Устройство для защиты электродвигателя переменного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее трансформатор тока, вьтрямитель, квадратор, тепловой ана лл:::3 х, лог, исполнительный элемент, отличающееся тем, чщ с целью повышения надежности и точности, в него дополнительно введены два трансформатора тока, а квааратор состоит из последовательно соединенных преобразователя напР51жение - частота, формирователя импульсов , токовоххэ ключа и диода, а также из преобразователя напряжение - ток, вход вход которого соединен с входом преобразователя напряжение - частота, а выходс выходом токового ключа, причем теп-. ловой аналог состоит из трех последовйгтельно соединенных резисторов и трех конденсаторов, причем первый конденсатор включен параллельно всем трем резисто- § рам, второй - параллельно второму и (Л третьему резисторам, а третий конденсатор включен параллельно третьему ре- . зистору. СО О СО О

„„Я0„„1030907

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 02 Н 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (2l) 3337114/24-07, (22) 17 ° 09.81 (46) 23.07.83, Бюл, № 27 (72) О. И. Хомутов, В. В. Усов и Н. Н. Жабин (71) Алтайский политехнический институт им. И. И. Ползунова лог, исполнительный элемент, о т л ич а ю щ е е с я тем, чтс с целью повышения надежности и точности, в него дополнительно введены два трансформатора тока, а кваиратор состоит из последовательно соединенных преобразователя напряжение - частота, формирователя импульсов, токового ключа и диода, а также из преобразователя напряжение — ток, вход вход которого соединен с входом преобразователя напряжение - частота, а выходс выходом токового ключа, причем теп ловой аналог состоит из трех последовательно соединенных резисторов и трех конденсаторов, причем первый конденсатор включен параллельно всем трем резисто- е рам, второй - параллельно второму и третьему резисторам, а третий конценсатор включен параллельно третьему резистору. (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Чернобровов Н. В. Релейная защита, М., Энергия", 1971, с. 568-572.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 233052, кл. Н 02 Н 7/08, 1967. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА, содержащее трансформатор тока, выпрямитель, квадратор, тепловой анас

II

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1О30, Изобретение относится к электротехпике, в IRGTHocTH к устройствам релейной зац иты, и может быть использовано для защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки.

Известно устройство для зашиты электродвигателя переменного тока от перегрузки, содержащее датчики тока,, токовые реле, реле времени и исполнительный орган (1 ), 30

Данное устройство имеет недостаточное быстродействие йри значительных перегрузках, а также не позволяет полностью реализовать перегрузочные с особности электродвигателя. 15

Наиболее близким к изобретению яв- ляется устройство для зашиты электродвигателя переменного тока от перегрузки, содержащее датчик тока, выпрямитель, квадратор, выполненный на стабили- 0 тронах, тепловой аналог, содержащий контур из линейных и нелинейных сопротивлений и конденсатора, и исполнительный орган. Снимаемое с теплового аналога напряжение, пропорциональное температуре обмоток электродвигателя, подается на исполнительный орган.

Устройство позволяет более точно реализовать перегрузочные способности электродвигателя 2 j,, Однако испопьзуемый в известном .устройстве принцип получения зависимости времени срабатывация устройства защиты от величины перегрузки, а также применение в тепловом аналоге конденсаторов большой емкости (более 100 мкф) 5 не позволяет иметь характеристики защиты, полностью соответствующие пе. регрузочным характеристикам электродвигателя, особенно при переменном графике нагрузки, что не обеспечивает

40 необходимой надежности и точности устройства для защиты.

Применение трансформатора тока, включенного только в одну фазу, делает устройство зашиты нечувствительным к несимметричным режимам работы электр родвигателя.

Белью изобретения является повышение надежности и точности устройства для зашиты электродвигателя переменного

T0KG»

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты электродвигателя переменного тока, содержащее трансформатор тока, выпрямитель, квад- 55 ратор, тепловой аналог и исполнительный элемент, дополнительно введены два трансформатора тока, а квадратор сос)07 ъ тоит и.-з последовательно соединенных преобразователя напряжение - частота, формиров 1теля импульсов, токового ключа и диода, а также из преобра.зовцтеля напряжение — ток, вход которого соединен с входом преобразователя напряжение — частота, а выход — с выходом токового ключа, причем тепловой аналог состоит из трех последовательно соединенных резисторов и трех конденсаторов, причем первый конденсатор включен параллельно всем трем резисторам, второй - параллельно второму и третьему резисторам, а третий конденсатор включен параллельно третьему рез истору.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства для зашиты электродвигате-ля переменного тока; на фиг. 2 - схема теплового аналога.

Устройство для защиты (фиг.1) содержит трансформаторы 1-3 тока, выпрямитель 4, преобразователь 5 напряжение — частота, формиоователь 6 импульсов, токовой ключ 7, преобразователь 8 напряжение — ток, диод 9, тепловой аналог 10 и исполнительный элемент 11.

Тепловой аналог (фиг.2) выполнен на резисторах 12 — 14 и конденсаторах 15 - 17.

Устройство для зашиты электродвигателя переменного тока работает следую щим образом.

С трансформаторов 1-3 тока напряжение, пропорциональное току электродви-гателя, подается на выпрямитель 4, Выпрямленное напряжение управляет частотой колебаний преобразователя 5 напряжение — частота, Из этих колебаний формирователь 6 импульсов формирует короткие импульсы, имеющие постоянную величину длительности, которые далее поступают на токовый ключ 7, закрывающийся на время цействия импульса.

Напряжение с выхода выпрямителя 4 годается также и на преобразователь 8 напряжение - ток, на выходе которого ток пропорционален току электроцвига- теля.

Выходной ток преобразователя 8 напряжение — ток идет на токовый ключ 7, когда последний открыт. При закрывании токового ключа 7 ток поступает через диод 9 на тепловой аналог 10 и заряжает конденсаторы теплового аналога.

Диод 9 служит для того, чтобы конденсаторы теплового аналога не разряжались на токовый ключ 7, когда о» открыт. (»1()7 юг.2

Составитель А. Бондаренко

Техред O. Hene Корректор М. Демчик

Редактор В. Данко

Заказ 5228/54 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 l (> 3

Таким образом, на тепловой аналог 10 поступают импульсы тока, частота и амплитуда которых изменяется пропорционально току электродвигателя. Среднее значение тока, поступаюшего на тепловой аналог 10, пропорционально кваарату тока электродвигателя. С теплового аналога 10 напряжение, пропорциональное температуре обмоток статора электродвигателя, подается иа исполнительный элемент 11. При превышении этим напряжением определенной величины исполнительный элемент 11 выключает электродвигатель.

Сушность предложенного теплового аналога (фиг.2) заключается в том, что при условном разделении электродвигателя на три части — обмотку статора, ста тор и корпус, конденсаторы 15 17 теплового аналога моделируют соответственно теплоемкости этих частей, Резисторы 12 и 13 моделируют тепловую связь межау обмоткой статора, статором и корпусом, а резистор 14 — тепловую связь между корпусом электродвигателя и окружаюшей средой. Если на тепловой аналог подавать ток, величина которого пропорциональна квадрату тока электродвигателя, .то напряжение на конденсаторах пропорционально температуре тех частей электродвигателя, теплоемкость которых эти конденсаторы моделируют. Предложенный тепловой

«налог моделирует Hp. только накопление, цо и распределение тепла в электродвигателе, что позволяет более точно подлерживат1 пропорциональность между температурой обмоток статора и напряжением на тепловом аналоге при любом графике нагрузки электродвигателя в любой момент времени.

Квадратор с предложенной структурой

>р позволяет генерировать ток, величина которого может быть менее 10 "А, что позволяет в тепловом аналоге использовать стабильные и малогабаритные конденсаторы емкостью порядка 10 мкф и при этом получать стабильные выдержки времени при срабатывании зашиты более одного часа.

Дополнительное введение в усчройстso для зашиты двух трансформаторов тока позволяет повысить его чувствительность к несимметричным режимам работы электродвигателя.

Предлагаемое устройство для защиты р по сравнению с известными имеет ряд пре имущэ ств: высокую надежность, быстродействие, стабильность характеристик. Дополнительным достоинством предлагаемого устройства является его компактность, возможность установки в магнитном пускателе на месте теплового рапе без каких-либо дополнительных монтажных работ.