SU744838A1 - Устройство дл защиты трехфазного электродвигател от вращени в обратном направлении - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе там, где требуется точное соблюдение направления вращения трехфазного двигателя, напри- 5 мер определенное направление вращения асинхронного двигателя пакета дисков или барабанов накопителей на магнитных дисках или барабанах,так как в них плавающий элемент магнит- 10 ной головки сориентирован только на определенное направление вращения магнитоносителя.

Известно, что направление вращения трехфаэного электродвигателя (5 определяется последовательностью подключения фаз трехфазной сети переменного тока. Различают при этом прямую и обратную последовательность фаз, а с ней и прямое и обратное на- 20 правление вращения трехфазного электродвигателя. Устройства для определения последовательности чередования фаз (а с ней и направления вращения двигателя) в электротехнике 25 известны еще как фильтры напряжения обратной последовательности.

Известно устройство для защиты электродвигателя в случае случайного изменения направления вращения, кото-зо рое содержит датчики (трансформаторы тока) с выпрямителями, схему выдержки времени, пороговый элемент, стабилизирующий элемент и транзисторный усилитель с исполнительным реле [1] . Работа устройства основана на резком увеличении тока через обмотку двигателя при случайном изменении направления вращения его.

Недостатки устройства - значительные габариты из-за наличия трансформаторов тока, размеры которых растут с увеличением мощности двигателя, значительная мощность потребления и необходимость блокировки защиты при пуске электродвигателя, так как сигнал на выходе трансформатора зависит от тока в цепи обмотки двигателя.

Известно устройство для блокировки обратного хода синхронного микродвигателя, в котором используются стопорные шарики и элемент в виде профилирующей поверхности с блокирующими выступами для стопорных шариков [2J .

Недостатком устройства является возможность применения его только для маломощных электромашин из-за трудности обеспечения необходимой механической прочности для более мощных электромашин. Кроме того, более мощные электромашины не могут находиться длительно в заторможенном состоянии из-за перегрева обмоток. Устройство имеет низкую надежность.

Известно также устройство, содержащее фильтр напряжения обратной повледовательности, подключенный к фазам питающей сети с исполнительным элементом на выходе |3] .

Однако работоспособность устройства зависит от колебаний частоты питающей сети (изменяется величина реактивного сопротивления и происходит нарушение заданных соотношений между активными и реактивными сопротивлениями) , от перекоса напряжений фаз, от неточности подбора сопротивлений плеч (особенно реактивного), от изменения величин сопротивлений при климатических воздействиях, что и приводит к появлению значительной величины напряжения небаланса. Кроме того, устройство имеет значительные габариты.

Наиболее близкшл к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее элемент, чувствительный к сдвигу фаз питающего напряжения с исполнительным элементом на его выходе. Фазочувствительный элемент выполнен на тиристорах [ 4 ] .

Однако данное устройство имеет большие габариты и потребление и обладает недостаточной надежностью.

Цель изобретения - устранение зависимости устройства защиты от колебания частоты питающей сети, перекоса фаз, уменьшения габаритов, потребляемой мощности и в итоге существенное повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для Защиты трехфазного электродвигателя от вращения в обратном направлении, содержащем фазочувствительный элемент, подключенный входами к фазам сети, и исполнительный элемент, подключенный к его выходу, фазочувствительный элемент выполнен в виде; трех преобразователей синусоидального сигнала в серию прямоугольных импульсов, соединенных попарно с соответствующими ‘входами трех логических элементов И, при этом выход первого логического элемента И соединен с первым входом триггера, выход второго элемента И соединен со вторым входом триггера, а выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй.вход которого подключен к выходу триггера.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов устройства при прямой последовательнос ти чередования фаз, на фиг. 3 - то же, при обратной последовательности.

Устройство содержит подключенные своими входами 1, 2 и 3 к соответствующим фазам питающей сети три преобразователя 4, 5 и б синусоидального сигнала фаз сети в серию прямоугольных импульсов, логические элементы И 7, 8 и 9, триггер 10, логический элемент И 11, исполнительный элемент 12. На входы 1, 2 и 3 преобразователей 4, 5 и 6 поступают синусоидальные напряжения фаз в определенной последовательности.

Устройство работает следующим образом.

На вход 1 поступает напряжение фазы А, на вход 2 - напряжение фазы В, на вход 3 - напряжение фазы С. С выходов преобразователей 4, 5 и 6 сигналов выдаются серии импульсов соотвественно U₄ , U₅, U_fe длительностью импульсов 1/2 Т и периодом повторения Т. Серии импульсов U₄, U₅, поступают попарно на соответствующие входы логических элементов И 7, 8 и 9. На входы логического элемента И 7 поступают серии импульсов с выходов преобразователей 4 и 5, на входы элемента И 8 - серии импульсов с выходов преобразователей 5 и 6 и на входы элемента И 9 с выходов преобразователей 6 и 4 сигналов. С выходов логических элементов И 7, 8 и 9 выдаются серии импульсов соответственно U₇, U_g, U_g длительностью 1/β Т, следующих друг за другом и смещенных относительно друг друга на 1/6 Т. При этом серия импульсов с выхода логического элемента И 7 взводит триггер 10 в положение 1, серия импульсов с выхода элемента И 8 сбрасывает триггер 10 в положение ^;'0. С единичного выхода триггера 10 выдается серия импуль сов U_j0 длительностью 1/3 Т. Серия 'импульсов Що с выхода' триггера 10 и . серия импульсов Ugс выхода логического элемента И 9 поступают на входы логического элемента 11. Как видно на временной диаграмме эти серии импульсов приходят на логический элемент И 11 в разное время, в результате чего на выходе элемента И 11 серия импульсов отсутствует, исполнительный элемент 12 не срабатывает и тем самым разрешается вращение электродвигателя в прямом направлении .

На фиг. 3 представлены временные диаграммы работы элементов устройства при подаче на входы 1, 2 и 3 напряжений фаз А, В и С сети в обратной последовательности. Работа элементов 4, 5, 6, 7, 8 и 9 происходит аналогично описанному выше. Отличие заключается в нарушении очередности следования серий импульсов на выходе элементов И 7, 8 и 9. Здесь серии импульсов следуют в такой последовательности: серия импульсов U₇ , серия импульсов Ug и серия импульсов Ug. Серия импульсов с выхода логического элемента И 7 взводит триггер 10 в положение 1. Серия импульсов Ug с выхода логического элемента И 9 поступают на вход элемента И 11, на втором входе которого в этот момент с выхода триггера 10 поступает 1. Последним приходит импульс серии υθ на сброс триггера 10. И так цикл работы повторяется. В результате на выходе элемента И 11 выдается серия импульсов , которая вызывает срабатывание исполнительного элемента, запрещая вращение электродвигателя в обратном направлении. В качестве исполнительного элемента может быть использован триггер.

Суммарные габариты элементов данного устройства намного меньше ;габаритов известного.

Мощность потребления также существенно меньше.

Работоспособность устройства не зависит от колебаний частоты сети, 0*г перекоса напряжений фаз сети. .

Claims (4)

1. мощньох электромашин. Кроме того, более мощные электромашины не могут находитьс  длительно в заторможенном состо нии из-за перегрева обмоток . Устройство имеет низкую надежность . .Известно также устройство, содер жащее фильтр напр жени  обратной повледовательности, подключенный к фазам питающей сети с исполнительным элементом на выходе Гз . Однако работоспособность устройс ва зависит от колебаний частоты пит щей сети (измен етс  величина реактивного сопротивлени  и происходит нарушение заданных соотношений межд активными и реактивными сопротивлени ми ), от перекоса напр жений фаз, о(г неточности подбора сопротивлений плеч (особенно реактивного), от изм Н0НИЯ величин сопротивлений при кли матических воздействи х, что и приводит к по влению значительной вели чины напр жени  небаланса. Кроме того, устройство имеет значительные габариты, Наиболее близки 1 к изобретению п технической сущности  вл етс  устррйство , содержащее элемент, чувствительный к сдвигу фаз питающего напр жени  с исполнительным элементом на его выходе, Фазочувствительный элемент выполнен на тиристорах 4 j, Однако данное устройство имеет большие габариты и потребление и обладает недостаточной надежностью. Цель изобретени  - устранение зависимости устройства защиты от колебани  частоты питающей сети, перекоса фаз, уменьшени  габаритов, потребл емой мощности и в итоге существенное повышение надежности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  Защиты трехфазного электродвигател  от вращени  в обратном направлении, содержащем фазочувствительный элемент,, подключенный входами к фазам сети, и исполнительный элемент, подключенный к его выходу, фазочувствительный элемент выполнен в видев трех преобразователей синусоидального сигнала в серию пр моугольных импульсов, соединенных попарно с со ветствующими -входами трех логически элементов И, при этом выход первого логического элемента И соедине с первым входом триггера, выход вто рого элемента И соединен со вторым входом триггера, а выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй.вход которого подключен к выходу триггера. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов устройства при пр мой последовательное гти чередовани  фаз, на фиг. 3 - то же, при образиной последовательности. Устройство содержит подключенные своими входами 1, 2 и 3 к соответствующим фазам питающей сети три преобразовател  4, 5 и б синусоидал,ного сигнала фаз сети в серию пр моугольных импульсов, логические элементы И 7, 8 и 9, триггер 10, логический элемент И 11, исполнительный элемент 12. На входы 1, 2 и 3 преобразователей 4, 5 и 6 поступают синусоидальные напр жени  фаз в определенной последовательности. Устройство работает следующим образом. На вход 1 поступает напр жение фазы А, на вход 2 - напр жение фазы В, на Бход 3 - напр жение.фазы С. С выходов преобразователей 4, 5 и б сигналов выдаютс  серии импульсов соотвественно Щ , U, U длительностью импульсов 1/2 Т и периодом повторени  Т. Серии импульсов U , Ug, U поступают попарно на соответствующие входы логических элементов И 7, 8 и 9. На входы логического элемента И 7 поступают серии импульсов с выходов преобразователей 4 и 5, на входы элемента И 8 - серии импульсов с выходов преобразователей 5 и 6 и на входы элемента И 9 с выходов преобразователей 6 и 1 сигналов. С выходов логических элементов И 7, 8 и 9 выдаютс  серии импульсов соответственно U-,, Ug, Ug длительностью 1/6 Т, следующих друг за другом и смещенных относительно друг друга на 1/6 Т. При этом сери  импульсов с выхода логического элемента И 7 взводит триггер 10 в положение 1, сери  импульсов с выхода элемента И 8 сбрасывает триггер 10 в положение О. С единичного выхода триггера 10 вьщаетс  сери  импуль .сов и,р длительностью 1/3 Т. Сери  импульсов с выхода триггера 10 и . сери  импульсов Ugс выхода логического элемента И 9 поступают на входы логического элемента 11. Как видно на временной диаграмме эти серии импульсов приход т на логический элемент И 11 в разное врем , в результате чего на выходе элемента И 11 сери  импульсов отсутствует, исполнительный элемент 12 не срабатывает и тем самым разрешаетс  Bpajaeние электродвигател  в пр мом направлении . На фиг. 3 представлены временные диаграммы работы элементов устройства при подаче на входы 1, 2 и 3 напр жений фаз А, В и С сети в обратной последовательности. Работа элементов 4, 5, 6, 7, 8и9 происходит аналогично описанному выше. Отличие заключаетс  в нарушении очередности следовани  серий импульсов на выходе элементов И 7, 8 и 9. Здесь серии импульсов следуют в такой последовательности: сери  импульсов U, , сери  импульсов Ug и сери  импульсов Ug. Сери  импульсов Uij с выхода логического элемента И 7 взводи триггер 10 в положение 1. Сери  импульсов Ug с выхода логического элемента И -9 поступают на вход эле мента И 11, на втором входе которо го в этот момент с выхода триггера поступает 1, Последним приходит импульс серии Ug на сброс триггера 10. И так цикл работы повтор етс . В результате на выходе элемента И 11 выдаетс  сери  импульсов U, , к тора  вызывает срабатывание исполнительного элемента, запреща  вращение электродвигател  в обратном направлении. В качестве исполнител ного элемента может быть использован триггер. Суммарные габариты элементов данного устройства намного меньше (габаритов известного. Мощность потреблени  также суще ственно меньше. Работоспособность устройства не зависит от колебаний частоты сети, перекоса напр жений фаз сети. . Формула изобретени  Устройство дл  защиты трехфазно го электродвигател  от вращени  в обратном направлении, содержащее фазочувствительный элемент, подключенный входами к фазам сети, и исполнительный элемент, подключенный к его выходу, отличающеес  тем, что, с целью повьлиени  надежности , уменьшени  габаритов и потреблени , фазочувствительный элемент выполнен в виде трех преобразователей синусоидального сигнала в серию пр моугольных импульсов, соединенных попарно с соответствующими входами трех логических элементов И, при этом выход первого логического элемента И соединен с первым входом триггера,.выход второго элемента И соединен со вторым входом триггера, а выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. За вка Франции 1 2266344, кл. Н 02 Н 7/97, 1975.
2. 2. За вка ФРГ 2124012, кл. Н 02 « 7/97, 1973.
3. 3.Чернобровов Н. Ф. Фильтр напр жени  обратной последовательности. Релейна  защита. М., Энерги , 1971. с. 169-172.
4. 4. Авторское свидетельство СССР № 579675, кл. Н 02 Н 7/09, 1976.

   Г-i

   n-

   Г1

   I-YVfo

   t

   n

   n

   П «

   n

   n

   WV

   /Л / A .A AV / V/ V/

   /Л уЛ /Л /Л

   V/ W VT V

   I-1 I- I-1 I-

   .

   n

   n

   n

   n n

   n

   n

   n

   n

   ri