Устройство защиты электродвигателей переменного тока от пусковых токов

 

Изобретение относится к области электрической защиты электродвигателей тсеременного тока, преимущественно к устройствам токовых зашрнт с зависимой выдержкой времени. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия. Цель достигается введением в устройство амплитудного дискриминатора 9, первого 10 и второго 11 формирователей коротких импульсов напряжения и RS-триггера 12. Это обеспечивает для различных режимов работы устройства две различные времятоковые характеристики. Одна обеспечивает режим запуска электродвигателя , по окончании которого устройство автоматически переходит на другую характеристику, которая соответствует нормальному режиму эксплуатации электродвигателя. 4 ил. (/) 1чЭ Ь Фиг. /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) y1) 4 Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3842561/24-07 (22) 14.01.85 (46) 30.07.87. Бюл. Ф 28 (75) Л.И. Гитман (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 612339, кл. Н 02 Н 7/08, 1968.

Авторское свидетельство СССР

)Ф 1096727, кл. Н 02 Н 7/08, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ ПУСКОВЫХ

ТОКОВ (57) Изобретение относится к области электрической защиты электродвигателей переменного тока, преимущественно к устройствам токовых защит с зависимой выдержкой времени. Цель изобретения — повьппение надежности и быстродействия. Цель достигается введением в устройство амплитудного дискриминатора 9, первого 10 и второго

11 формирователей коротких импульсов напряжения и RS-триггера 12. Это обеспечивает для различных режимов работы устройства две различные времятоковые характеристики. Одна обеспечивает режим запуска электродвигателя, по окончании которого устройство автоматически переходит на другую характеристику, которая соответствует нормальному режиму эксплуатации электродвигателя. 4 ил. 9

1327226

Изобретение относится к электрической защите электродвигателей переменного тока, преимущественно устройствам токовых защит с зависимой выдержкой времени.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства, на фиг. 2 и 3временные диаграммы и графики; на фиг. 4 - варианты выполнения гистерезисного элемента.

Устройство содержит датчик тока, образованный трансформатором 1 тока, выпрямителем 2 и фильтрующим конденсатором 3. Выход датчика тока соединен с входом порогового элемента 4.

С целью получения зависимой выдержки времени предложенное устройство содержит блок 5 коррекции выдержки времени, состоящий из управляемого напряжением генератора б двоично-десятичного N-разрядного счетчика 7, соединенного информационным входом с выходом генератора 6 и входом разрешения записи R — с выходом порогового элемента 4. Выход счетчика соединен с исполнительным реле 8.

Устройство снабжено также амплитудным дискриминатором 9, формирователями коротких импульсов 10 и 11, RS-триггером 12, электронным ключом

13 и гистерезисным элементом 14.

Алгоритм работы отдельных узлов устройства и их исходное состояние после подачи напряжения питания следующее: пороговый элемент 4 после подачи напряжения питания находится в м II отпущенном состоянии (выходной сигнал отсутствует) и срабатывает только в случае достижения контролируемым током величины заранее выбранных уставок.

Амплитудный дискриминатор 9 после подачи напряжения питания находится в отпущенном состоянии" (выходной сигнал отсутствует) и срабатывает при появлении в контролируемой цепи минимально возможного (выявляемого датчиком тока) значения тока.

Формирователь 10 обеспечивает формирование на входе R-триггера 12 короткого импульса, формируемого от среза (заднего фронта) выходного импульса порогового элемента 4, и может быть выполнен в виде последовательно соединенных инвертора и дифференцирующей цепи.

Формирователь 11 обеспечивает формирование на входе S-триггера 12 короткого импульса, формируемого от переднего фронта выходного импульса дискриминатора 9, и может быть выполнен в виде дифференцирующей цепи.

Триггер 12 после подачи напряжения питания устанавливается в "нулевое" состояние и на его инверсном выходе присутствует единичный логический уровень сигнала.

Электронный ключ 13 управляется сигналом триггера 12 и при подаче на его управляющий вход сигнала логической единицы находится в замкнутом состоянии. Электронный ключ может быть выполнен в виде обычного транзисторного ключа, генератор, управляемый напряжением 6, начинает работать при подаче. напряжения питания. При отсутствии выходного сигнала датчика тока 1-3 генератор б выдает импульсы, следующие с минимальной частотой.

Двоично-десятичный счетчик 7 управляется сигналами, подаваемыми на вход разрешения R. При отсутствии на укаэанном ходе сигнала логической единицы счетчик находится в нулевом состоянии. При поступлении на вход

R сигнала логической единицы от порогового элемента 4 счетчик переводится в режим счета импульсов генератора 6. При переполнении счетчика 7 происходит срабатывание исполнительного реле 8.

Работа устройства защиты протекает следующим образом.

При пуске электродвигателя на выходе датчика тока появляется сигнал (см. фиг. 2-15), приводящий к срабатыванию амплитудного дискриминатора 9 и порогового элемента 4, причем срабатывание дискриминатора происходит по времени раньше, чем срабатывание порогового элемента, так как уставка последнего намного больше порога срабатывания дискриминатора 9. Выходные сигналы дискриминатора 9 и порогового элемента 4 показаны соответственно на фиг. 2 — диаграммы 16, 17; выходные сигналы триггера 12 и ключа 13 показаны на фиг. 2 — диаграммы

18, 19; на фиг. 3 — время-токовые характеристики 20, 21 для разных режимов работы. От переднего фронта выходного импульса дискриминатора 9 формирователем 11 формируется корот1327226 выдержки времени возможна только в случае превышения значением указанного сигнала напряжения пробоя стабилитрона 22 гистерезисного элемента

14, величина которого. выбирается равным значению сигнала датчика тока при достижении контролируемым током максимально допустимого значения (йо условиям эксплуатации) пускового тока защищаемого электродвигателя.

В случае, если величина пускового тока двигателя не превьппает максимально допустимого по условиям экс- . плуатации значения тока, то при срабатывании порогового элемента 4, установке на входе R счетчика 7 единичного уровня сигнала заполнение последнего осуществляется импульсами генератора 6, следующими с минимальной частотой, значение которой выбирается исходя из максимально допустимого времени пуска защищаемого.электродвигателя и полной емкости счетчика 7, т.е. работа устройства защиты при нормальном запуске (т.е. при нахождении пусковых токов в допустимых пределах) электродвигателя не отличается от работы систем защиты ностоянной выдержкой времени. Срабатывание исполнительного реле 8 в данном случае происходит только при превышении длительности действия пусковых токов наперед заданных значений времени.

Если же величина пускового тока электродвигателя превьппает допустимые по условиям эксплуатации значения, то величина сигнала, получаемого с выхода датчика тока, превосходит напряжение пробоя стабилитрона

22 и на вход блока коррекции выдержкий импульс, переводящий триггер 12 в "единичное состояние. При этом на его инверсном выходе устанавливается сигнал логического нуля, и электронный ключ 13 "размыкается", что приводит к передаче сигнала от датчика тока на вход блока коррекции выдержки времени через гистеризесный элемент 14, реализующий функцию "Зона нечувствительности".

Вариант исполнения указанного элемента показан на фиг. 4. Гистерезисный элемент 14 может быть выполнен в виде электрической цепи, состоящей из вычитающего двуханодного стабилитрона 22 и резистора 23. При размыкании ключа 13 подача сигнала и датчика тока на вход блока коррекции ки времени подается сигнал, равный разности текущего значения выходного сигнала датчика тока и напряжения

5 пробоя стабилитрона 22 гистерезисного элемента 14. При этом пропорционально превьппению текущего значения контролируемого тока над максимально допустимой величиной пускового тока возрастает частота следования импульсов генератора 6 и соответственно снижается время заполнения счет-. чика 7, переполнение которого вызывает срабатывание исполнительного ре- . ле 8, т.е. работа устройства защиты в описанном случае соответствует алгоритму работы системы защиты с зависимой выдержкой времени.

По окончанию пуска контролируемого электродвигателя текущее значение тока принимает номинальное значение, меньшее чем величина уставки порогового элемента 4, что приводит к его

"отпусканию" (см. фиг. 2-15). При

25 этом от среза. выходного импульса порогового элемента 4 (см. фиг. 2-17) формирователем 10 формируется им-. пульс, который переводит триггер 12 в исходное "нулевое" состояние. На

30 инверсном выходе триггера устанавливается единичный логический уровень сигнала (см. фиг. 2-17), и. электронный ключ 13 замыкается, осуществляя непосредственную передачу выходного

35 сигнала датчика тока на вход блока . коррекции выдержки времени (см. фиг.З19). В дальнейшем до момента отключения защищаемого электродвигателя и повторного пуска работа устройства

4р не отличается от алгоритма работы типовых защит с зависимой выдержкой времени, поскольку состояние дискриминатора 9, триггера 12 и электронного ключа 13 не изменяется при ка45 ких-либо изменениях контролируемого тока.

Таким образом, предлагаемое устройство защиты имеет для различных режимов работы две различные время5О токовые характеристики, показанные на фиг. 3, причем характеристика

21 соответствует режиму запуска электродвигателя, по окончанию которого устройство автоматически перехо55 дит на характеристику 20, соответствующую нормальному режиму эксплуатации электродвигателя и идентичную времятоковым характеристикам известных защит с зависимой выдержкой времени.

5 132

Формула изобретения

Устройство защиты электродвигателей переменного тока от пусковых токов, содержащее датчик тока, включаемый в цепь защищаемого электродвигателя и своим выходом подключен ный к входу выпрямительного моста, выход выпрямительного моста через пороговый элемент подключен к установочному входу двоично-десятичного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора, управляемого напряжением, а выход — с вхо дом исполнительного органа, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него дополнительно введены

7226 6 амплитудный дискриминатор, входом подключенный к выходу выпрямительно" го моста, первый и второй формирователи коротких импульсов напряжения, входами подключенные соответственно к выходу амплитудного дискриминатора и порогового элемента, а выходами — соответственно к S- u R-входам вновь введенного RS-триггера, выход

t0 которого подключен к управляющему входу вновь введенного электронного ключа, гистерезисный элемент, входом соединенный с выходом выпрямительного моста, выходом — с входом l5 генератора, управляемого напряжением, а выходы электронного ключа подключены параллельно гистерезисному элементу.

1327226

74

9Рие. 0

Составитель К.Шилан

Редактор А.Долинич Техред И.Попович Корректор А.Зимокосов

Заказ 3402/51

Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5„

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