SU1638784A1

SU1638784A1 - Induction multi-motor drive with automatic control and protection for breakdown conditions

Info

Publication number: SU1638784A1
Application number: SU894717467A
Authority: SU
Inventors: Виктор Яковлевич Жарков; Евгений Георгиевич Плотников; Иван Иванович Шокарев; Владимир Григорьевич Гладун
Original assignee: Мелитопольский Институт Механизации Сельского Хозяйства; Серогозский Межколхозный Комбикормовый Завод
Priority date: 1989-02-06
Filing date: 1989-02-06
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к устройствам автоматики и релейной защиты. Цель изобретени - увеличение надежности. Цель достигаетс введением в устройство RS-триггеров 13 - 16, функционально соединенных двоично-дес тичного счетчика 17 и дешифратора 13, двух эл-тов И 19,20. Провод цепи управлени через замыкающие кнопки 22,23 управлени подключен соответственно к входам первого RS-тригге- ра 13, пр мой выход которого подключен к первому входу эл-га И 9« К второму входу эл-та И 19 прогод подключен через последОБателънс соединенные размыкающий контакт 24 релз и эл-т 25 задержки. Выход первого эл-та И подключен к первому входу второго эл-та И 20 через инвертор 26. 2 ил. S8The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for automation and relay protection. The purpose of the invention is to increase reliability. The goal is achieved by introducing into the device RS-flip-flops 13 - 16, functionally connected a binary-decimal counter 17 and a decoder 13, two elements And 19.20. The control circuit wire through the closing buttons 22,23 of the control is connected respectively to the inputs of the first RS-flip-flop 13, the direct output of which is connected to the first input of the elec- trine AND 9 "The second terminal of the elec- tric terminal And 19 is connected to the second terminal of the disconnecting contact 24 rels and el 25 delays. The output of the first El-And connected to the first input of the second El-And 20 through the inverter 26. 2 Il. S8

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам автоматики и релейной защиты и может быть использовано дл автоматического управлени пуском трехфазных электродвигателей технологических линий и их защиты при опрокидывании.The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for automation and relay protection, and can be used to automatically control the start-up of three-phase electric motors of production lines and their protection when overturning.

Цель изобретени - увеличение надежности электропривода.The purpose of the invention is to increase the reliability of the drive.

На фиг.1 представлена принципиальна силова схема электропривода; на фиг.2 - принципиальна схема автоматического управлени электроприводом и его защиты.Figure 1 shows the principle power circuit of the electric drive; Fig. 2 is a schematic diagram of the automatic control of the electric drive and its protection.

Устройство содержит п асинхронных электродвигателей 1-3, разделенных на три равные по числу электродвигателей группы, три коммутационных аппарата 4-6, полюса которых одними выводами подключены к фазам ста- торных обмоток асинхронных электродвигателей 1 - 3 соответственно,магнитный сумматор 7 с трем первичными обмотками 8 - 10,одни выводы которых предназначены дл подключе- ни к разноименным дл каждой группы электродвигателей фазам источника питани , другие выводы первичных обмоток 8-10 магнитного сумматора 7 подключены к другим выводам полюсов коммутационных аппаратов 4 - 6 в разноименных дл каждой группы электродвигателей фазах статорной обмотки, другие выводы остальных полюсов коммутационных аппаратов 4-6 предназначены дл подключени к соответствующим фазам источника питани реле,катушка 11 которого подключена к вторичной обмотке 12 магнитного сумматора 7, RS-триггеры 13-16 (по количеству на один больше защищаемых электродвигателей ) t функционально соединенные двоично-дес тичный счетчик 17 и дешифратор 18, два элемента И 19 и 20, провод цепи 21 управлени через замыкающие кнопки 22 и 23 управлени подключен соответственно к S- и R-входам первого RS-триггера 13, пр мой выход которого подключен к первому входу элемента И 19, к второму входу первого элемента И 19 провод цепи управлени подключен через последовательно соединенные размыкающий контакт 24 реле и элемент 25 задержки , выход первого элемента И 19 подключен к счетному входу двоично- дес тичного счетчика 17 непосредственно , а к первому входу второго элемента И 20 - через инвертор 26, первый выход 27 дешифратора 18 свободен, а выходы 28 - 30 подключены к S-входам соответствующих RS-триггеров 14-16, выходы которых подключены к , ключам 32 - 34 управлени коммутационными аппаратами 4-6, выход 31 дешифратора 18 подключен к второму вхоДУ второго элемента И 20, R-входы RS-триггеров 13 - 16 и R-вход двоично-дес тичного счетчика 17 объединены и подключены к выходу второго элемента И 20, причем провод цепиThe device contains n asynchronous electric motors 1-3, divided into three equal groups of electric motors, three switching devices 4-6, the poles of which are connected to the phases of the stationary windings of asynchronous electric motors 1 to 3, respectively, the magnetic adder 7 with three primary windings 8-10, some of the terminals of which are intended to be connected to the phases of the power source opposite for each group of electric motors, the other terminals of the primary windings 8-10 of the magnetic adder 7 are connected to other terminals the poles of switching devices 4-6 in the phases of the stator winding opposite for each motor group, the other terminals of the remaining poles of switching devices 4-6 are connected to the corresponding phases of the power supply of the relay, the coil 11 of which is connected to the secondary winding 12 of the magnetic adder 7, RS-triggers 13-16 (in terms of one more of the protected electric motors) t functionally connected binary-decimal counter 17 and decoder 18, two elements And 19 and 20, the wire of the control circuit 21 through the closing e control buttons 22 and 23 are connected respectively to the S and R inputs of the first RS flip-flop 13, the direct output of which is connected to the first input of the AND 19 element, to the second input of the first And 19 element of the control circuit wire connected through serially connected break contact 24 the relay and the delay element 25, the output of the first element And 19 is connected to the counting input of the binary decimal counter 17 directly, and to the first input of the second element And 20 through an inverter 26, the first output 27 of the decoder 18 is free, and the outputs 28-30 are connected to S-inputs according RS-16 flip-flops 14-16, the outputs of which are connected to the keys 32 - 34 control switching devices 4-6, the output 31 of the decoder 18 is connected to the second input of the second element And 20, R-inputs RS-triggers 13 - 16 and R-input binary-decimal counter 17 combined and connected to the output of the second element And 20, and the wire circuit

21 управлени через дифференцирующую цепочку 35 подключен также к R-входу двоично-дес тичного счетчика 17,21 control through the differentiating chain 35 is also connected to the R-input of the binary-decimal counter 17,

Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.

0 При подаче напр жени питани на провод цепи 21 управлени дифференцирующа цепочка 35 формирует импульс сброса, устанавлива двоично- дес тичный счетчик 17 в нулевое сос5 то ние, при этом на выходе 27 дешифратора 18 устанавливаетс уровень 1. Одновременно уровень 1 через размыкающий контакт 24 реле и элемент 25 задержки,служащий дл устра0 нени дребезга контакта,подаетс на второй вход вход первого элемента И 19. При последующем нажатии на кнопку 22 Пуск уровень 1 подаетс на S- вход RS-триггера 13,триггер переключаетс , на его пр мом выходе по вл етс уровень 1,который поступает на первый вход первого элемента И 19. В результате на выходе первого элемента И 19 по вQ л етс уровень 1, что приводит к по влению на счетном вхо- де двоично-дес тичного счетчика 17 счетного импульса. Уровень 1 перемещаетс на выход 28 дешиф5 ратора 18. Это приводит к переключению RS-триггера 14, по влению на его пр мом выходе уровн 1 и открыванию ключа 32 управлени коммутационным аппаратом 4. Коммутационный0 When the supply voltage is applied to the wire of the control circuit 21, the differentiation circuit 35 generates a reset pulse, sets the binary-decimal counter 17 to zero, and the level 1 is outputted at the output 27 of the decoder 18. Simultaneously, the level 1 via the break contact 24 of the relay and a delay element 25 serving to clear the contact bounce is supplied to the second input of the input of the first element AND 19. When the button 22 is pressed then the Start button, level 1 is fed to the S input of the RS flip-flop 13, the trigger switches to its direct output ow Level 1, which arrives at the first input of the first element AND 19. As a result, at the output of the first element And 19, level 1 appears, resulting in a counting pulse at the binary-decimal counter 17 at the counting input. Level 1 is moved to the output 28 of the cipher 18. This leads to the switching of the RS-flip-flop 14, the appearance at its forward output level 1 and the opening of the key 32 of the control switching device 4. Switching

-Q аппарат 4 срабатывает и подключает электродвигатель I к сети. При включении электродвигатель 1 потребл ет пусковой ток в 5-7 раз больше номинального , который, протека по пер„- вичной обмотке 8 сумматора 7,создает в магнитопроводе магнитный поток. В результате во вторичной обмотке 12 по вл етс ЭДС и реле срабатывает, его контакт 24 размыкаетс , на втором входе первого элемента И 19 по вл етс уровень О, По мере разгона электродвигател 1 ток в первичной обмотке 8, а следовательно, и во вторичной обмотке 12 уменьшаетс и реле возвращает свой контакт 24 в исходное состо ние. При этом на втором входе первого элемента И 19 оп ть по вл етс уровень 1, что приводит к по влению на его выходе, а следовательно , и на счетном входе двоично-дес тичного счетчика 17 счетного импульса. Уровень 1 перемещаетс на вывод 29 дешифратора 18.Это приводит к переключению RS-тригге- ра 15, по влению на его пр мом выходе уровн 1 и открыванию ключа 33 управлени коммутационным аппаратом 5. Коммутационный аппарат 5 срабатывает и подключает электродвигатель 2 к сети. При включении электродвигател 2 по обмотке 9 протекает пусковой ток, в результате чего резко увеличиваетс суммарный магнитный поток в магнитопроводе, индуктиру ЭДС во вторичной обмотке 12,срабатывает реле и его контакт 24 размыкаетс ,на втором входе первого элемента И 9 по вл етс уровень О. По мере разгона электродвигател 2 ток в пер- внчной обмотке 9 уменьшаетс . По обмоткам 8 и 9 сумматора 7 протекают токи разных фаз по величине меньше номинальных, сдвинутые на угол5близ- кий к 120°. Так как обмотки 8 и 9 выполнены с равным числом ампер-витков, то в магнитопроводе возникает магнитный поток небаланса по величине-Q device 4 is activated and connects the motor I to the network. When turned on, the electric motor 1 consumes the starting current 5–7 times the rated current, which, flowing through the primary winding 8 of the adder 7, creates a magnetic flux in the magnetic core. As a result, an EMF appears in the secondary winding 12 and the relay trips, its contact 24 opens, the O level appears at the second input of the first element AND 19. As the motor 1 accelerates, the current in the primary winding 8 and, consequently, in the secondary winding 12 decreases and the relay returns its contact 24 to its original state. In this case, a level 1 appears at the second input of the first element And 19, which results in the appearance at its output, and consequently, at the counting input of the binary-decimal counter 17 of the counting pulse. Level 1 is moved to pin 29 of the decoder 18. This leads to switching the RS-flip-flop 15, appearing at its forward output level 1 and opening the key 33 controlling the switching device 5. Switching apparatus 5 is activated and connects the electric motor 2 to the network. When the motor 2 is turned on, a starting current flows through the winding 9, as a result of which the total magnetic flux in the magnetic circuit increases dramatically, the EMF is induced in the secondary winding 12, the relay is activated and its contact 24 opens, level O appears at the second input of the first element I 9. As the motor 2 accelerates, the current in the forward winding 9 decreases. The windings 8 and 9 of the adder 7 flow currents of different phases in magnitude less than the nominal, shifted by an angle of 5 to 120 °. Since the windings 8 and 9 are made with an equal number of ampere turns, the unbalance magnetic flux appears in the magnetic core

меньше магнитного потока, возникающего при номинальном токе, ЭДС во вторичной обмотке 12 уменьшаетс и реле возвращает свой контакт 24 в исходное состо ние. При этом на втором входе первого элемента И 19 оп ть по вл етс уровень 1, что приводит к по влению на его выходе, а следовательно , и на счетном входе двоично- дес тичного счетчика 17 счетного импульса . Уровень 1 перемещаетс на выход 30 дешифратора 18. Это приводит к переключению RS-триггера 16,по влению на его пр мом выходе уровн 1 и открыванию ключа 34 управлени коммутационным аппаратом 6. Коммутационный аппарат 6 срабатывает и подключает электродвигатель 3 к сети. При включении электродвигател 3 поless magnetic flux arising at the rated current, the EMF in the secondary winding 12 decreases and the relay returns its contact 24 to the initial state. In this case, a level 1 appears at the second input of the first element And 19, which results in the appearance at its output, and consequently, at the counting input of the binary-decimal counter 17 of the counting pulse. Level 1 is moved to output 30 of the decoder 18. This causes the RS flip-flop 16 to switch, the level 1 appears at its forward output and open the switching control key 34. The switching device 6 is activated and connects the electric motor 3 to the network. When you turn on the motor 3

обмотке 10 протекает пусковой ток,winding 10 flows starting current,

00

в результате чего суммарный магнитный поток в магнитопроводе резко увеличиваетс , индуктиру ЭДС, во вторичной обмотке 12, срабатывает реле и его контакт 24 размыкаетс . После разгона электродвигател 3 в первичных обмотках 8-10 протекают токи холостого хода, сдвинутые на угол 120 . Так как обмотки 8-10, принадлежащие трем разным фазам, выполнены с равным числом ампер-витков, то магнитный поток в магнитопроводе равен нулю и ЭДС во вторичной обмотке 12as a result, the total magnetic flux in the magnetic circuit increases sharply, inducing an emf, in the secondary winding 12, the relay is activated and its contact 24 is opened. After acceleration of the motor 3 in the primary windings 8-10, no-load currents are displaced by an angle of 120. Since 8-10, belonging to three different phases, are made with an equal number of ampere turns, the magnetic flux in the magnetic circuit is zero and the EMF in the secondary winding is 12

5 отсутствует. По мере загрузки электродвигателей 1 - 3 измен ютс токи в обмотках 8 - 10 и магнитный поток небаланса. При неодинаковой загрузке электродвигателей или при количестве их, не кратном трем, в кольцевом магнитопроводе создаетс магнитный поток небаланса, вызванный несимметрией магнитных потоков, создаваемых в первичных обмотках сумматора 7.Ве5 личина магнитного потока небаланса5 is missing. As the electric motors load 1-3, the currents in the windings 8-10 and the unbalance magnetic flux change. When unequal loading of electric motors or when their number is not a multiple of three, an unbalance magnetic flux is created in the annular magnetic circuit, caused by the asymmetry of magnetic fluxes generated in the primary windings of the adder 7. Be5 the magnitude of the unbalance magnetic flux

всегда меньше магнитного потока,по- . вл ющегос при опрокидывании одного из электродвигателей. Если количество электродвигателей больше трех ,always less magnetic flux. tipping over one of the electric motors. If the number of electric motors is more than three,

0 необходимо их запуск производить в такой последовательности, чтобы поочередно оживл лись первичные обмотки сумматора 7, принадлежащие разным фазам.0, they must be started up in such a sequence that the primary windings of the adder 7, belonging to different phases, will be revived in turn.

После запуска и разгона всех электродвигателей реле возвращает свой контакт 24 в исходное состо ние. При йтом на втором входе первого элемента И 19 оп ть по вл етс уровень 1, что приводит к по влению на его выходе, а следовательно, и на счетном входе двоично-дес тичного счетчика 17 счетного импульса. Уровень перемещаетс на выход 3 дешифратора 18. Схема готова к защите.After starting and accelerating all the electric motors, the relay returns its contact 24 to the initial state. When the second input of the first element I 19 is entered, level 1 appears again, which leads to the appearance at its output, and consequently, on the counting input of the binary-decimal counter 17 of the counting pulse. The level moves to output 3 of the decoder 18. The circuit is ready for protection.

При опрокидывании одного из электродвигателей , например электродвигател 2, по первичной обмотке 9 протекает пусковой ток, в магнитопроводе возникает магнитный поток, значительно больший потока небаланса,во вторичной обмотке 12 по вл етс ЭДС,реле срабатывает и размыкает свой контакт 24. На втором входе первого элемента И 19, а следовательно, и на его де по вл етс -уровень О,When one of the electric motors, for example, electric motor 2, overturns, a starting current flows through the primary winding 9, a magnetic flux occurs in the magnetic circuit, a much greater unbalance flow, an EMF appears in the secondary winding 12 and opens its contact 24. At the second input of the first of the element And 19, and consequently, on its de-level O appears,

В результате на первом и втором входах второго элемента И 20 присутствуют уровни 1. По вление уровн As a result, at the first and second inputs of the second element And 20 there are levels 1. The appearance of a level

5five

00

5five

00

5five

1 на выходе второго элемента И 20 вызывает переключение RS-триггера 13-16 и обнуление двоично-дес тичного счетчика 17, в результате чего на пр мых выходах RS-триггеров 13-16 по вл етс уровень О, ключи 32 - 34 управлени коммутационными аппаратами 4-6 закрываютс и электродвигатели 1 - 3 отключаютс . Схема готова к следующему пуску.1 at the output of the second element AND 20 causes switching of the RS flip-flop 13-16 and zeroing of the binary-decimal counter 17, as a result of which on the direct outputs of the RS flip-flops 13-16 there is an O level, keys 32 - 34 of switching devices control 4-6 are closed and the motors 1 through 3 are shut off. The circuit is ready for the next launch.

Электропривод может быть изготовлен на базе микросхем серии К 176. В качестве ключей могут быть использованы тиристорные оптроны, в качестве коммутационных аппаратов-тиристор- ные пускатели.The electric drive can be manufactured on the basis of K 176 microcircuits. As the keys, thyristor optocouplers can be used, and thyristor starters can be used as switching devices.

Таким образом, снижение числа коммутационных контактов, работающих в часто повтор ющихс режимах и требующих регул рного технического обслуживани , а также построение схемы защиты и управлени предлагаемым электроприводом повышают его надежность по сравнению с известным.Thus, the reduction in the number of switching contacts operating in frequently repeated modes and requiring regular maintenance, as well as the construction of the protection and control circuit of the proposed electric drive, increase its reliability in comparison with the known one.

Claims

Invention Formula

Multi-motor asynchronous electric drive with automatic control and tipping protection, containing n asynchronous electric motors divided into three groups of electric motors equal in number, three switching devices, the poles of which are connected to the phases of the stator windings of asynchronous electric motors of their groups, the magnetic adder with three primary windings, some of the outputs of which are intended to be connected to the phases of the power source different for each group of electric motors, others The outputs of the primary windings of the magnetic adder are connected to other outputs.

0

five

0 5 0 5

the poles of switching devices in the phases of the stator winding opposite for each electric motor group, the other terminals of the other poles of switching devices are designed to connect to the corresponding phases of the power source, a relay whose coil is connected to the secondary winding of the magnetic adder, characterized in that RS-triggers are introduced in it by the number of one more protected electric motors, functionally connected binary-decimal counter and decoder, two elec An I, control circuit wire through the closing control buttons is connected respectively to the S and R inputs of the first RS trigger, the direct output of which is connected to the first input of the first I element, to the second input of the first element I, and the control circuit wire is connected through series-connected disconnecting the relay contact and the delay element, the output of the first element I are connected to the counting input of the binary-decimal counter directly, and to the first input of the second element I through an inverter, each of the n outputs of the decoder, starting with second, connected to the S-inputs of the corresponding n RS-flip-flops, the outputs of which are connected to the control keys of their switching devices, (n – H) -th output of the decoder is connected to the second input of the second element I, the R-inputs of all RS-flip-flops and The R-input of the binary-decimal counter is combined and connected to the output of the second element AND, while the wire / control circuit is connected through the differentiating chain to the R-input of the binary-decimal counter.

G5 1

And in C

ISI

9g.1