Устройство для защиты синхронного электродвигателя от асинхронного режима

 

Сотоз Советсиии

Социалистичесиик

Ресттубпик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„909745 (61) Дополнительное к авт,саид-ву (22)» »«o 1 1 ° . 07. 80 (21) 2953636/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28.02 .82 (5! )М. Кл.

Н 02 Н 7/08

9еудврстееивй комитет

СССР во делам иаобретеиий и открытий (53) УДК 621 ° 316..925{088.8) (72) Авторы изобретения т

В.ф. Сивокобыленко, А.В. Левшов и А.А Иишла

Донецкий ордена Трудового Красного З Ъмеййполитехнический институт (71) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА41 ИТЬ! СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ОТ АСИНХРОННОГО PEEht1A

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты синхронных электродвигателей.

Известно устройство для защиты синхронных электродвигателей от асинхронного режима работы, содержащее магнитный датчик углового положения ротора, две схемы- формирования импульсов, триггер, линию задержки и исполнительный орган. При превышении углом нагрузки значения 120о на выходе исполнительного органа появляется сигнал, действующий на отключение двигате(ля 13 .

Ссновным недостатком указанного устройства защиты синхронного дви" гателя от асинхронного режима является необходимость установки на валу электродвигателя дополнительных приспособлений, необходимых для работы магнитного датчика, что не всегда возможно по техническим причинам.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты синхронного двигателя от асинхронного режима, содержащее два измерительных элемента мощности, входы которых подключены к измерительным трансформаторам тока и напряжения, а выходы - к элементу совпадения вспомогательного трансформатора тока, первичная обмотка которого через резистор подключена к вторичным цепям измерительного трансформатора напряжения, а вторичная — паралллельно вторичной обмотке измерительного трансформатора тока 21 .

Гсновным недостатком известного устройства является сложность его измерительной части в связи с применением для выявления асинхронного режима двух реле направления мощности, что понижает надежность работы.

Цель изобретения - упрощение уст" ройства и повышение надежности.

9097

При потере двигателем синхронизма он переходит в режим постоянного или периодического потребления реактивной мощности, что и является отличительным признаком асинхронного режима. В этом случае при повороте вектора тока 3А на 60О в сторону отставания время совпадения положительных полуволн контролируемого тока

3 4

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты синхронного электродвигателя or асинхронного режима, содержащее преобразователь трка и преобразователь напряжения, подключенные своими первичными обмотками к фазам питающей сети, вспомогательный трансформатор тока, первичная обмотка которого через резистор подключена к вторичной обмотке преобразователя напряжения, а вторичная - к втори ной обмотке преобразователя тока, а также элемент И и исполнительный блок, дополнительно снабжено элементом временной задержки и расширителем импульсов, причем входы элемента И подключены к выходам преобразователя напряжения и преобразователя тока, при этом выход элемента И через последовательно соединенные элемент временной задержки и расширитель импульсов подключен к исполнительному блоку.

На фиг.1 показана принципиальная схема устройства с выделением функциональных блоков;на фиг. 2 - времяимпульсные диаграммы работы основных элементов устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 напряжения, преобразователь

2 тока, вспомогательный трансформатор 3 тока, элемент l1 4, элемент 5 временной задержки, расширитель 6 импульсов, исполнительный блок 7.

На вход преобразователя 1 напряжения подается напряжение, а на вход преобразователя 2 тока — ток контролируемого присоединения, Преобразователь 1 напряжения и преобразова40. тель 2 тока осуществляют выделение иэ синусоидальных входных сигналов положительных полуволн напряжения и тока. Выходные сигналы преобразователя 1 напряжения и преобразовате45 ля 2 тока поступают на входы элемента И 4, предназначенного для сравнения полярности входных сигналов.С выхода элемента И 4 сигналы поступают на элемент 5 временной задержки, осуществляющий задержку входного сиг50 нала на заданное время. Импульсный сигнал с выхода элемента 5 временной задержки поступает на вход расширителя 6 импульсов, предназначенного для преобразования последовательности импульсов в сигнал постоянного уровня. C выхода расширителя б импульсов сигнал постоянного уровня поступает на вход исполнительного блока 7, осуществляющего контактный выход устройства.

В статическом состоянии устройства диоды S и 9 и транзисторы 10 и 11 открыты, а транзисторы 12 и 13 и тиристор 14 закрыты, емкости 19 и 16 разряжены.

На вход преобразователя 1 напряжения подается какое-либо линейное напряжение, а на вход преобразователя

2 тока — ток одной из фаэ обмотки статора. Комбинация входных величин должна быть такой, чтобы при устойчивой синхронной работе двигателя с

cosH = 1 угол между током и напряжением равнялся 60о например ток 3А и напряжение ЬА . С помощью фазоповоротных цепочек, состоящих из элементов 17-20 осуществляется компенсация угловых погрешностей разделительных трансформаторов 21 напряжения и 22 тока. В каждый полупериод контролируемого напряжения ИА и тока 3А с помощью диодов 23-26 осуществляется выделение положительных полуволн напряжения U»2nÄ U»24 U 2 и

U, которые осуществляют эапирание диодов 8 и . При одновременном запирании диодов 8 и 9 закрывается транзистор 11. В результате этого разрешается заряд емкости 15. После заряда емкости 1g до напряжения пробоя стабилитрона 27 последний, пробиваясь, открывает транзистор 11.

Таким образом, осуществляется сравнение времени совпадения однополярных полуволн контролируемого тока и напряжения с заданным временем элемента временной задержки - временем заряда емкости 15 до напряжения пробоя стабилитрона 27. При угле между контролируемым током и напряжением

60, т.е. при устойчивой-. синхронной работе двигателя с сок = 1,время совпадения тока и напряжения составляет 6,7 мс и за это время емкость

1 не успевает зарядиться до напряжения пробоя стабилитрона 27.

9097

11сточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CLIA 11 3525913, кл. Н 02 Н 7/08, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР и 353312, ï. Н 02 Н 7108, 1970.

5 и напряжения составляет 10 мс. Для повышения надежности срабатывания время заряда емкости 15 до напряжения пробоя стабилитрона 27 необходимо выбрать меньше 10 мс, например

8,3 с.В этом случае зона работы устройства составляет 3,33 мс,т.е. 60 .

Таким образом, сигнал на выходе элемента 5 временной задержки (открытие транзистора 11) появляется лишь при значениях угла 4 лежащих в зоне 30о 6 Ч ñ <90о в режиме потребления двигателем реактивной мощности. В рабочих режимах угол в указанную зону не входит, а в асинхронном режиме входит периодически или находится в ней clocToRHHQ.

При превышении времени совпадения однополярных полуволн тока и напряжения времени, заданного для заряда . 20 емкости 15 до напряжения пробоя стаСилитрона 27, что происходит при попадании вектора тока, в зону рал боты устройства 30" с < c 90 в режиме потребления двигателем реактив- 25 ной мощности, последний, открываясь, открывает транзистор 11. Положительный потенциал коллектора открытого транзистора 11 через расширитель 6 импульсов, гередается на вход испол- 30 нительного блока 7. При устойчивой

-отере двигателем синхронизма, что выясняется по истечении заданной выдержки времени, определяемой постоянной заряда емкости 16 до напряжения открытия однопереходного транзистора 13, открывается тиристор 14 исполнительного блока 7 и срабатывает

Электромагнитное реле 28, осуществляя выход устройства.. 40

При необходимости зона работы устройства может быть изменена в люСых пределах путем изменения постоян. ной заряда емкости 15 с помощью регулируемого резистора 29 и комбинации45 входных контролируемых. величин. Уставка по времени срабатывания регулируется переменным резистором 30.

Введение элемента временной задержки, годключенного к выходу элемента И, позволяет отказаться от применения двух реле направления мощности, что существенно упрощает схему. При этом, изменяя величину временной задержки, получают возможность изменять. зону работы устройства в любых требуемых пределах.

Введение расширителя импульсов, осуществляющего преобразование импульсного сигнала на выходе элемента временной задержки в постоянный, позволяет выявить асинхронный режим уже при первом повороте вала ротора. функциональная структура предлагаемого устройства отличается законченностью, что позволяет использовать его без дополнительных реле времени в схемах защиты синхронных двигателей от асинхронного режима.

Наиболее эффективно использование предлагаемого устройства для защиты от асинхронного режима мощных синхронных электродвигателей, применяемых для привода ответственных меха низмов, в производственных системах с непрерывным технологическим циклом. Величина экономического эффекта определяется в каждом конкрет. ном случае и зависит от степени ответственности приводимого механизма, мощности и типа двигателя, ущерГа, связанного с нарушением технологического процесса.

Формула изобретения

Устройство для защиты синхронного электродвигателя от асинхронного режима, содержащее греобразователь тока и преобразоватегь напряжения,подключенные своими первичными обмотками к фазам питающей сети, вспомогательный трансформатор тока, первичная обмотка которого через резистор подключена к вторичной обмотке преобразователя напряжения, а вторичная к вторичной обмотке преобразователя тока, а также элемент И и исполнительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, оНо дополнительно снабжено элементом временной задержки и расширителем импульсов, причем входы элемента К подключены к выходам преобразователя напряжения и преобразователя тока, при этом выход элемента И через последовательно соединенные элемент временной задержки и расширитель импульсов подключен к исполнительному блоку.

9091 "5

"3f

У з

v/i

2Л

ВНИИПИ Заказ 905/74 Тираж 670 Подписное

«« филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул,Проектная,4