором, снабженного пускателем с цепью защиты и регул то

   при неисправности регул тора 4, чрез- 4Q POM частоты вращени  приводного двигател , включаемым последовательно обмотке возбуждени  приводного двигател  на напр жение питающей сети посто нного тока, содержащее понижающий трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой с выводом средней точки, насыщающийс  трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой с выводом средней точки, LC-пепь из последовательно соединенных дроссел  и конденсатора, тиристор и исполнительное реле с контактом , причем первична  обмотка понижающего трансформатора снабжена выводами дл  подключени  ее на выходное напр жение синхронного генератора, начальный вывод вторичной обмотки понижающего трансформатора через LC-цепь соединен с начальным выводом первичмерно уменьшающего ток в цепи обмотки 5 возбуждени  двигател  1. При этом (права  часть временных графиков , ) синусоидальное напр жение вторичной обмотки 9 понижающего тран- сформатора 7 (фиг.2а) опережает по фазе синусоидальный ток () LC- цепи 13, что приводит к временному совпадению интервалов положительных полуволн напр жени  обмотки 9 и моментов по влени  импульсов положительной пол рности выходной обмотки 12 насыщающегос  трансформатора 10 (фиг.2в),.а также к срабатыванию элементов И 22 и 23, передающих через элемент ИЛИ 24 выходные импульсы положительной пол рности (фиг.2г,д) в цепь базы п-р-п-транзистора 20, В результате импульсного отпирани  тран

   POM частоты вращени  приводного двига

   тел , включаемым последовательно обмотке возбуждени  приводного двигател  на напр жение питающей сети посто нного тока, содержащее понижающий трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой с выводом средней точки, насыщающийс  трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой с выводом средней точки, LC-пепь из последовательно соединенных дроссел  и конденсатора, тиристор и исполнительное реле с контактом , причем первична  обмотка понижающего трансформатора снабжена выводами дл  подключени  ее на выходное напр жение синхронного генератора, начальный вывод вторичной обмотки понижающего трансформатора через LC-цепь соединен с начальным выводом первичной обмотки насыщающегос  трансформатора , концевой вывод которой соединен с концевым выводом вторичной обмотки понижающего трансформатора, а контакт исполнительного реле снабжен выводами дл  включени  его в цепь защиты пускател , отличающеес  тем, что, с целью повышени  стабильности работы и расширени  функ циональньк возможностей пут°мвпрпол- нительного контрол  исправности цепи возбуждени  приводного двигател , в устройство введены стабилитрон, n-p-n-транзистор, первый резистор, . первый и второй двухвходовые элементы И и двухвходовой элемент ИЛИ, причем катод и анод стабилитрона служат выводами дл  включени  его последовательно регул тору частоты вращени  и обмотке возбуждени  приводного двигател  встречно напр жению питающей сети посто нного чока, катод стабилитрона соединен с первым выводом обмотки исполнительного реле, анодом тирис- тора и первым выводом первого резистора , второй вывод которого соединен с коллектором n-p-n-транзистора, эмиттером подключенного к управл ющему электроду тиристора, анод ,стабилит- рона св зан с вторым выводом обмотки исполнительного реле, катодом тиристора и средними выводами вторичных обмоток понижающего и насыщающегос  трансформаторов, начальный вывод вторичной обмотки понижающего трансформатора соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с начальным выводом вторич

   ,Q jr л 5 0

   5

   ной обмотки насыщающегос  трансформатора , концевой вывод вторичной об-л мотки понижающего трансформатора соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с концевым выводом вторичной обмотки насыщающегос  трансформатора, а выходы первого и второго элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выходом подключенного к базе п-р-п-тран- зистора

   20 Устройство по п01, отличающеес  тем, что, с целью повышени  термостабильности, в него введены диод, второй и третий резисторы, причем второй вывод обмотки исполнительного реле и катод тиристора соединены между собой и подключены к аноду стабилитрона через анод - катод диода, выводы средних точек вторичных обмоток понижающего и насыщающегос  трансформаторов соединены с анодом стабилитрона непосредственно, а эмиттер и база п-р-ц-транзистора соединены с анодом стаб шитрона соответственно через второй и третий резисторы о I

   3,, Устройство по По I, о т л и ч а- ю щ е е с   тем, что, с целью упрощени  , двухвходовой элемент И выполнен на резисторе и диоде, причем первый вывод резистора соединен с первым входом элемента И, первый вывод диода - с вторым входом элемента И, а вторые выводы резистора и диода соединены между собой и служат выходом элемента И,

   а