SU1683119A1 - Устройство дл защиты асинхронного электропривода от аварийных режимов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты от коротких замыканий, а также дугового замыкани , дл  защиты асинхронных электродвигателей от опрокидывани , перегруза, зат нувшегос  или несосто вшегос  пуска, в частности дл  защиты асинхронного электропривода шахтных машин и механизмов от аварийных токов. Цель изобретени  - упрощение, расширение области применени  путем обеспечени  защиты при зат нувшемс  пуске и перегрузке. Эта цель достигаетс  тем, что устройство содержит датчики 1 и 2 тока с нагрузочными резисторами , включенные в фазы сети и подключенные выходами к входу выпр мител  3. Выход его нагружен соединенными параллельно первыми конденсатором 4 и потенциометром 5. Средний вывод потенциометра 5 соединен с первым входом элемента 6 сравнени , соединенного выходом с входом исполнительного элемента 7 защиты . 4 ил. (Л с

Description

7/J- гзг Фиг.1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты от коротких замыканий, а также дугового замыкани , дл  защиты асинхронных электродвигателей от опрокидывани , перегру- за, зат нувшегос  или несосто вшегос  пуска, в частности дл  защиты асинхронного электропривода шахтных машин и механизмов от аварийных токов.

Цель изобретени  - упрощение, расши- рение области применени  путем обеспечени  защиты при зат нувшемс  пуске и перегрузке.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы изменени  установки при работе устройства с датчиком скорости, без датчика скорости , при зат нувшемс  пуске электродвигател  соответственно.

Устройство содержит датчики 1 и 2 то- ка, включенные в разные фазы трехфазной сети и подключенные выходами к выходу трехфазного мостового выпр мител  3, при этом первые выводы датчиков соединены между собой. Выход выпр мите- л  3 нагружен соединенными параллельно первыми конденсаторами 4 и потенциометром 5. Средний вывод первого потенциометра 5 подключен к первому входу элемента 6 сравнени , выход которого сое- динен с входом исполнительного элемента 7 защиты. Устройство содержит источник 8 питани , соединенный выходом с входом блока 9 управлени  защиты. Положительный вывод источника 8 питани  соединен с замыкающей частью переключающего контакта 10 промежуточного реле. Отрицательный вывод источника питани   вл етс  общим выводом 11 устройства и подключен к вторым выводам второго конденсатора 12 и второго потенциометра 13; а также к общим анодам диодов мостового выпр мител  3. Между первым выходом второго резистора 14 и общей точкой второго входа элемента 6 сравнени  и размыкающей ча- стью переключающего контакта 10 включен первый дополнительный конденсатор 15,а между вторым выводом резистора 14 и первым выводом второго потенциометра 13 присоединен анод первого диода 16. Катод первого диода 16 подключен к первым выводам включенных параллельно второго конденсатора 12 и первого резистора 17.

К среднему выводу второго потенциометра 13 подключен выход ключевого эле- мента 18, а его вход  вл етс  выходом блока 9 управлени  защиты. Второй вывод датчика 19 скорости соединен через второй диод 20 с первым входом третьего элемента 21 сравнени  блока 9 управлени  защиты и

через интегратор 22 и контакт переключател  23 с первым входом элемента 24 сравнени  блока 9 устройства защиты. Первый вывод датчика 19 скорости соединен с общим выводом 11 устройства защиты. Выходы обоих элементов 21 и 24 защиты через логический элемент ИЛИ 25 подключен к выходу блока 9 управлени  защиты. При этом логический элемент ИЛИ самоблокирован первым дополнительным замыкающим контактом 26 промежуточного реле. Вторые входы элементов 21 и 24 сравнени  подключены к средним выводам третьего и четвертого потенциометров 27 и 28 соответственно , первые выводы которых подключены к положительному выводу источника 8 питани  устройства защиты, а вторые к общему выводу 11 устройства защиты. К положительному выводу источника 8 питани  устройства защиты последовательно подключены дополнительные резистор 29 и диод 30, катод которого присоединен к катоду второго диода 20. Между вторым выводом дополнительного резистора 29 и анодом дополнительного диода 30 включен первый вывод второго дополнительного конденсатора 31. Его второй вывод подключен к общему выводу 11 устройства защиты. Между общим выводом i 1 устройства защиты и катодом дополнительного диода 30 включен второй дополнительный размыкающий контакт 32 промежуточного реле.

Устройство работает следующим образом .

При замыкании размыкающего вывода переключающего контакта 10 конденсаторы 15 и 12 мгновенно зар жаютс  до величин, пропорциональных падени м напр жений на плечах делител , собранного на резисторе 13 и потенциометре 14, Поскольку устройство включаетс  одновременно с включением защищаемого электропривода, то при состо вшемс  пуске датчик 19 скорости формирует импульсы, амплитуда и частота которых пропорциональна частоте вращени  ротора электродвигател  защищаемого привода. Эти импульсы подаютс  на анод диода 20 и на вход интегрирующей цепи 22 (в качестве интегрирующей цепи 22 может служить цепь, состо ща  из соединенных последовательно резистора и конденсатора , при этом параллельно конденсатору подсоединен ключевой транзистор , база которого  вл етс  входом интегрирующей цепи). Положительные полуволны выходного напр жени  датчика 19 скорости сбрасывают интегрирующую цепь 22. В результате на ее выходе формируютс  пилообразные импульсы U22, которые сравниваютс  элементом сравнени  24 с напр жением U28, снимаемым с потенциометром 28. При вращении ротора двигател  величина импульсов U22 не достигает напр жени  U28, поскольку амплитуда их обратно пропорциональна частоте вращени  ротора. В результате на входе элемента 24 сравнени  установлен О.

Положительные полуволны выходных напр жений датчика скорости (U20) с катода диода 20 подаютс  на первый вход элемента 21 сравнени , где сравниваетс  с напр жением U27, снимаемым с потенциометром 27. Величина напр жени  U27 устанавливаетс  соответствующей такой скорости привода, начина  с которой пусковой ток двигател  (при пуске) начинает интенсивно снижатьс  до величины номинального тока. При достижении импульсами U20 величины напр жени  U27 на выходе элемента 21 сравнени  устанавливаетс  1. 1 устанавливаетс  также на выходе логического элемента ИЛИ,который самоблокируетс  через замкнувшийс  контакт 26. Выходное напр жение логического элемента ИЛИ 25 включает ключевой элемент 18. При этом ключ 18 шунтирует часть потенциометра 13 (между средним и вторым его выводами). В результате конденсатор 12 начинает разр жатьс  через резистор 17 до величины падени  напр жени  на потенциометре 13 (между первым и средним его выводами).

Интенсивность разр да конденсатора 12 определ етс  сопротивлением резистора 17 и не зависит от сопротивлени  потенциометра 13, поскольку конденсатор 12 подключен к нему через диод 16, напр жение , снимаемое на конденсаторе 12 (U12), совместно с напр жением на потенциометре 13 формируют уставку срабатывани  защиты . При этом на начальной стадии пуска привода в зоне пусковых токов уставка формируетс  напр жением на конденсаторе 12, равным падению напр жени  на потенциометре 13. С по влением сигнала на выходе блока 9 управлени  установка формируетс  напр жением на конденсаторе 12. При этом она экспоненциально снижаетс  до величины падени  напр жени  на незашунтиро- ванной части потенциометра 13 (фиг. 2, нижний уровень установки).

Предлагаемое устройство позвол ет изменить уставку защиты в соответствии с изменением тока исправного электродвигател  привода. Напр жение U5, снимаемое с потенциометром 5, пропорционально реальному току двигател  (привода). Оно сравниваетс  с уставкой Оуст посредством элемента 6 сравнени . При отсутствии аварийной ситуации установка Куст выше напр жени  U5 и защита не срабатывает. Закон изменени  уставки, реализуемый предлагаемым устройством, позвол ет поддерживать примерно одинаковое превышение напр жени  иуст над напр жением U5 в течение всего времени работы привода.

При возникновении замыкани  в защищаемой сети электропривода напр жение

0 U5 превышает уставку. На выходе элемента сравнени  6 устанавливаетс  1, что приводит к срабатыванию исполнительного элемента 7 защиты.

При перегрузке работающего асих5 ронного двигател  привода его ток возрастает , а частота вращени  (амплитуда напр жени , снимаемого с датчика 19 скорости ) падает. Но это не приведет к исчезновению 1 на выходе блока 9 управлени 

0 защиты, поскольку он самоблокирован. Поэтому уставка защиты (Куст) остаетс  на нижнем уровне. Повышение тока двигател  выше этого уровн  уставки приводит к срабатыванию защиты.

5 В случае несосто вшегос  пуска при включении двигател  импульсы на выходе датчика скорости привода не формируютс . Интегрирующа  цепь 22 при этом не сбрасываетс  и формирует возрастающее

0 во времени U22, которое, достигнув значени  напр жени  U28, приводит к срабатыванию элемента 24 сравнени . Его выходное напр жение через элемент ИЛИ 25 включает ключевой элемент 18, чем изме5 н ют установку защиты до нижнего уровн , соответствующего номинальному рабочему току электродвигател . Поскольку электродвигатель при этом обтекаетс  повышенными (пусковыми) токами, понижение уставки

0 приводит к срабатыванию защиты.

При использовании устройства в системе электропривода без датчика скорости на первый вход элемента 21 срабатывани  21 подаетс  напр жение с конденсатора 31,

5 который зар жаетс  через резистор 29 и сравниваетс  с напр жением U27. При превышении напр жением U31 напр жени  U27 элемент 21 сравнени  выдает команду на снижение уставки, При этом в инвертирующую

0 цепь 22 включаетс  переключатель 23, который

отключает первый вход элемента 24 сравнени 

от интегратора 22. После снижени  уставки

устройства работает аналогичным образом.

Предлагаемое устройство позвол ет за5 щитить электропривод от зат нувшегос  пуска . Это достигаетс  следующим образом. . Параметры врем задающей цепочки, собранной на резисторе 29 и конденсаторе 31, выбираетс  так, чтобы команда на снижение уставки подавалась через врем , необходимое исправному электродвигателю дл  разгона . В случае же зат нувшегос  пуска двигатель за это врем  не успевает разогнатьс  и продолжает обтекатьс  пусковыми токами . Следовательно, пусковой ток больше тока уставки, что приводит к срабатыванию защиты,

Положительный эффект предлагаемого устройства в сравнении с известным заключаетс  в упрощении, расширении области применени  устройства, а также в возможности работы устройства без датчика скорости , защите электродвигател  привода от зат нувшегос  пуска. Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает требуемую частоту включени  шахтных коммутационных аппаратов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты асинхронного электропривода от аварийных режимов, содержащее датчики тока питающей сети с нагрузочными резисторами, включенными параллельно их вторичным обмс-гкам и подключенными выходами к входу выпр мител , к выходу которого подключены соединенные параллельно первый конденсатор и потенциометр, его средний вывод соединен с первым входом элемента сравнени , соединенного выходом с входом исполнительного элемента защиты, второй вход элемента сравнени  соединен с общей точкой второго конденсатора, первого резистора и первого диода, анод которого при соединен между первыми выводами второго резистора и второго потенциометра , второй вывод потенциометра соединен с вторыми выводами второго конденсатора и первого резистора и присоединен к общему выводу устройства, между средним выводом второго потенциометра и общим выводом присоединен ключевой элемент, вход которого соединен с выходом блока управлени , который содержит второй и третий элементы сравнени , первый вход последнего присоединен к катоду второго диода, их вторые входы соединены со

   средними выводами третьего и четвертого потенциометров, а выходы присоединены к входам логического элемента ИЛИ, при этом первые выводы третьего и четвертого

   потенциометров присоединены к положительному выводу источника питани , а вторые - к общему выводу устройства, анод второго диода объединен в одну точку с входом интегратора и присоединен к выходу

   датчика скорости, вход которого соединен с общим выводом устройства м выпр мител , выходом блока управлени   вл етс  выход логического элемента ИЛ И, о т л и ч а ю щ е- е с   тем, что, с целью упрощени , расширени  области применени  путем обеспечени  защиты при зат нувшемс  пуске и перегрузке, в него дополнительно введены два конденсаторы, резистор, диод, три контакта промежуточного реле коммутационного аппарата и переключатель, при этом первый вывод первого дополнительного конденсатора соединен с вторым выводом второ- го резистора и общим выводом переключающего контакта, второй вывод первого

   дополнительного конденсатора объединен в одну точку с размыкающим переключающего контакта и вторым входом элемента сравнени , замыкающий вывод указанного переключающего контакта присоединен к

   положительному выводу источника питани , первый замыкающий контакт присоединен между выходом блока управлени  и третьим входом логического элемента ИЛИ, второй размыкающий контакт присоединен

   между общим выводом устройства и первым входом третьего элемента сравнени , к которому присоединен катод дополнительного диода, соединенного анодом с первыми выводами дополнительного резистора и

   второго дополнительного конденсатора, вторые выводы которых присоединены к положительному выводу источника питани  и общему выводу устройства соответственно, контакт переключател  включен между выходом интегратора и первым входом второго элемента сравнени .

   Фиг.2

   UK

   Фиг.З