Устройство для минимальной защиты электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите электродвигателей . Цель изобретения - повышение надежности минимальной защиты по напряжению путем обеспечения контроля частоты вращения. При снижении или исчезновении напряжения исполнительный орган 3 срабатывает. Сигнал с выхода датчика частоты вращения 2 поступает в блок 4 выдержки времени на первый и второй стробирующие блоки. Подученные сигналы поступают в блок 8 деления и первый логарифмический преобразователь 10. В блоке 9 задается сигнал критической частоты вращения, который поступает на второй логарифмический преобразователь 11. Далее сигнал поступает в суммирующий блок 12. Результирующий сигнал умножается на сигнал с выхода блока 8 деления. Если выдержка времени превышает уставку на выходе блока 15 сравнения, появляется сигнал на отключение двигателя. 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727393/07 (22) 07.08.89 (46) 23.04.92. Бюл. N 15 (71) Красноярский политехнический институт (72) Б,А.Коробейников, А.И.Ищенко и

Е.А. Беседин (53) 621.316,925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1163407, кл. Н 02 Н 3/24, 1984.

Электротехнический справочник, б-е. изд. — М.: Энергоиздат, 1982, с. 581-582, рис. 39-23. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИНИМАЛЬНОЙ

ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электродвигателей. Цель изобретения — повышение. надежности минимальной защиты пв на50„„1728918 А1 (я)5 Н 02 Н 3/24, -7/08, 7/093.

2 пряжению путем обеспечения контроля ча: стоты вращения. При снижении или исчезновении напряжения исполнительный орган 3 срабатывает. Сигнал с выхода датчика частоты вращения 2 поступает в блок 4 выдержки времени на первый и второй стробирующие блоки. Полученные сигналы поступают в блок 8 деления и первый логарифмический преобразователь 10. В блоке 9 задается сигнал критической частоты вращения, который поступает на второй логарифмический преобразователь 11. Далее сигнал поступает в суммирующий блок . 12. Результирующий сигнал умножается на сигнал с выхода блоке 8 деления. Если выдержка времени превыаает уставку на выходе блока 15 сравнения, появляется сигнал на отключение двигателя. 2 ил.

1728918

Изобретение относится к релейной защите, а более точна к устройствам, реагирующим на понижение напряжения, и может быть использовано для защиты высоковольтных электродвигателей, Целью изобретения является повышение надежности минимальной защиты электродвигателя по напряжению путем обеспечения контроля частоты вращения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма частоты вращения при выбеге электродвигателя в функции времени.

Устройство содержит датчик напряжения 1, соединенный входом с питающей сетью электродвигателя. датчик 2 частоты вращения, соединенный с ротором электродвигателя. исполнительный орган 3, блок 4 выдержки времени. Выход датчика напряжения 1 соединен с управляющим входам исполнительного органа 3, э выход датчика

2 частоты — с основным входом исполнительного органа 4.

Блок 4 выдержки времени включает дифференцирующий блок 5, первый 6 и второй 7 стробиру ощив блоки, блок 8 деления, блок 9 задания критической частоты вращения, первый 10 и второй 11 логарифмические првабразоватвли, суммирующий блок

12, блок 13 умножения, блок 14 задания выдер)кки времени, логический блок 15 сравнения; При атем входы дифференциалу" к>щего алака 5 и второго логарифмического преобразователя 7 Юбъвдинвны и оЬрввуат вход блока 4 аыдвржки времени, совдикеннаго с вьщщом жпоннитеяьне о органа Э, выход диффервнцирукицвго блока 5 чарва первый сциувирующий блок 8 свяэви с.первым вадам блока 8 деления, а выход вмрога стробируащего блока 7 — с втерим входам Йлакв 8 деления. Выход последнего связан с первым входом блока 13 умножения, второй вход которого связан с выходом суммирующего блока 12. а выход связан с первым входом логического блока 15 сравнения. При этом входы дифференцирующега блока 5 и второго логарифмического преобразователя 7 объединены и образуют вход блока 4 выдержки времени, Первый вход суммирующего блока 12 через первый логарифмический преобразователь 10 связан с выходом второго стробирующега блока 7, а второй вход через второй логарифмический преобразователь

11 — с выходом блока 9 задания критической частоты вращения. Вход второго логического блока 15 сравнения связан с выходом блока 14 задания выдержки времени, а выход одновременно является выходом блока

4 выдержки времени и устройства в целом.

Функциональные блоки устройства реализуются на основе существующей элементной базы. Датчик напряжения может быть выполнен при помощи трансформатора не5 пряжения, а датчик частоты вращения — при помощи тахогенератора.

Блоки деления и умножения выполняются на базе аналоговых перемножителей.

Логический блок сравнения реализуется на

10 основе компаратора. Блоки стробирования могут быть выполнены как электронные ключи, Дифференцирующий блок содержит усилитель постоянного тока, в цепь обратной связи которого включено активное со15 противление. а на выход включен конденсатор. Основным элементом исполнительного органа является минимальное реле напряжения.

Устройство работает следующим обра20 зам.

Сигнал u(t) непрерывно снимается с выхода датчика 1 и блокирует исполнительный орган 3. При снижении или исчезновении напряжения исполнительный орган 3 сраба25 тывает и сигнал в (t) с выхода датчика 2 частоты вращения через исполнительный орган 3 поступает на вход блока 4 выдержки времени. Нв выходе блока 4 выдержки времени сигнал разветвляется, В первой ветви

30 он диффврвнцирувгся s блоке S. затем с выхода блока 5 сигнал в (t)p —. дифференциальный оператор поступает на вход блока 6, гдв стробирувтся в начальный момент времени То процесса выбега электродвигателя, 38 в результате нв первый вход блока 8 деления постутавт сигивл в(То) р, Во второй ветви сигнал а(t) сгробируется в этот же момент времени в блоке 7, после чего сигнал в(То) поступает нв торой вход блока 8. На

40 аьаодв блокв 8 появляется сигнал ePО)/

Ф(То)р Кроме тощ сигнал а(Т ) с выхода блока 7 поступает на вход первого логарифмического преобразователя 10, с выхода которого сигнала Ь ega) поступает на вход

45 суммирующего блока 12.

В блоке 9 задается сигнал критической частоты вращения а, который поступает на второй логарифмический преобразователь

11, с выхода последнего сигнал (и а посту- .

50 пает на второй вход суммирующего блока

12, где он вычитается из сигнала ln а(Т ).

Результирующий сигнал 1п о постуе.(То Ж

55 пает на вход блока 13 умножения, где он умножается на сигнал в(ТО)/в (To)a с выхода блока 8. Получающийся на выхвде блока

13 сигнал ЛТ, имеющий физический смысл интервала времени от момента стробирования до достижения электродвигателем кри1728918 где cu(t) — частота вращения электродвигателя в функции времени; во — частота вращения электродвигателя перед выбегом; а=Т 1 — коэффициент;

Тм — электромеханическая постоянная времени привода;

t — время.

Продифференцируя выражение (1) во времени, имеют (2) cu{t) р = а о I

Деля выражение (2) на выражение (1), получают (3) а

0) t

Прологарифмировав выражение (1) для моментов времени То и Т, имеют — ат, Ь N(To) = In I (4) -ат

ln ek = In eo I (5) Вычитая выражение (5) из выражения (4), получают тической частоты вращения, поступает на вход логического блока 16 сравнения, где он сравнивается по величине с сигналом ЛТО, имеющим физический смысл интервала времени выдержки защиты, Сигнал АТО поступает от блока 14 задания выдержки времени, при этом величина сигнала То устанавливается в соответствии с уставкой выдержки времени защиты двигателя.

Если Ь Т < ATo на выходе блока 15 появляется сигнал на немедленное отключение электродвигателя Vy, при ЬТ > ATo сигнал

Vy отсутствует, а отключение электродвигателя происходит при поступлении сигнала от защиты двигателя. Таким образом, осуществляется минимальная защита электродвигателя с учетом частоты вращения. . Процесс работы устройства математи-: чески описывается следующим образом;

Пусть диаграмма частоты вращения имеет вид экспоненциальной кривой (фиг. 2). Для такой кривой справедлива зависимость — Qt в(т) = I, (1) -ат -ат, = In аь I — In I

5 — ат — ат, = ln +! и l — In W — In l

= — аТ +аТ, = — а{тк -Т„}, 10 отсюда

in — 1- = — а {Т вЂ” Т) = — а ЛТ (6) Ж

Й(Го) или

ЛТ = — — ln—

М(N o (7) Подставив выражение (3) в выражение (7), получают

N To Nk

ЬТ= Ь (8) 25

Формула изобретения

Устройство для минимальной защиты

45 электродвигателя, содержащее датчик напряжения, подключенный к исполнительному органу, и блок выдержки времени, о т л ич а «о щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, минимальной защиты по на50 пряжению путем обеспечения контроля частоты вращения, оно дополнительно снабжено датчиком частоты вращения, а блок выдержки времени снабжен дифференцирующим блоком, двумя стробирующи55 ми блоками, блоком деления, блоком задания критической частоты вращения, двумя логарифмическими преобразователями, суммирующими блоком, блоком умножения, логическим блоком сравнения и блоком задания выдержки времени, при где ЬТ вЂ” интервал времени от момента стробирования в начале выбега То до мо-. мента времени Tk соответствующего критической частоте вращения электродвигателя

30 о

При AT < ATo допустимая выдержка времени меньше заданной, поэтому должно произойти немедленное отключение. При

ЬТ > ATo допустимая выдержка времени

35 больше заданной, поэтому электродвигатель отключается защитой с выдержкой времени.

Преимущество предлагаемого устройства заключается s более надежной защите

4р электродвигателей.

1728918

Фиг. 2

Составитель Т. Щеголькова

Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор И.Шулла

Заказ 1412 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 атом датчик частоты вращения подключен к второму входу исполнительного органа, выход которого подключен к первому стробирующему блоку и к дифференцирующему блоку, выходы которых соответственно один непосредственно. а другой через второй стробирующий блок подключены к блоку деления, выход которого через блок умножения соединен с логическим блоком сравнения, другой вход которого соединен с блоком задания выдержки времени, а выход блока сравнения предназначен для подключения к цепям отключения электродвигателя, кроме того, выход первого стробирующего блока через первый лога5 рифмический преобразователь подключен к первому входу суммирующего блока, второй вход которого через второй логарифмический преобразователь подключен к блоку задания критической частоты вращения, а

10 выход суммирующего блока подключен к другому входу блока умножения.