Устройство для защиты электрического двигателя от перегрузки и сверхтоков

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических машин, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для защиты электрических двигателей. Целью изобретения является повышение надежности путем исключения ложного срабатывания защиты при самозапуске электродвигателя. Цель достигается формированием сигнала блокировки при прерыве питания и наличии остаточного ЭДС на выводах электродвигателя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 Н 7/08, 7/085, 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) 1398016 (21) 4615446/24-07 (22) 05.12.88 (46) 07.10.90. Бюл. hk 37

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (71) Новочеркасский, политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.Л.Кужеков, И.А.Шихкеримов, В.Ф.Минаков, Е.Ф.Минаков и В.M.Êîáæóâ (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

t4 1398016, кл. Н 02 Н 7/085, 1987.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических машин, может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для защиты электрических двигателей (ЭД) и является усовершенствованием устройства по авт. св. М 1398016.

Цель изобретения — повышение надежности путем исключения. ложного срабатывания защиты при самозапуске ЭД.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для защиты ЭД от перегрузки и сверхтоков.

Устройство подключается к защищаемому ЭД 1 через основные преобразователи тока 2 и напряжения 3 и содержит преобразователь 4 ток — напряжение со схемами выпрямления и сглаживания полуволн токов положительной 5 и отрицательной 6 полярностей, выходы которых соединены последовательно-согласно и подключены к входу формирователя 7 сигнала пропорци„„5U„„1598027 А2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТ РИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

И СВЕРХТОКОВ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических машин, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для защиты электрических двигателей. Целью изобретения является повышение надежности путем исключения ложного срабатывания защиты при самозапуске электродвигателя. Цель достигается формированием сигнала блокировки при прерыве питания и наличии остаточного ЭДС на выводах электродвигателя. 1 ил. онально сумме полуволн тока статора ЭД 1, выход которого через первый элемент 8 выдержки времени соединен с управляющей цепью ключа 9, через исполнительную цепь которого к источнику постоянного тока подключены исполнительная цепь блокирующего ключа 10 и второй элемент 11 выдержки времени, выходом которой через второй компаратор 12 соединен с входом исполнительного органа устройства 13 защиты, формирователь 14 сигнала, пропорционального разности полуволн тока, вход которого подсоединен по схеме суммирования к выходам выпрямителей 5 и 6 положительной и отрицательной полуволн тока, а выход через выпрямитель 15 — к входу первого компаратора 16, нагруженного на управляющую цепь блокирующего ключа

10, многоконтурный RC-аналог 17 теплового состояния ЭД 1, который входом включен на суммарное напряжение выпрямителей 5 и 6, а выходом подключен к инвертирующему

1598027 входу второго компаратора 12, формирователь 18 сигнала, пропорционального сумме действующего значения периодической составляющей тока машины и ее производной, который связывает раздельно неинвертирующий вход второго компаратора 12 с выходом выпрямителя положительной полуволны тока, а инвертирующий — с выходом выпрямителя отрицательной полуволны тока. Кроме того, устройство содержит преобразователь 19 напряжения, первичная обмотка которого подключена к основному преобразователю 3 напряжения, а вторичная через однополупериодную схему 20 выпрямления и сглаживания — к неинвертируюшему входу органа 21 блокировки при самозапуске ЭД 1, нагруженного на управляющую цепь блокирующего ключа 10, инвертирующий вход которого подключен к выходу схемы выпрямления и сглаживания положительных полуволн выходного напоя>кения преобразователя 4 ток — напряжение, Устройство работает следующим образом.

При успешном пуске ЭД 1 напряжение на входе операционного усилителя формирователя 7 сигнала, пропорционального сумме полуволн тока статора ЭД 1, превышает значение порога переключения, последнее переключается.

Выходное напряжение формирователя

7 сигнала начинает уменьшаться, что приво.дит к.разряду конденсатора времязадающего элемента 8. Его разность потенциалов доходит до О, затем меняет свой знак, При определенной величине его отрицательного потенциала происходит пробой стабилитрона элемента 8 выдержки времени, что обеспечивает перевод ключа 9 в проводягцее состояние, заряд конденсатора второго элемента 11 выдержки времени и включение блокирующего ключа 10. Последний включается, так как первичный ток на интервале времени, большим выдержки первого элемента 8 времени, содержит низкочастотнуlo составляющую, и компаратор 16 находится в сработанном состоянии.

Следовательно, ключ 10 блокирует устройство защиты в пусковом режиме ЭД 1.

В режиме пуска ЭД 1 с заклиненным ротором неравенство полуволн тока имеет место в течение времени, меньшего, чем выдержка времени элемента 8, поэтому конденсатор элемента 11 выдержки времени продолжает заряжаться, так как к этому моменту компаратор 16 возвращается в исходное состояние, и по истечении его выдержки времени компаратор 12 переключается. Последний своим поло>кительным выходным

ЗО

50 потенциалом вызывает переключение транзистора и срабатывание исполнительного реле выходного органа 13, воздействующего на элемент 22 отключения защищаемого ЭД 1.

При затянувшихся пусках, а также перегрузках с кратностями тока, меньшими порога переключения операционного усилителя формирователя 7 сигнала, защита, ЭД обеспечивается органом 17, Времязадающая схема такого органа содержит трехконтурную RC-цепь, заряд каждого из конденсаторов которой эквивалентирует нагрев соответственно обмсток статора, стали машины, обмоток ротора. Вход данной времязадающей цепи подключен к конденсаторам выпрямителей 5 и 6, В качестве выходного сигнала используется половина напряжения последнего конденсатора, и в момент времени, когда отрицательный выходной потенциал превышает по модулю уставку компаратора 12, происходит срабатывание защиты. На входы компаратора 12, кроме того. подаются сигналы положительной и отрицательной полярностей, каждый из которых пропорционален величине первичного тока и его производной, Компаратор действует на сумму модулей данных сигналов и при превышении заданной величины обеспечивается его срабатывание. Соотношение формируемого сигнала блока 18 и уставки компаратора 12 выбирается таким, чтобы срабатывание происходило только при токах, больших пускового.

Таким образом, при коротких замыканиях срабатывание защиты обеспечивается без выдержки времени, В режиме кратковременного исчезновения тока в цепи статора ЭД 1 компаратор органа 21 блокировки при самозапуске ЭД

1 переключается ввиду наличия остаточной

ЭДС на выводах ЭД, формируя сигнал управления блокирующего ключа 10, который удер>кивается на время, превышающее время первого элемента 8 времени с момента возврата компаратора органа 21 блокировки в исходное состояние. Поэтому при восстановлении питания ЭД блокирующий ключ 10 открывается после отработки выдержки времени элемента 8 времени. Благодаря этому исключается неправильное срабатывание устройства при самозапуске.

Таким образом, устройство правильно действует в аварийных и эксплуатационных режимах ЭД.

Предлагаемое устройство не срабатывает ложно при самозапусках и тем сам м исключаются излишние пуски ЭД. Благодаря этому предотвращается излишний нагрев обмоток защищаемой машины, что

1598027

Состави-ель Е.Шилан

Техред М.Моргентал

Корректор Л.Патай

Редактор Н.Тупица

Заказ 3064 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 исключает ускоренное старение ее изоляции и сокращение срока службы ЭД, Формула изобретения

Устройство для защиты электрического двигателя от перегрузки и сверхтоков по авт, св, М 1398016,отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения ложного срабатывания защиты при самозапуске электродвигателя, OH0 рополнительно снабжено преобразователем напряжения, первичная обмотка которого подключена к вновь введенному основному и оеобразователю . напряжения, вторичная через однополупериодную схему выпрямления и сглаживания — к «eинвертирующему

5 входу вновь введенного органа блокировки при самозапуске, выход которого подключен к управляющей цепи блокирующего ключа, а его инвертирующий вход подсоединен к выходу схемы выпрямления и сглажи10 вания полуволн токов положительных полярностей.