SU1728919A1

SU1728919A1 - Устройство дл защиты электродвигател от перегрузки

Info

Publication number: SU1728919A1
Application number: SU884644351A
Authority: SU
Inventors: Герман Геннадьевич Трофимов; Гульсун Абибуллаевна Абсадыкова; Виктор Владимирович Мазовер; Игорь Яковлевич Фишер; Александр Михайлович Кац
Original assignee: Алма-Атинский Энергетический Институт
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1992-04-23

Abstract

Изобретение относитс к-электротехни- ке, а именно к защите электродвигателей от Т перегрузки как при синусоидальном, так и несинусоидальном напр жении питани . Целью изобретени вл етс повышение надежности защиты электродвигател Чза счет учета вли ни дополнительных потерь активной мощности, обусловленных несинусоидальностью напр жени питающей сети. Устройство дл защиты электродвигател от перегрузки состоит из трансформатора датчика тока 1, фильтров основной 2 и высших 3,4 гармоник, квадратирующих блоков 5-7, умножителей 8, 9, суммирующего блока 10, блока 11 сравнени ,блока 12 выдержки времени, исполнительного органа 13. Оценка перегрузки электродвигател осуществл етс по суммарным потер м активной мощности от высших гармоник, протекающих в обмотке электродвигател 2 ил. (Л

Description

ю со ю

ю

Фие.1

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к защите электродвигателей от перегрузки как при синусоидальном, так и несинусоидальном напр жении питани .

Целью изобретени вл етс повышение надежности защиты электродвигател путем учета вли ни дополнительных потерь активной мощности, обусловленных несинусоидальностыо напр жени питающей сети.

На фиг. 1 приведена функциональна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - частотна характеристика активного сопротивлени электродвигател .

Устройство содержит трансформатор (датчик) 1 тока, к вторичной обмотке которого подключены фильтр 2 основной гармоники и фильтры 3, 4 высших гармоник. К фильтрам 2-4 присоединены квадратирую- щие блоки 5 - 7. К выходам квадратирующих блоков 6, 7 подключены умножители 8, 9. Выходы умножителей 8, 9 подключены к суммирующему блоку 10, к одному из входов которого подключен выход квадратиру- ющего блока 5, К выходу суммирующего блока 10 последовательно подключены блок 11 сравнени , блок 12 выдержки времени и исполнительный орган 13, св занный с коммутационным аппаратом 14.

Устройство работает следующим образом . При синусоидальном напр жении питани в фильтрах 3,. 4 высших гармоник ток отсутствует. Защита двигател от перегрузки обеспечиваетс при помощи фильтра 2 основной гармоники, квадратирующего блока 5, суммирующего блока 10, блока 11 сравнени , блок 12 выдержки времени, исполнительного органа 13.

При наличии несинусоидальности в токе двигател по вл ютс дополнительные потери активной мощности в его обмотках, что приводит к повышению температуры сверх предельного значени , преждевременному старению изол ции, и, как следствие , к сокращению срока службы.

В качестве критери оценки перегрузки используетс величина суммарных потерь активной мощности от высших гармоник, протекающих в обмотке электродвигател . Наличие в сети несинусоидального напр жени обусловливает протекание спектра тока высших гармоник по обмоткам электродвигател . Следовательно, суммарные потери , определ емые всеми гармониками тока, должны рассчитыватьс по формуле

Д% J APv-Jj Iv -Rv Ri5 lv-kRv.

где п - количество гармоник;

v- номер гармоники;

RI - активное сопротивление двигател на частоте 50 Гц;

IV-TOK гармоники в цепи двигател ;

RV- активное сопротивление двигател на v-й гармонике;

, -R

KRV -

0

5

0

5

Ri

коэффициент увеличени

активного сопротивлени двигател на частоте v-й гармоники по отношению к сопротивлению тока двигател на частоте первой гармоники.

Как видно из графика на фиг. 2, величина активного сопротивлени двигател возрастает с увеличением номера гармоники. Это возрастание KRV на повышенных частотах объ сн етс про влением поверхност- 0 ного эффекта и эффекта близости, Анализ выражени (1) и графика на фиг. 2 показывает , что перегрев обмоток может возникнуть и в том случае, когда действующее значение тока не превышает номинального. В то же врем , при использовании дл оценки перегрузки такого критери , как величина тока в двигателе, невозможно получить однозначной зависимости между значением величины тока и температурой нагрева, так как протекание в обмотках двигател токов высших гармоник, одинаковых по величине, но различных по частоте, вызывает неодинаковые потери от высших гармоник, а следовательно , и разные температуры их нагрева.

Из вышеизложенного следует, что оценка- перегрузки двигател должна осуществ- ществл тьс по критерию суммарных потерь активной мощности от высших гармоник, протекающих в обмотке электро- двигател . Этот принцип реализован в предлагаемом устройстве, причем устройство реагирует как на отдельные гармоники тока возникающие в обмотках электродвигателей из-за несинусоидальной формы маг ,. нитной индукции в воздушном зазоре, так и на гармоники тока, протекающие в электродвигателе за счет несинусоидальности питающего напр жени сети. Дл определени количества гармоник п, подлежащих учету,

можно воспользоватьс общеприн тым в электротехнике 5%-ным уровнем значимости результата, согласно которому необходимо учитывать все те гармоники, неучет которых приводит к погрешности определе5 ни дополнительных потерь активной мощности в электродвигателе, равной 5%. С этой целью предлагаетс использовать следующее выражение:

2

v

k RV 0,0075 tf Ri

В предлагаемом устройстве фильтры 3. 4 высших гармоник, количество которых равно п, настраиваютс на частоты гармоник , удовлетвор ющих условию (2), Таким образом, фильтры 3, А обеспечивают анализ кривой то,ка на наличие несинусоидальности . Квадратирующие блоки б, 7 и умножи- тели 8, 9 обеспечивают преобразование зарегистрированных величин амплитудных значений токов высших гармоник в величину , пропорциональную дополнительным потер м активной мощности, обусловленных несинусоидальностью, В суммирующем блоке 10 происходит суммирование сигналов , поступающих из умножителей 8, 9 и квадратирующего блока 5. В результате этр го на выходе суммирующего блока 10 пол- учают сигнал, пропорциональный суммарным фактическим потер м активной мощности двигател , при наличии несинусоидальности . В блоке 11 этот сигнал сравниваетс с уставкой, пропорциональной номинальным потер м активной мощности в двигателе.

В случае превышени фактических потерь активной мощности над номинальным значением блок 11 сравнени срабатывает и сигнал с выдержкой времени, задаваемой блоком 12, поступает на вход исполнительного органа 13, который подает импульс на сигнал или на отключение в зависимости от услови работы двигател и технологического процесса.

5 ю 15 20 25

30 35 Применение предлагаемого устройство позвол ет обеспечить защиту двигател or перегрузки, обусловленную наличием несинусоидальности в питающем напр жении, что исключает преждевременный выход из стро и повышает надежность двигател .

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты электродвигател от перегрузки, содержащее датчик тока, соединенный с входом фильтра основной гармоники, фильтры высших гармоник по числу выбранных дл учета гармоник, входы которых объединены, блок выдержки времени , выход которого соединен с исполнительным органом, отличающеес тем, .что, с целью повышени надежности защиты электродвигател путем учета вли ни дополнительных потерь активной мощности, обусловленных несинусоидальностью напр жени питающей сети, в устройство введены суммирующий блок, блок сравнени , цепочки из последовательно соединенных квадратирующих блоков и умножителей, входы указанных цепочек соединены с выходами фильтров высших гармоник, а выходы - с соответствующими входами суммирующего блока, к одному из входов которого подсоединен выход квадратирующего блока, введенного в цепь фильтра основной гармоники, выход суммирующего блока соединен с входом блока сравнени , выход блока сравнени - с входом блока выдержки времени, а выход датчика тока соединен с объединенными входами фильтров высших гармоник.