Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от вращения в обратном направлении

 

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{ii) 744838 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

I (22) Заявлено 300378 (21) 2595751/24-07 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 300680. Бюллетень ¹,24

Дата опубликования описания 300680 (51)М. Кл.2

Н 02 Н 7/97

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 316. .925(088.8) (72) Автор изобретения

А. И. Агафонов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ВРАЩЕНИЯ В ОБРАТНОМ

НАПРАВЛЕНИИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе там, где требуется точное соблюдение направления вращения трехфазного двигателя, напри- 5 мер определенное направление вращения асинхронного двигателя пакета дисков или барабанов накопителей на магнитных дисках или барабанах,так как в них плавающий элемент магнит- 10 ной головки сориентирован только на определенное направление вращения магнитоносителя.

Известно, что направление вращения трехфазного электродвигателя 15 определяется последовательностью подключения фаз трехфазной сети переменного тока. Различают при этом прямую и обратную последовательность фаз, а с ней и прямое и обратное на- 20 правление вращения трехфазного электродвигателя. Устройства для определения последовательности чередования фаз (а с ней и направления вращения двигателя) в электротехнике 25 известны еще как фильтры напряжения обратной последовательности.

Известно устройство для защиты электродвигателя в случае случайного изменения направления вращения, кото-30

2 рое содержит датчики (трансформаторы тока) с выпрямителями, схему выдержки времени, пороговый элемент, стабилизирующий элемент и транзисторный усилитель с исполнительным реле fi) .

Работа устройства основана на резком увеличении тока через обмотку двигателя при случайном изменении направления вращения его.

Недостатки устройства — значительные габариты из-за наличия трансформаторов тока, размеры которых растут с увеличением мощности двигателя, значительная мощность потребления и необходимость блокировки защиты при пуске электродвигателя, так как сигнал на выходе трансформатора зависит от тока в цепи обмотки двигателя.

Известно устройство для блокировки обратного хода синхронного микродвигателя, в котором используются стопорные шарики и элемент в виде профилирующей поверхности с блокирующими выступами для стопорных шариков (2j .

Недостатком устройства является возможность применения его только для маломощных электромашин из-за трудности обеспечения необходимой механической прочности для более

744838 мощных электромашин. Кроме того, более мощные электромашины не могут находиться длительно в заторможенном состоянии из-за перегрева обмоток. Устройство имеет низкую надежность.

Известно также устройство, содержащее фильтр напряжения обратной повледовательности, подключенный к фазам питающей сети с исполнительным элементом на выходе (31 .

Однако работоспособность устройства зависит от колебаний частоты питающей сети (изменяется величина реактивного сопротивления и происходит нарушение заданных соотношений между активными и реактивными сопротивлениями), от перекоса напряжений фаз, от неточности подбора сопротивлений пдеч (особенно реактивного), от изменения величин сопротивлений при климатических воздействиях, что и приводит к появлению значительной величины напряжения небаланса. Кроме того, устройство имеет значительные габариты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее элемент, чувствительный к сдвигу фаз питающего напряжения с исполнительным элементом на его выходе. Фазочувствительный элемент выполнен на тиристорах f4).

Однако данное устройство имее .-. большие габариты и потребление и обладает недостаточной надежностью.

Цель изобретения — устранение зависимости устройства защиты от колебания частоты питающей сети, перекоса фаз, уменьшения габаритов, потребляемой мощности и в итоге существенное повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты трехфазного электродвигателя от вращения в обратном направлении, содержащем фазочувствительный элемент,. подключенный входами к фазам сети, и исполнительный элемент, подключенный к его выходу, фазочувствительный элемент выполнен в вице трех преобразователей синусоидального сигнала в серию прямоугольных импульсов, соединенных попарно с соответствующими входами трех логических элементов И, при этом выход первого логического элемента И соединен с первым входом триггера, выход второго элемента И соединен со вторым входом триггера, а выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй. вход которого подключен к выходу триггера.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — времен ные диаграммы работы элементОв устройства при прямой последовательнос,ти чередования фаз, на фиг. 3 — то же, при обратной последовательности.

Устройство содержит подключенные своими входами 1, 2 и 3 к соответствующим фазам питающей сети три преобразователя 4, 5 и 6 синусоидалЬного сигнала фаз сети в серию прямоугольных импульсов, логические элементы И 7, 8 и 9, триггер 10, логический элемент И 11, исполнительный элемент 12. На входы 1, 2 и 3 преобразователей 4, 5 и 6 поступают синусоидальные напряжения фаз в определенной последовательности.

Устройство работает следующим образом.

На вход 1 поступает напряжение фазы й, на вход 2 — напряжение фазы Н, на ьход 3 — напряжение фазы С.

С выходов преобразователей 4, 5 и 6 сигналов выдаются серии импульсов соотвественно U4, U>, U длительностью импульсов 1/2 Т и периодом повторения T. Серии импульсов U4, U, Нь поступают попарно на соответствующие входы логических элементов

И 7, 8 и 9. На входы логического элемента И 7 поступают серии импульсов с выходов преобразователей 4 и

5, на входы элемента И 8 — серии импульсов с выходов преобразователей 5 и 6 и на входы элемента И 9 с выходов преобразователей 6 и сигналов. С выходов логических элементов И 7, 8 и 9 выдаются серии импульсов соответственно U, U e, U длительностью 1/В Т, следующих друг за другом и смещенных относительно друг друга на 1/6 T. При этом серия импульсов с выхода логического элемента И 7 взводит триггер 10 в положение "1", серия импульсов с выхода элемента И 8 сбрасывает триггер 10 в положение 0". С единичного выхода триггера 10 выдается серия импуль— сов Ut длительностью 1/3 Т. Серия импульсов U„ с выхода триггера 10 и серия импульсов Озс выхода логического элемента И 9 поступают на входы логического элемента 11. Как видно на временной диаграмме эти серии импульсов приходят на логический элемент И 11 в разное время, в результате чего на выходе элемента

И 11 серия импульсов отсутствует. исполнительный элемент 12 не срабатывает и тем самым разрешается вращение электродвигателя в прямом направлении.

На фиг. 3 представлены временные диаграммы работы элементов устройства при подаче на входы 1, 2 и 3 напряжений фаз А, Б и С сети в обратной последовательности. Работа элементов

4, 5, 6, 7, 8 и 9 происходит аналогично описанному выше. Отличие заключается в нарушении очередности следования серий импульсов на выходе элементов И 7, 8 и 9. Здесь серии 744838

ß3 с импульсов следуют в такой последовательности: серия импульсов U серия импульсов 0й и серия импульсов Ug. Серия импульсов U> с выхода логического элемента И 7 взводит триггер 10 в положение "1". Серия

5 импульсов Uy с выхода логического элемента И 9 поступают на вход элемента И 11, на втором входе которого в этот момент с выхода триггера 10 поступает "1". Последним приходит импульс серии 08 на сброс триггера

10. И так цикл работы повторяется.

В результате на выходе элемента И

11 выдается серия импульсов UH, которая вызывает срабатывание исполнительного элемента, запрещая вращение электродвигателя в обратном направлении. В качестве исполнительного элемента может быть использован триггер.

Суммарные габариты элементов 20 данного устройства намного меньше габаритов известного.

Мощность потребления также существенно меньше.

Работоспособность устройства не Я5 зависит от колебаний частоты сети, o ã перекоса напряжений фаз сети.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от вращения .в обратном направлении, содержащее фазочувствительный элемент, подключенный входами к фазам сети, и исполнительный элемент, подключенный к его выходу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьааения надеж- ности, уменьшения габаритов и потребления, фазочувствительный элемент выполнен в виде трех преобразователей синусоидального сигнала в серию прямоугольных импульсов, соединенных попарно с соответствующими входами трех логических элементов И, при этом выход первого логического элемента И соединен с первым входом триггера, выход второго элемента И соединен со вторым входом триггера, а выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Франции 9 2266344, кл. H 02 Н 7/97, 1975.

2. Заявка ФРГ М 2124012, кл. H 02 Н 7/97, 1973.

З.Чернобровов H. Ф. Фильтр напряжения обратной последовательности.—

"Релейная защита". М., "Энергия", 1971. с. 169-172.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 579675, кл. Н 02 H 7/09, 1976.

744838

aaZ

ЦНИИПИ Заказ 3829/20

Тираж 783 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул . Проектная,4