Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки

 

Изобретение относится к-электротехнике, а именно к защите электродвигателей от Т перегрузки как при синусоидальном, так и несинусоидальном напряжении питания. Целью изобретения является повышение надежности защиты электродвигателяЧза счет учета влияния дополнительных потерь активной мощности, обусловленных несинусоидальностью напряжения питающей сети. Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки состоит из трансформатора датчика тока 1, фильтров основной 2 и высших 3,4 гармоник, квадратирующих блоков 5-7, умножителей 8, 9, суммирующего блока 10, блока 11 сравнения,блока 12 выдержки времени, исполнительного органа 13. Оценка перегрузки электродвигателя осуществляется по суммарным потерям активной мощности от высших гармоник, протекающих в обмотке электродвигателя 2 ил. (Л

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИС ГИЧЕСКИХ

РF.ÑÏÓÃ>ËÈÊ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРИ гкнт СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644351/07 (22) 03.11,88 (46) 23.04,92. Бюл. ¹ 15 (71) Алма-Атинский энергетический институт (72) Г.Г.Трофимов, Г.А.Абсадыкова, В.В.Мазовер, И,Я.Фишер и А.M.Êàö (53) 621,316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1001295, кл. Н 02 Н 7/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 1274057,,кл,,Н 02 Н5/04,,1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1598026, кл. Н 02 Н 7/08, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ (57) Изобретение относится к-электротехнике, а именно к защите электродвигателей от

„„ЯЛ„„1728919 Al (sI)s Н 02 Н 7/08 3/52, 5/04 перегрузки как при синусоидальном, так и несинусоидальном напряжении питания.

Целью изобретения является повышениенадежности защиты электродвигателя за счет учета влияния дополнительных потерь активной мощности, обусловленных несинусоидальностью напряжения питающей сети. Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки состоит из трансформатора датчика тока 1, фильтров основной 2 и высших 3,4 гармоник, квадратирующих блоков 5-7, умножителей 8, 9, суммирующего блока 10, блока 11 сравнения, блока 12 выдержки времени, исполнительного органа

13. Оценка перегрузки электродвигателя осуществляется по суммарным потерям активной мощности от высших гармоник, протекающих в обмотке электродвигателя 2 ил.

1728919

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защите электродвигателей от перегрузки как при синусоидальном, так и несинусоидальном напряжении питания, Целью изобретения является повыше- 5 ние надежности защиты электродвигателя путем учета влияния дополнительных потерь активной мощности, обусловленных несинусоидальностью напряжения питающей сети. 10

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — частотная характеристика активного со.противления электродвигателя.

Устройство содержит трансформатор 15 (датчик) 1 тока, к вторичной обмотке которого подключены фильтр 2 основной гармоники и фильтры 3, 4 высших гармоник. К фильтрам 2-4 присоединены квадратирующие блоки 5-7. К выходам квадратирующих 20 блоков 6, 7 подключены умножители 8, 9.

Выходы умножителей 8, 9 подключены к суммирующему блоку 10, к одному из входов которого подключен выход квадратирующего блока 5. К выходу суммирующего 25 блока 10 последовательно подключены блок

"1 сравнения, блок 12 выдержки времени и исполнительный орган 13. связанный с ком-. мутационным аппаратом 14.

Устройство работает следующим абра- 30 зом. При синусоидальном напряжении питания в фильтрах 3,.4 высших гармоник ток отсутствует, Защита двигателя от перегрузки обеспечивается при помощи фильтра 2 основной гармоники, квадратирующего 35 блока 5, суммирующего блока 10, блока 11 сравнения, блок 12 выдержки времени, ис-. полнительного органа 13, При наличии несинусоидальности в токе двигателя появляются дополнительные 40 потери активной мощности в его обмотках, что приводит к повышению температуры сверх предельного значения, преждевременному старению изоляции.и, как следствие, к сокращению срока службы. 45

В качестве критерия оценки перегрузки используется величина суммарных потерь активной мощности от высших гармоник, протекающих в обмотке электродвигателя.

Наличие в сети несинусоидального напря- 50 жения обусловливает протекание спектра тока высших гармоник по обмоткам электродвигателя. Следовательно, суммарные потери Ь Р, определяемые всеми гармониками тока, должны рассчитываться по 55 формуле ,Р. 2 о

" г=2 РР=2; Iv Ви-Й,Щ lv kzv, V =-1 1 =1 1 =1 (1) где и — количество гармоник;

1 номер гармоники;

Я1 — активное сопротивление двигателя на частоте 50 Гц:

l1- ток 1й гармоники в цепи двигателя, Rv активное сопротивление двигателя на Р-й гармонике;

k Ry = — — коэффициент увеличения Ь

R1 активного сопротивления двигателя на частоте 1-й гармоники по отношению к сопротивлению тока двигателя на частоте первой гармоники.

Как видно из графика на фиг, 2, величина активного сопротивления двигателя возрастает с увеличением номера гармоники.

Это возрастание kRp на повышенных частотах обьясняется проявлением поверхностного эффекта и эффекта близости. Анализ выражения (1) и графика на фиг. 2 показывает, что перегрев обмоток может возникнуть и в том случае, когда действующее значение тока не превышает номинального, В то же время, при использовании для оценки перегрузки такого критерия, как величина тока в двигателе, невозможно получить однозначной зависимости между значением величины тока и температурой нагрева, так как протекание в обмотках двигателя токов высших гармоник, одинаковых по величине, но различных по частоте, вызывает неодинаковые потери от высших гармоник, а.следовательно, и разные температуры их нагрева.

Из вышеизложенного следует, что оценка перегрузки двигателя должна осуществществляться по критерию суммарных потерь активной мощности от высших гармоник, протекающих в обмотке электродвигателя. Этот принцип реализован в предлагаемом устройстве, причем устройство реагирует как на отдельные гармоники тока возникающие в обмотках электродвигателей из-за несинусоидальной формы магнитной индукции в воздушном зазоре, так и на гармоники тока, протекающие в электродвигателе за счет несинусоидальности питающего напряжения сети. Для определения количества гармоник п, подлежащих учету, можно воспользоваться общепринятым в электротехнике 5 -ным уровнем значимости результата, согласно которому необходимо учитывать все те гармоники, неучет которых приводит к погрешности определения дополнительных потерь активной мощности в электродвигателе, равной 5, С этой целью предлагается использовать следующее выражение:

1728919 г

Iv k ят 0,0075 I) К1 (2) В предлагаемом устройстве фильтры 3, 4 высших гармоник, количество которых 5 равно и, настраиваются на частоты гармоник, удовлетворяющих условию (2), Таким . образом, фильтры 3, 4 обеспечивают анализ . кривой тока на наличие несинусоидальности. Квадратирующие блоки 6, 7 и умножители 8, 9 обеспечивают преобразование зарегистрированных величин амплитудных значений токов высших гармоник в величину, пропорциональную дополнительным потерям активной мощности, обусловленных 15 несинусоидальностью, В суммирующем блоке 10 происходит суммирование сигналов, поступающих из умножителей 8, 9 и квадратирующего блока 5. В результате этого на выходе суммирующего блока 10 пол- 20 учают сигнал, пропорциональный суммарным фактическим потерям активной мощности двигателя, при наличии несинусоидальности. В блоке 11 этот сигнал сравнивается с уставкой, пропорциональной 25 номинальным потерям активной мощности в двигателе. (В случае превышения фактических потерь активной мощности над номинальным 30 значением блок 11 сравнения срабатывает и сигнал с выдержкой времени, задаваемой блоком 12, поступает на вход исполнительного органа 13, который подает импульс на сигнал или на отключение в зависимости от 35 условия работы двигателя и технологического процесса, Применение предлагаемого устройства позволяет обеспечить защиту двигателя о перегрузки, обусловленную наличием несинусоидальности в питающем напряжении, что исключает преждевременный выход иэ строя и повышает надежность двигателя.

Формула изобретения

Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки. содержащее датчик тока, соединенный с входом фильтра основной гармоники, фильтры высших гармоник по числу выбранных для учета гармоник, входы которых объединены, блок выдержки времени, выход которого соединен с исполнительным органом, отл и ч а ю щеес я тем,,что, с целью повышения надежности защиты электродвигателя путем учета влияния дополнительных потерь активной мощности, обусловлен н ых несинусоидал ьностью напряжения питающей сети, в устройство введены суммирующий блок, блок сравнения, цепочки из последовательно соединенных квадратирующих блоков и умножителей, входы указанных цепочек соединены с выходами фильтров высших гармоник, а выходы — с соответствующими входами суммирующего блока, к одному.из входоа которого подсоединен выход квадратирующего блока, введенного в цепь фильтра основной гармоники, выход суммирующего блока соединен с входом блока сравнения, выход блока сравнения — с входом блока выдержки времени, а выход датчика тока соединен с обьединенными входами фильтров высших гармоник.

1728919

Составитель Г.Ермаков

Редактор Г.Бельская Техред M,Моргентал Корректор О.Кравцова

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 Т!атент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите электродвигателей

Изобретение относится к электротехнике , а именно к тепловым реле, предназначенным для защиты электрооборудования

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрооборудования и полупроводниковых преобразователей

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите

Изобретение относится к защите электродвигателей от аварийных режимов, в частности от перегрева, и предназначено для защиты электродвигателей, работающих в режиме переменных нагрузок с быстроизменяющейся температурой обмоток

Изобретение относится к электротехнике , а именно к устройствам защиты асинхронных электродвигателей от перегрева, и может быть использовано в системах электропривода общепромышленных механизмов и установок

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических двигателей от перегрева, межвиткового замыкания и обрыва фазы, применяемых в различных отраслях промышленности

Изобретение относится к электротехнике и позволяет отключать напряжение сети при касании человека к токоведущим частям электроустановок

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в однофазных электроприводах переменного тока

Изобретение относится к защите электродвигателей от аварийных режимов, в частности от перегрева, и предназначено для защиты электродвигателей, работающих в режиме переменных нагрузок с быстроизменяющейся температурой обмоток

Изобретение относится к электротехнике , а именно к устройствам защиты асинхронных электродвигателей от перегрева, и может быть использовано в системах электропривода общепромышленных механизмов и установок

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических двигателей от перегрева, межвиткового замыкания и обрыва фазы, применяемых в различных отраслях промышленности

Изобретение относится к области испытаний электроустановок, а именно к обеспечению автоматической защиты энергоустановок от аварий при превышении температуры конструкции допустимого уровня

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для защиты электродвигателей от перегрузки, особенно асинхронных электродвигателей многодвигательного электропривода
Наверх