Устройство для максимальной токовой защиты электропривода постоянного тока

 

Изобретение относится к области электротехники релейной защиты электроустановки и.может быть использовано для защиты и автоматической бесконтактной остановки электропривода постоянного тока при увеличении тока, ие допуская роста тока выше критического значения. Цель изобретения - повьш1ени1е надежности отключения аварий

COOS СОЕЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) А1 (sg 4 Н 02 Н 3/98 7/085

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ н

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ц

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ° Ф

У (21) 3752461/24-07 (22) 12.06.84 (46) 23.09.86. Бюл. В 35 (71),Коммунарский горно-метаплургический институт (72) А.М.Гривко (53) 621.3.-!6.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ,У 964835, кл. Н 02 Н 3/08, 1982, Авторское свидетельство СССР У 1026223, кл. Н 02 Н 3/08, Н 02 Н

7/085, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТО"

КОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области электротехники релейной защиты элей" . троустановки н монет быть использовано для защиты и автоматической бесконтактной остановки электропривода постоянного тока при увеличении тока, .не допуская роста тока вьиве критического значения. Цель изобретения - повьаненне надежности отключения аварий"

1259 ного тока. Устройство содержит датчик 1 тока якоря двигателя 2, датчик

3 производной тока якоря, Датчики 1 и 3 присоединены к шунту 27 и трансформатору 28 тока. Датчик 16 напряжения питания двигателя подключен к шинам преобразователя 25, Сумматоры

4-6 предназначены для определения отклонения заданных значений тока, производной тока и времени срабатывания аппаратуры. Блок 11 деления реализует вычисление времени, в течение которого ток достигает предельного значения уставки. Повьппение надежности отключения аварийного тока достигается

391 введением задатчика 12 максимального значения производной тока якоря и задатчика 13 времени срабатывания коммутационной аппаратуры, блока 7 задания уставки значения предельного то.— ка, блока 11 деления величины тока на его производную, пороговых элемен тов 9 и 10, элемента ИЛИ 14. Блок 7 задания уставки значения предельного тока содержит два формирователя 30 и

31 сигналов знака производной тока якоря, инвертор 32, два коммутатора

33 и 34 и задатчик 29 максимально допустимого тока якоря двигателя, l з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, касается защиты электрических машин и приборов от аварий, в том числе в автоматизированном электроприводе постоянного тока, и предназначено для автоматической бесконтактной остановки электропривода при возникновении аварийного роста тока, не допуская его до критического значения.

Цель изобретения — повышение надежности отключения аварийного тока, На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока якоря двигателя 2, датчик 3 производной тока якоря, сумматоры 4-6, блок

7 задания уставки значения предельного тока якоря, пороговые элементы 810, блок 11 деления, задатчик 12 максимального значения производной тока якоря, задатчик 13 времени срабатывания коммутационной аппаратуры, логический элемент ИЛИ 14, логический элеиент И-НЕ 15, датчик 16 напряжения питания двигателя, датчик 17 напряжения задания системы управления приводом, триггер 18, усилители 19 и

20, задающий командоаппарат 21, промежуточный усилитель 22, задатчик 23 интенсивности, систему 24 управления преобразователем 25 электрической энергии, коммутационный элемент 26 силовой цепи, шунт 27 якорной цепи, трансфлрматор 28 тока, задатчик 29 максимально допустимого тока якоря двигателя, формирователи 30 и 31 сигналов знака производной тока якорной цепи, инвертор 32, коммутатоS ры 33 и 34 и блок 35.бесконтактного воздействия на систему управления электроприводом.

Датчик 1 тока якоря подсоединен к шунту 27 якорной цепи двигателя 2, который питается от преобразователя

25 электрической энергии, соединенный входом с системой 24 управления преобразователем.

Датчик 3 производной тока якоря присоединен, например, к ненасыщенно-. му трансформатору 28 постоянного тока, включенному последовательно с шунтом 27, коммутационным элементом

26 и якорем электродвигателя 2 к пре20 обраэователю 25, Сумматоры 4-6 предназначены для определения отклонения заданных значений тока, производной тока и времени срабатывания аппаратуры с факти25 ческими данными, Сумматор 4 соединен входами с датчиком 3 производной тока якоря и задатчиком 12 максимального значения производной тока якоря, Сумматор 5 присоединен входами к датЗО чику 1 тока якоря и блоку 7 задания установки предельного тока якоря.

Сумматор 6 соединен входами с выходом блока ll деления и задатчиком 13 времени срабатывания коммутационной

35 аппаратуры. Два входа блока 11 деления присоединены соответственно к выВ сумматоре 5 происходит сравнение уставки предельного тока якоря с фактическим током якоря и, если он не превышает величины, заданной пороговым элементом 10, на вход логического элемента ИЛИ 14 сигнал не поступает что не вызывает изменение сосз 1259 ходу датчика 3 производной тока якоря и к выходу сумматора 5.

Блок деления реализует вычисление времени й, в течение которого ток достигает предельной установки при до- 5 пустимой скорости изменения тска

t = („,а — „) у, dI где I > †. максимальное допустимое значение тока, задаваемое 10 датчиком 29;

:Х вЂ” фактическое значение тока, измеряемое датчиком 1;

И

dt — — фактическое значение произ15 водной тока, измеряемое датчиком 3.

Выходы всех сумматоров 4-6 присоединены через пороговые элементы 9 и

10 логическим элементом ИЛИ 14, 20

Датчик 16 напряжения питания двигателя 2 присоединен к шинам преобразователя 25. Датчик 17 напряжения задания системы управления приводои подключен своим входом к выходу зада25 ющего командоаппарата 21. Выходы датчиков 16 и 17 напряжения через логический элемент И-НЕ 15 подсоединены к второму входу триггера !8, первый вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ 14. в

К,выходам триггера 18 подключены два усилителя 19 и 20 узла 35 бесконтактного воздействия на систему управления электроприводом. Усилители

19 и 20 подсоединены к фазоинверсным выходам триггера 18. Усилитель 19 постоянного тока подсоединен своим входом к тому выходу триггера 18, транзистор которого при нормальной работе привода ненасыщен (закрыт), а выход 40 этого усилителя 19 подсоединен к цепи ограничения промежуточного усилителя 22, установленного в канале задания системы управления электропривода до задатчика 23 интенсивности, 4»

Второй усилитель 20 постоянного тока подсоединен своим входом к второму гыходу триггера 18, транзистор которого при нормальной работе насыщен (открыт), а выход этого усилителя подсоединен к цепи смещения задатчика 23 интенсивности в канале задания системы управления электроприводом, выход которого подключен к системе

24 управления преобразователем 29 55 электрической энергии, Командоаппнрат 21 присоединен к одному из входов промежуточного уси391 ф лнтеля 22,, выход которого подключен к одному из входон задатчика 23 интенсивности.

Блок 7 задания уставки предельного тока якоря состоит из двух формирователей 30 и 31 сигналов знака производной тока якорной цепи, входы которых соединены с выходом датчика 3 производной тока якоря, а выходы — с управляющими входаии- коммутационных элементов 33 и 34, информационные входы которых подключены к задатчику

29 максииально допустимого тока якоря двигателя к первому непосредственно, а к второму — через инвертор 32.

Выходы коммутационных элементов 33 и

34 объединены и подсоединены к входу сумматора 5.

Устройство работает следующим образом.

В нормальных условиях работы электродвигателя 2 на вход сумматора 5. подается сигнал с датчика 1 тока, который пропорционален току якорной це1 пи, и с блока 7 задания; который пропорционален установке предельного тока .якоря. При этом знак установки предельного тока якоря определяется знаком изменения тока, т. е, знакои производной тока, измеряемой датчиком 3 производной тока якоря, который определяется с помощью формирователей 30 и 31 сигналов знака производной и является управляющим входом коммутационных элементов 33 и

34. С помощью этих элементов на вход сумматора 5 из задатчика 29 максимально допустимого .тока якоря двигателя подаются сигналы, пропорциональные допустимому току с определенным знаком: положительный — при подаче сигнала непосредственно от задатчика

29, максимальный — при подаче сигнала непосредственно от задатчика 29 максимально допустимого тока и отрицательный - при подаче сигнала от задатчика 29 через инвертор 32. Таким образом на вход второго сумматора 5 подается при росте тока положительное значение уставки предельного тока, а при спадании — отрицательное, 5939! Ь

l0

В сумматоре 5 производится сравнение времени роста тока до срабатывания аппаратуры защиты и, если оно меньше времени, заданного задатчиком

13 времени срабатьЬания коммутационной аппаратуры, то пороговый элемент

9 формирует сигнал, воздействующий на отключение привода. через логический элемент ИЛИ. Этим обеспечивается упреждение срабатывания защиты при значениях тока, близких к предельным, а также при предельной скорости изменения тока якорной цепи, Таким .образом, при увеличении скорости нарастания тока выше предельной, превышении значения тока максимально допустимой величины и при значении времени изменения тока в допус5 12 тояния триггера 18 и соответственно узла 35 воздействия систему управления электроприводом.

С началом роста тока в суммат ре

4 производится сравнение скорости изменения тока якоря с предельной, которая задается задатчиком !2 максимального значения производной тока якоря, При значениях скорости изменения тока, не превышающих допустимых, на вход логического элемента ИЛИ 14 сигнал не поступает, Одновременно в блоке 11 деления осуществляется не-. прерывное вычисление времени роста тока до срабатывания аппаратуры защиты. Вычисленное время сравнивается в сумматоре 6 и, если оно не превышает величины порогового элемента 9, то на вход логического элемента ИЛИ

14 сигнал не поступает.

В аварийных режимах при резком нарастании тока якоря, если производная скорости тока превышает допустимую, то на выходе сумматора 4 появляется сигнал, воздействующий через логический элемент ИЛИ 14 на состояние .триггера 18, который, перебрасываясь через узел 65 бесконтактного воздействия на систему управления электроприводом, производит остановку электропривода до увеличения тока выше максимально допустимого значения.

В сумматоре 5 при превышении тока предельных значений и появлении на его выходе напряжения, равного установке порогового элемента 10, последний формирует сигнал, который поступает на логический элемент ИЛИ 14, и привод останавливается, что не позволяет развиться аварии.

55 тимых пределах меньших, чем время срабатывания защиты, происходит воздействие логического элемента ИЛИ !4 на триггер 18, который изменяет свое состояние. Перебрасываясь, триггер

18 через узел 35 бесконтактного воздействия на систему управления электроприводом производит зстановку электропривсда, причем напряжение на выходе усилителя 19 становится равным кулю, т.е, происходит ограничение промежуточного усилителя 22 в канале задания системы управления электроприводом до нуля, и, кроме того, усилитель 19 выдает напряжение смещения на транзистор задатчика 23 интенсивности, соответствующее ускоренному торможению электропривода, В исходное состояние триггер 18 возвращается элементом И-НЕ 15, на выходе которого сигнал пбявляется при нуле напряжения задания привода, т,е ° при установке задающего командоаппарата 21 в нулевое положение, и при нуле напряжения преобразователя 25 питания якорной цепи электродвигателя, т,е. после окончания торможения двигателя, Предлагаемое устройство имеет ряд преимуфеств по сравнению с известным.

В устройстве за счет введения блока задания уставки предельного тока якоря учитывается направление изменения тока, т,е, характер его изменения: уменьшение или увеличение, что исключает ложные срабатывания защиты при значениях тока близких к предельным °

За счет введения блока деления, соединенного с выходами датчика производной тока якоря и второго сумматора, определяют время, в течении которого возможно изменение тока, что позволяет упредить рост тока до опасных значений и„ тем самым, повысить эффективность и надежность отклонения аварийного тока высокодинамических приводов.

За счет сравнения скорости изменения тока якоря с предельно допустимой для предлагаемого привода исключается подгар коллектора электродвигателя и упреждается срабатывание .защиты, что повышает надежность и эффективность устройства, Устройство может найти широкое распространение р автоматизированном электроприводе постоянного тока, в том числе в машиностроении, металлургии и других отраслях промьппленности, Составитель Л, Анисимова

Техред М.Ходанич Корректор В. Бутяга

Редактор И. Дербак

Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 5132/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г.. Ужгород, ул, Проектная, 4

7 1 7 5(1

Формула изобрeтеnnв

1. Устройство для максимальной т.— ковой защиты электропривода постоянного тока, содержащее датчики величины и производной тока, входы которых присоединены соответственно к шунту и трансформатору тока, включенным последовательно в цепь якоря электродвигателя, первый сумматор, 10 один из входов которого соединен с выходом датчика производной тока, а выход — с первым г->роговым элементом, узел бесконтактного воздействия на систему управления электроприводом, выполненный на триггере и двух усилителях, первый и второй выходы бесконтактного воздействия на систему управления электроприводом которого служат для присоединения к системе управления электропривода, а третий выход присоединен к элементу И-НЕ, входы которого соединены соответственно с датчиком напряжения задания систем управления электроприводом и датчиком напряжения питания электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности отключения аварийного тока, оно снабжено задатчиком максимального ЗО значения производной тока якоря и задатчиком времени срабатывания коммутационной аппаратуры, блоком задания уставки значения тока, вторым и третьим сумматорами, блоком деления величины тока на его производную, вторым и третьим пороговыми элементами, элементом ИЛИ, при этом выход датчика производной тока соединен с одним входом блока деления .величины тока 4О на его производную и выходом блока задания уставки значения предельного

1 токл, выход которого соединен с одним входом второго сумматора, другой вход которого присоединен к выходу датчика тока, выход второго сумматора подключен к второму пороговому элементу и другому входу блока дегения, выход которого подключен к одному входу третьего сумматора, другие входы первого и третьего сумматоров присоединены соответственно к задатчику максимального значения производной тока якоря и к задатчику времени срабатывания коммутационной аппаратуры, выход третьего сумматора подключен к третьему пороговому элементу, выходы всех пороговых элементов подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с узлом бесконтактного воздействия на систему управления электроприводом.

2. Устройство по п,l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок задания уставки значения предельного. тока содержит два формирователя сигналов знака производной тока якорной цепи, инвертор, два коммутатора и задатчик максимально допустимого тока якоря электродвигателя, причем управляющие входы коммутаторов присоединены к выходам формирователей сигналов, входы которых объединены и являются входом блока задания уставки предельного тока, информационный вход первого коммутатора присоединен к эадатчику максимально допустимого тока якоря электродвигателя, к которому также присоединен через инвертор информационный вход второго коммутатора, а выходы коммутаторов объединены и являются выходом блока задания уставки предельного тока.