Устройство защиты шахтных электроустановок от перегрузки

 

В.И.Друбецкий, В. Н.Хорин и А. В - чавei@ak,.

l у; 7.„- . - " с (72) Авторы .изобретения

Государственный проектно-конструкт институт угольного машинострое (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ШАХТНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ!

Изобретение относится к защите шахт. ных машин и механизмов с асинхронным электроприводом от перегрева и перегру.-. зок.

По основному авт. св. No.. 506096 ,известю устройство защиты шахтных эле5 ктроустановок от перегрузки, содержащее датчик тока, квадратор с тепловым аналогом, выполненный на транзисторном термодатчике с блокинг-генератором, подключенным через логическую схему И к исполнительному органу (1 ).

Однако шахтные машины и механизмы работают в тяжелых условиях, когда нагрузка на них во время работы нерезко превышает в 2-3 раза и более номиналь ную. В этом случае асинхронный электродвигатель привода развивает максимальный момент, после чего происходит его остановка (опрокидывание"). Макси- 2о мальный момент, развиваемый электродвигателем, в сочетании с маховым моментом ротора Ьлектроцвигателя в момент остановки, вызванной перегрузкой рабочьго органа машины, создает значительаюе перегрузки в механической части привода и рабочего органа мащины, что нередко приводит к выходу их из строя.

Отключить электродвигатель до разви тия им максимального момента и погасити инерцию ротора элвктродвигателя после отключения за минимальный промежуток времени известное устройство 4е может в силу инерционности нагрева датчиков тока, инерционности теплового аналога электродвигателя и отключающего блока.

Целью изобретения является увеличе» ние быстродействия защиты.

Поставленная цель достигается теа, что в устройство защиты шахтных элевтроустановок QT перегрузки введены ти ристорно-диодный переключатель с блоком управления, два блока согласования, два амплитудно-импульсных преобразователя, генератор заданюй частоты и пороговый блок, причем тиристорно-диодный переключатель включен в силовую цепь между электродвигателем нагрузки и отключаю3 983869 щнм блоком, четыре входа блока управл ния подключены к фазам сети, четыре выхода — к управляющим электродам тириоторов тиристорно-диодного переключателя, управляющий вход — к первому выходу по рогового блока, второй выход которого соединен с вторым входом исполнительного органа, первый вход порогового блока через. первый амплитудно-импульсный преобразователь соединен с выходом первого 10 блока согласования, вход которого подключен к двум фазам сети, второй вход порогового блока через второй амплитудно- импульсный преобразователь подключен к выходу второго блока согласования, вы- 15 ход которого соединен с датчиком тока, выходы генератора заданной частрты под ключены ко вторым входам амплитудно- импульсных преобразователей.

На фиг. 1 приведена функциональная 20 электрическая схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений на входе или выходе функциональных блоков схемы.

Устройство защиты шахтных электроустановок от перегрузки содержит датчики 1 и 2 тока, являющиеся одновременно квадраторами тока, тепловые аналоги на транзисторных термодатчиках 3,4 и блокинг-генераторах 5 и 6 логическую схему И 7, исполнительный орган 8, переменные резисторы 9 и 10, кнопки 11 и

12 для проверки его работоспособности, постоянные резисторы 1 3 и 14, отключа- 35 ющий блок 15, тиристорно-диодный переключатель 16 с блоком 1 7 управления, первый 18 и второй 19 блоки согласования, первый 20 и второй 21 амплитудно-импульсные преобразователи, генера- 4О тор 32 заданной частоты, пороговый блок 23 и нагрузку 24 в виде асинхронного электродвигателя электропривода шахтной машины или механизма.

Устройство работает следующим образом.

При работе машины без перегрузки (момент нагрузки не превышает номинальный момент двигателя М, .—. М щ „, фиг. 2 а и б,,зоны Х и П) найряжение выходного сигнала блока 19 согласования по амплитуде меньше напряжения выходного сигнала блока 18 согласования.

Блоки 18 и 19 предназначены для гальванического разделения и согласования по уровню сигнала силовой сети 660 В с входами амплитудно-импуньсных преобразователей 20 и 21 и могут быть выполнены, например, в виде разделительных согласующих трансформаторов.

B результате амплитуды импульсов напряжения на выходе амплитудно-импульсного преобразователя 21 (фиг. 2 г) будут меньше амплитуды синфазных импульсов напряжения на выходе амплитудноимпульсного преобразователя 20 (фиг. 2 д)

Генератор 22 заданной частоты работает постоянно во время работы машины (фиг. 2в). Его сигналы поступают на вход амплитудно-импульсных преобразователей 20 и 21, которые представляют собой например, транзисторы, у которых на коллектор подается напряжение с соответствующих блоков 1 8 и l 9 согласования, а на базу поступают сит нилы генератора 22 заданной частоты.

Выход амплитудно-импульсного пре образователя 20, задающего уровень перегрузки машины, соединен с первым входом с базой входного транзистора

- д — типа порогового блока 23, а выход амплитудно-импульсного преобразователя 21, выдающего сигнал, пропорциональный действительной нагрузке машины, соединен с вторым входом с эмиттером входного транзистора порогового блока 23. В результате на базе входного транзистора появляются положительные импульсы напряжения (фиг. 2 е), которые не изменяют состояния порогово

ro блока 23, так как входной транзистор порогового блока 23 находится в режиме насыщения. Напряжение на выходе порогового блока 23 (фиг. 2ж) через испол- нительный орган 8 поддерживает отключающий блок 15 во включенном положении, на другой вход которого поступает сигнал с выхода логической схемы И 7, так как в этом режиме через датчики

1 и 2 тока проходит номинальный ток и выделяется такое количество тепла, что температура нагрева транзисторных термодатчиков 3 и 4 недостаточна для полного шунтирования положительной обратной связи блокинтгенераторов 5 и 6.

При работе машины с перегрузкой (М, „.7М,ощ, фиг. 2а и б зона Щ). Нацряжение вйходного сигнала блока 19 со жасования растет, и как только амщтитуда его станет больше амплитуды напряжения выходного сигнала блока 18 cot ласования "(МИою71,5 Миог, зона 1У) на выходе порогового .блока 23 появлящтся отрицательные импульсы напряжения (фиг. 2 е), запирающие его входной транзистор, в результате чего напряже5 9838 ние на выходе порогового блока 23 пропадает. При этом блок 17 управления тиристорно-диодного переключателя 16, снимает, управляющее напряжение с управляющих электродов тиристоров тирив1 торно-диодного переключателя 16 и тиристоры закрываются, снимая переменное напряжение с электродвигателя 24 и подавая на одну из его фаз однополупериодное выпрямленное напряжение. Эпек 10 тродвигатель 24 из рабочего режима переходит в режим динамического торможения, в котором происходит быстрое гашение инерции ротора электродвигателя.

Одновременно с выходов исполнительного И органа 8 снимаются сигналы, так как пропадает сигнал с выхода порогового блока 23 и логической схемы И 7 в результате возрастания величины тока, проходящего через датчики 1 и 2 тока, 20 и количества тепла, выделяемого в них, в результате чего растет их температура. При определенной температуре транзисторные термодатчики 3 и 4 шунтируют положительную обратную связь блокинта5 генераторов 5 и 6, которые перестают генерировать, и:с входа логической схемы И 7 снимается сигнал.

Из фиг. 2 (зона 1У) видно, что при появлении сигнала перегрузки s первый же цолупериод синусоидального напряжения, т.е. за время 10 м/с происходит срабатывание порогового блока 23, и переключение тиристорно -диодного переключателя л. 6 на режим динамического торможения электродвигателя. Динамическое торможение электродвигателя 24 производится до момента отключения отключающего блока 15, время отключе ния которого колеблется в пределах 80- о

100 м/с.

Изобретение позволяет увеличить быстродействие срабатывания устройства за69 6 щиты шахтных электроустановок от перегрузки е

Формула изобретения

Устройство защиты шахтных электроустановок от перегрузки по авт. св.

¹ 506097, о т л и ч а ю m е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены тиристорно-диодный переключатель с блоком управления, два блока согласования, два амплитудноимпульсных преобразователя, генератор заданной частоты и пороговый блок, причем тиристорно-диодны В переключатель включен в силовую цепь между электродвигателем нагрузки и отключаюппва бло» ком, четыре входа блока управления подключены к фазам сети, четыре выходак управляющим электродам тиристоров тиристорно-диодного переключателя, упра впяющий вход - к первому выходу порогового блока, второй выход которого соединен с вторым входом исполнительного органа, первый вход порогового блока через первый амплитудно-импульсный преобразователь- соединен с выходом пер вого блока согласования, вход которого подключен к двум ф зам сети, второй вход порогового блока через второй амплитудно-импульсный преобразователь подключен к выходу второго блока согласования, выход которого соединен с датчиком тока, выходы генератора заданной частоты подключены к вторым входам амплитудно-импульсных преобразователей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 506097, кл. Н 02 Н 3/08, 1974.

983869

Vke Ф б

Иве 22

<А и

/Acr?0

lfbee 25 г-

ВНИИПИ Заказ 9944/67 Тираж 669 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгороа, ул. Проектная, 4