Устройство для защиты от несимметричных режимов трехфазного асинхронного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электроприводах переменного тока для защиты асинхронного элe cтpoдвигaтeля от несимметрии питающего напряжения, обрыва фазы линии питания и обмотки статора электродвигателя , витковых и несимметричных коротких замыканий обмотки статора . Цель изобретения - повышение надежности работы электродвигателя путем исключения ложных срабатываний г защиты при воздействиях пусковых переходных процессов и коммутационных помех. При нормальном режиме питания электродвигателя 1 от управляемого преобразователя 2 частоты сумма выходных напряжений датчиков 9,10,11 тока равна нулю. Выходное напряжение на выходах блока 4 суммирования и фильтра 16 близки или равны нулю. На.выходе порогового инвертирующего элемента 17 присутствует сигнал лог.1. Элементы 18 и 19 находятся в исходном состоянии, при котором на выходе элемента 19 присутствует сигнал лог.1. При обрьше одной из фаз электродвигателя 1 или при несимметрии фазных токов выходное напряжение блока 4 превышает опорное напряжение, пороговый инвертирующий элемент 17 переключается, сигнал на его выходе принимает значение лог.О. Элементы 18,19 переходят в новое устойчивое состояние, при котором на выходе элементов 19,20 сигналы принимают значения лог.О, при этом электродвигатель отключается. 3 ил. с (Л 00 со 00 О5 со 12

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

А1

Л0» 7 863 (1) 4 Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Cem

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3984399/24-07 (22) 09.12.85 (46) 07,03,88.Бюл. Р 9 (72) Ю.Н.Стулов и Е.М.Манов (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 928511, кл. Н 02 Н 7/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

11 951542, кл. Н 02 Н 7/08, 1982 °

Авторское свидетельство СССР

У 649096, кл. Н 02 Н 7/10, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ НЕСНММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электроприводах переменного тока для защиты асинхронного электродвигателя от несимметрии питающего напряжения, обрыва фазы линии питания и обмотки статора электродвигателя, витковых и несимметричных коротких замыканий обмотки статора. Цель изобретения — повышение надежности работы электродвигателя путем исключения ложных срабатываний

2 защиты при воздействиях пусковых переходных процессов и коммутационных помех. При нормальном режиме питания электродвигателя 1 от управляемого преобразователя 2 частоты сумма выход.ных напряжений датчиков 9,10,11 тока равна нулю. Выходное напряжение на выходах блока 4 суммирования и фильтра 16 близки или равны нулю. На выходе порогового инвертирующего элемента 17 присутствует сигнал "лог.l".

Элементы 18 и 19 находятся в исходном состоянии, при котором на выходе элемента 19 присутствует сигнал лог.l". При обрыве одной из фаз электродвигателя 1 или при несимметрии фазных токов выходное напряжение блока 4 превышает опорное напряжение, пороговый инвертирующий элемент 17 переключается, сигнал на его выходе принимает значение "лог.0", Элементы

18,19 переходят в новое устойчивое состояние, при котором на выходе элементов 19,20 сигналы принимают значения "лог.О", при этом электродвигатель отключается. 3 ил.

1379863

1О

20

30

40

55 при Ue„.i (U,„, 1

О, при Us, > Un!.1Вы1. и !!вы .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электроприводах переменного тока для защиты асинхронного электро- 5 двигателя от несимметрии питающего напряжения, обрыва фазы линии питания и обмотки стентора электродвигателя, витковых и несимметричных коротких замыканий обмотки статора.

Цель изобретения — повышение надежности работы электродвигателя путем исключения ложных срабатываний защиты при воздействиях пусковых переходных процессов и коммутационных помех.

На фиг.l представлена схема устройства; на фиг ° 2 — диаграммы работы при обрыве фазы; на фиг. 3 — диаграммы работы при несимметрии фазных токов.

Устройство для защиты от несимметричных режимов трехфазного асинхронного электродвигателя 1, питаемого от управляемого преобразователя 2 частоты, снабженного управляющим входом "Пуск" 3, содержит блок 4 суммирования с тремя входами 5 — 7 и выходом 8, три датчика 9 — !1 тока и исполнительный орган 1.2 с первым управляющим входом 13 и выходом 14.Измерительный вход каждого датчика тока предназначен для включения датчика последовательно в линию питания соответствующей фазы электродвигателя 1 от преобразователя 2, а выход датчика тока — для подключения к соответствующему входу 5 — 7 блока 4 суммирования, выходом 8 подключенного к первому управляющему входу 13 исполнительного органа 12, который снабжен дополнительным управляющим входом "Пуск" 15 и выполнен на фильтре 16, вход которого является первым управляющим входом 13 исполнительного органа, пороговом инвертирующем элементе 17, двухвходовых первом 18 и втором 19 элементах И-НЕ и двухвходовом элементе И 20, первый вход которого является дополнительным управ- 50 ляющим входом "Пуск" 15 исполнительного органа 12. Вход порогового инвертирующего элемента 17 подключен к выхоДу фильтра 16, а выход — к первому входу первого элемента И-НЕ 18, выходом соединенного с первым входом второго элемента И-НЕ 19, второй вход которого соединен с первым входом элемента И 20. Выход второго элемента И-НЕ 19 соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ !8 и с вторым входом элемента И 20, выход которого соединен с выходом 14 исполнительного органа 12, предназначенным для подключения к управляющему входу

"Пуск" 3 управляемого преобразователя 2 частоты.

Управляемый преобразователь 2 частоты включает в себя последовательно соединенные силовой выпрямитель 21, силовой фильтр 22, инвертор 23, блок

24 управления, с которым соединен управляющий вход Пуск" 3 преобразователя 2.

Устройство работает следующим образом., Ток каждой фазы асинхронного электродвигателя 1 измеряется датчиками 9 — 1! тока. С выхода каждого датчика тока напряжение, пропорциональное току в фазе, подается на входы 5 — 7 блока 4 суммирования, а с его выхода 8 — на вход 13 исполнительного органа 12.

При отсутствии на входе 15 исполнительного органа 12 сигнала "Пуск"

{интервал времени to -t<, фиг.2) на выходе элемента 20 присутствует сигнал логического О", который через выход 14 исполнительного органа 12 поступает на преобразователь 2 частоты и воспринимается им как команда на отключение.

При подаче на вход 15 исполнительного органа 12 сигнала "Пуск" (логическая "!"), на выходе элемента 20 также появляется сигнал логической

"1", который включает в работу преобразователь 2 частоты. На выходе преобразователя частоты появляется напряжение, в фазах асинхронного электродвигателя 1 протекают токи и на выходе датчиков 9 — ll имеются пропорциональные им напряжения.

В нормальном режиме работы (интервал времени С -t» фиг.2) выходные напряжения датчиков 9 — ll тока образуют симметричную трехфазную систему, поэтому их сумма равна нулю. Выходное налряжение блока 4 суммирования и фильтра 16 близки или равны нулю. На выходе порогового инвертирующего элемента инвертора 17, реализующего функцию

1379863 где U„„ — опорное напряжение на неинвертирующем входе порогового инвер" тирующего элемента 17, присутствует сигнал логической "1". Элементы 18 и

19 находятся в исходном состоянии, при котором на выходе элемента 19 присутствует сигнал логической "1".

При снятии сигнала Пуск" с входа

15 исполнительного органа 12 (момент времени t ) выходное напряжение преобразователя 2 частоты и токи в фазах электродвигателя 1 уменьшаются до нуля. Происходит останов электродвигателя. 15

При обрыве одной иэ фаэ асинхронного электродвигателя 1 (момент времени tg, фиг.2) выходное напряжение блока 4 суммирования начинает плавно

УвеличиватьсЯ. В момент вРемени .г 2Р входное напряжение порогового элемента 17, равное выходному напряжению фильтра 16, становится равным опорному напряжению. Пороговый элемент переключается и на его выходе форми- 25 руется импульс напряжения, переводящий элементы 18 и 19 в новое устойчивое состояние, при этом на выходе элемента 19 и на первом входе элемента 20 устанавливается сигнал логичес- 30 кого "0". На выходе элемента 20 и на выходе 14 исполнительного органа 12 также появляется сигнал логического

"0", который воспринимается преобра/ эователем частоты как команда на отк- 3 лючение. Преобразователь отключается, его выходное напряжение и токи асинхронного электродвигателя уменьшаются до нуля.

Аналогично работает устройство и 40 при появлении несимметрии фазных токов (момент времени t<, фиг.3) асинхронного электродвигателя.

Изобретение позволяет реализовать простое и надежное в работе устрой- 45 ство, защищающее асинхронный электродвигатель практически от всех видов несимметричных режимов: несимметрии питающего напряжения, обрыва фазы, обрыва обмотки статора, витковых и несимметричных коротких замыканий.

Формул а изобретения

Устройство для защиты от несимметричных режимов трехфазного асинхронного электродвигателя, питаемого от управляемого преобразователя частоты, снабженного управляющим входом нПуск содержащее блок суммирования с тремя входами и выходом, три датчика тока и исполнительный орган с первым управляющим входом и выходом, причем измерительный вход каждого датчика тока предназначен для включения датчика последовательно в линию питания соответствующей фазы электродвигателя от преобразователя, а выход датчика тока - для подключения к соответствующему входу блока суммирования, выходом подключенного к первому управляющему входу исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы электродвигателя путем исключения ложных срабатываний защиты при воздействиях пусковых переходных процессов и коммутационных помех, исполнительный орган снабжен дополнительным управляющим входом Пуск и выполнен на фильтре, вход которого является первым управляющим входом исполнительного органа, пороговом инвертирующем элементе, двухвходовых первом и втором элементах И-HE и двухвходовом элементе И, первый вход которого является дополнительным управляющим входом "Пуск" исполнительного органа, вход порогового инвертирующего элемента подключен к выходу фильтра, а выход - к первому входу первого элемента И-НЕ, выходом соединенного с первым входом второго элемента

И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом элемента И, при этом выход второго элемента И-HE соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и вторым входом элемента И, выход которого соединен с выходом исполнительного органа, предназначенным для подключения к управляющему входу

Пуск управляемого преобразователя частоты.

l379863

1379863

Ъи го г1

Составитель 0.Орлов

Техред М.Ходанич

Корректор М.Демчик

Редактор А.Ворович

Закаэ 987/54

Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4