Устройство для тепловой защиты электрической машины постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 02 Н 5/04, 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875033/07 (22) 16.10.90 (46) 07,10.92, Бюл. N 37 (71) Донецкий политехнический институт (72) В. С. Бутев (56) Сиротин А. А, Автоматическое управление электроприводами, M. Энергия, 1969.—

560 с.

Авторское свидетельство СССР

М 1683116 (заявка М 4762956/07, 1989, решение о выдаче а, с, от 15.03.90 г.)

Н 02 Н 5/04. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Использование: электротехника, а именно средства защиты машин постоянного тока от перегрева, и может найти и рименение в системах электропривода общепромышленных механизмов, Сущность изобретения; устройство для тепловой защиты машины постоянного тока использует в качестве датчика информации о ее тепловом состоянии измерительный мост, образованный обмоткой добавочных полюсов

2, токоизмерительным шунтом 3 и двумя термостабильными резисторами 4 и 5, последний из которых регулируемый. Выходное напряжение измерительного моста через фильтр 6 постоянной составляющей поступает на вход первого нуль-органа 7, а напряжение, снимаемое с зажимов токоизмерительного шунта 3, через фильтр 8 — на вход. второго нуль-органа 9. Он выполнен, как и первый, на базе операционного усилителя. Исполнительное реле 10 включено непосредственно между выходами нуль-органов 7 и 9. 1 ил.

1767604 необходймост выполйения специальных ь 1. В кЛемм для вывода койтактов реле за пределы корпуса машины;

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранное в 1 качестве прототипа устройСтво для тепловой защиты машины постоянного тока, содержащее токоизмерительный шунт, включенный последовательно с контролируемой обмоткой, соединенные последова- 2 тельно регулируемый и нерегулируемый термостабильные резисторы, подключенные параллельно к контролируемой обмотке и токоизмерительному шунту, образуя мостовую схему, свободная Дйагональ кото- 2 рой и зажимы токоизмерительного шунта соединены соответственно с входами первого и второго нуль-органов, инвертор, логический элемент И-НЕ и исполнительное реле, причем нуль-органы выполнены на ба- 3 зе включенных по выходу параллельно компараторов, инвертирующий вход первого из которых соединен с неинвертирующм входом второго и наоборот.

Недостатком указанного устройства яв- 35 ляются сложность схемного решения и подверженность влиянию коммутационных помех, что оказывает отрицательное влияние на надежность его работы.

Целью изобретения является повыше- 40 ние надежности работы устройства для тепловой защиты машины постоянного тока от перегрева . указанная цель достигается тем, что в устройство для тепловой защиты машины 45 постоянного тока, содержащее токоизмерительный шунт, включенный последовательно с контролируемой обмоткой, регулируемый и нерегулируемый термостабильные резисторы, включенные друг отно- 50 сительно друга последовательно и для реализации мостовой измерительной схемы — параллельно контролируемой обмотке и шунту, два нуль-органа и исполнительное реле, дополнительно введены два фильтра 55 постоянной составляющей, входами подключенные к зажимам токоизмерительного шунта и свободной диагонали моста, а выходом — к входам нуль-органов соответственно так, что точка соединения контроИзобретение относится к электротехнике, а именно к средствам защиты машин постоянного тока от перегрева.

Известно устройство для защиты электрической машины от перегрева, выполненное на основе температурного реле, закрепляемого на одной из ее обмоток.

Недостатком такого устройства является сравнительно низкая надежность работы, сложность его крепления к обмоткам и лируемой обмотки с шунтом, однопотенциальные клеммы фильтров, инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго нуль-органов образуют один узел, при5 чем сами нуль-органы выполнены на базе операционных усилителей, а исполнительное реле включено непосредственно между выходами последних.

На чертеже представлена электриче10 ская схема устройства. Последовательно с якорем 1 машины постоянного тока и обмоткой добавочных полюсов 2, выбранной в качестве контролируемой, включен токоизмерительный шунт 3. К внешним по схеме

5 зажимам обмотки 2 и шунта 3, образуя измерительный мост, включена ветвь иэ соединенных последовательно нерегулируемого резистора 4 и регулируемого резистора 5, каждый из которых является

0 термостабильным.

Свободная диагональ измерительного моста через фильтр постоянной составляющей 6 подключена к входу первого нуль-органа 7, а токоизмерительный шунт 3 через

5 фильтр 8 — ко входу второго нуль-органа 9, причем точка соединения обмотки 2 и шунта

3; однопотенциальные клеммы фильтров 6 и

8. а также инвертируемый вход первого нуль-органа 7 и неинвертируемый вход

0 второго нуль-органа 9 образуют один узел.

Исполнительное реле 10 включено непосредственно между выходными зажимами нуль-органов 7 и 9, Фильтры постоянной составляющей однотипны и могут быть выполнены, например, по Т-образной схеме на базе емкостных и индуктивных или резистивных элементов, В качестве нуль-органов предусматривается использование стандартных операционных усилителей, работающих в режиме компараторов напряжения. Исполнительное реле 10 может быть как электромагнитным, так и бесконтактным электронным.

Величина сопротивления регулируемого резистора 5, определяющего установку срабатывания защиты, выбирается из условия балансировки измерительного моста только при перегреве контролируемой обмотки 2 до предельно допустимой температуры, при которои Р Р4 = КЗР5. Поэтому s номинальном режиме баланс моста отсутствует и при протекании по его цепи силового тока якоря 1 на зажимах измерительной диагонали выделяется напряжение, которое и переводит первый нуль-орган 7 в возбужденное состояние. Высокий уровень выходного напряжения имеет при этом и второй нуль-орган 9, который контролирует наличие тока в силовой цепи и выполняет факти1767604

50

Составитель В, Бутев

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Т,Вашкович

Редактор Т. Федотов

Заказ 3554 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 чески функции источника опорного напряжения. Нуль-органы 7 и 9 включены так, что их выходные напряжения в номинальном режиме имеют одну и ту же полярность, в силу чего разность потенциалов на зажимах исполнительного реле 10 равна нулю и оно находится в отключенном состоянии.

Переход машины из двигательного режима работы в генераторный связан с изменением направления силового тока якоря 1 и полярности выходных напряжений нульорганов 7 и 9, Однако при этом не нарушается их синфазность, а следовательно, и состояние исполнительного реле 10.

Перегрев машины сопровождается ростом сопротивления контролируемой обмотки 2 и наступлением баланса измерительного моста, снижением до нуля его выходного напряжения и напряжения на выходе первого нуль-органа 7, в результате чего на зажимах исполнительного реле 10 появляется разность потенциалов, по величине равная опорному напряжению, формируемому вторым нуль-органом 9, что влечет его срабатывание и отключение машины постоянного тока от питающей сети.

Электрические фильтры постоянной составляющей 6 и 8 исключают возможность ложного срабатывания исполнительного реле 10 при возникновении коммутационных помех и вследствие запаздывания, обусловленного индуктивностью контролируемой обмотки добавочных полюсов 2. Именно это вместе с упрощением схемного решения нуль-органов и особенности включения исполнительного реле 10 обеспечивает повышение надежности работы предлагаемого устройства в целом и достижение постав5 ленной цели.

Формула изобретения

Устройство для тепловой защиты электрической машины постоянного тока, содержащее токоизмерительный шунт, 10 предназначенный для включения последовательно с контролируемой обмоткой, регулируемый и нерегулируемый термостабильные резисторы, включенные последовательно и имеющие клеммы для включения

15 параллельно контролируемой обмотке и шунту, два нуль-органа, исполнительное реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, в него дополнительно введены два фильтра постоян20 ной составляющей, входами подключенные . соответственно. к свободному выводу токоизмерительного шунта, и точке соединения регулируемого и нерегулируемого термостабильных резисторов, а выходами — к соот25 ветствующим входам нуль-органов. при этом точка подключения токоизмерительного шунта к контролируемой обмотке, однопотенциальные клеммы фильтров, инвертирующий вход nepeoro и неинвертиру30 ющий вход второго нуль-органов соединены между собой, нуль-органы выполнены на базе операционных усилителей, а исполнительное реле включено непосредственно между выходами последних.