Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 191 (1 9161 2 Н 7/О ИСАНИЕ РЕТЕН ВТОР СКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ ДЛЯ ЗАШИТЪ.ЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности функционирования за 1 циты.Фильтры 4 - 6 реагируют на апериодические слагаемые, присутствуюгцие в фазных токах при неуспешном пуске двигателя. Выдержка времени реле 15 времени и уставка порогового элемента 11 выбираются так, чтобы к моменту появления импульса на выходе реле 15 времени выходной сигнал блока 10 был менее уставки порогового элемента 11, т. е.осуществляется отстройка от апериодических составляющих в токах статора. В момент появления импульса на выходе реле Ж 15 времени сигнала на выходе порогового у элемента 11 нет, а на выходе элемента НЕ %УФ есть. Т. е. на обоих входах элемента И 13 С одновременно присутствуют сигналы, что приводит к появлению отключающего импульса на выходе зашиты. 1 ил.ееИзобретение относится к релейной защите и может быть использовано для защиты электродвигателей переменного тока от перегрузки при неуспешном пуске из-за повреждения приводимого механизма, заклинивания подшипников или приводного механизма, задевания ротора о статор, примерзания механизма (например, водяного насоса), завала механизма (например, из-за завала топливом дробилок и мельниц системы топливоприготовления электростанций), из-за обрыва фазы, при глубоких посадках напряжения на питающих шинах, при внутренних коротких замыканиях и в других случаях когда при включении двигателя в работу он не разворачивается.Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности функционирования зашиты.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит три фазных датчика 1 - 3 тока статора двигателя, соединенные через фильтры 4 - 6 инфранизкой частоты и три выпрямителя 7 - 9 с блоком 10 преобразования выпрямленных фазных сигналов низкой частоты, выход которого через пороговый элемент 11, логический элемент НЕ 12 подключен к логическому элементу И 13, замыкающий блок-контакт 14 выклк)- чателя двигателя, импульсное реле 15 времени.Датчики 1 - 3 тока служат для преобразования фазных токов статора защищаемого электродвигателя в пропорциональные им напряжения и могут быть выполнены, например, в виде шунта, трансреактора, специального измерительного преобразователя ток - напряжение и т. п. Фильтры 4 - 6 служат для выделения составляющих инфранизкой частоты (единицы герц) в фазных токах статора двигателя и могут быть построены как на дискретных полупроводниковых элементах, так и в виде активных КС-фильтров на интегральных микросхемах. Выпрямители 7 - 9 выпрямляют фазные переменные напряжения низкой частоты с выходов фильтров 4 - 6. Дополнительно введенный функциональный блок 1 О преобразования выпрямленных фазных сигналов низкой частоты служит для формирования из трех выпрямленных фазных сигналов низкой частоты с выходов выпрямителей 7 - 9 одного непрерывного аналогового сигнала, который все время существования составляющих низкой частоты в фазных токах статора не спадает до нулевого значения. Блок 10 может быть выполнен, например, в виде сумматора на операционном усилителе. При этом, поскольку низкочастотные составляющие фазных токов статора сдвинуты относительно друг друга на 120, то напряжение на выходе сумматора, складываемое из выпрямленных фазных составляющих низ 5 1 О 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 кой частоты, все время существования этих составляющих не падает до нуля. Другой вариант реализации блока 10 - максиселектор, т. е. элемент, сигнал на выходе которого равен наибольшему из нескольких его выходных сигналов (в данном случае - наибольшему из трех выпрямленных сигналов низкой частоты, подаваемых на три входа блока 10). Т. е. и в этом варианте реализации блока 10 сигнал на его выходе все время существования составляющих низкой частоты в токах статора не падает до нуля,Максиселектор может быть выполнен в простейшем случае в виде пассивного диодно-резисторного логического элемента ИЛИ, а также в виде более сложных и совершенных устройств на операционных усилителях. Т. е. функционально блок 10 решает задачу либо выбора максимального мгновенного значения из трех выпрямленных низкочастотныхсигналов (вариант с применением максиселектора), либо суммирования мгновенных значений трех выпрямленных низкочастотных сигналов (вариант с применением сумматора). В обоих случаях сигнал на выходе блока 10 имеет одну полярность и не спадает до нуля все время, пока в токах статора есть низкочастотные составляющие.Сигнал на выходе порогового элемента (компаратора) 11 появляется если входной сигнал превышает некоторый заданный уровень, Пороговый элемент 11 служит для отстройки от небалансов на выходах фильтров 4 - 6 в переходном режиме при включении двигателя (прежде всего, отстройки от реакции фильтров 4 - 6 на апериодические составляющие в фазных токах статора). Сигнал с выхода порогового элемента 11 через логический элемент НЕ 12 подан на один из двух входов элемента И 13. Блок- контакт 14 выключателя замыкается при включении выключателя двигателя и подает сигнал на вход импульсного реле 5 времени. Кратковременный импульс на выходе реле времени появляется спустя заданную выдержку времени, необходимую для отстойки фильтров 4 в 6 от апериодической составляющей в фазных токах статора. Выход реле времени соединен со вторым входом логического элемента И 13.Устройство работает следующим образом.При неуспешном пуске двигателя в его фазных токах присутствуют составляющая 50 Гц и апериодическая слагаемая, а составляющей низкой частоты нет. Поэтому, на выходах фильтров 4 - 6 сигналы не появляются. Фильтры 4 - 6 реагируют на апериодические слагаемые появлением на их выходах кратковременных всплесков. Выдержка времени реле 15 времени и уставка порогового элемента 1 выбираются сов3096 5 1 О 15 20 Формула изобретения 25 30 35 40 45 Составитель Т. ШегольковаРедактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор М. СамборскаяЗаказ 144348 Тираж 619 ПодписноеВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 местно так, чтобы к моменту появления импульса на выходе реле 15 времени выходной сигнал блока 10 был менее уставки порогового элемента 11 (т. е, осуществляется отстройка от апериодических составляющих в токах статора). Следовательно, в момент появления импульса на выходе реле 15 времени сигнала на выходе порогового элемента 11 нет, а на выходе логического элемента НЕ 12 есть. Т. е. на обоих входах логического элемента И 13 одновременно присутствуют сигналы, что приводит к появлению отключающего импульса на выходе защиты.При успешном пуске двигателя в его фазных токах присутствуют составляющие низкой частоты, которые выделяются фильтрами 4 - 6, выпрямляются выпрямителями 7 - 9 и блоком 10 преобразуются в непрерывный сигнал, ниспадающий до нуля все время существования составляющих низкой частоты. Т. е. в момент прохождения импульсов от реле 15 времени на один из входов логического элемента И 13 на другом его входе сигнал отсутствует. поскольку выходной сигнал блока 10 превышает уставку порогового элемента 11. Следовательно, при успешном пуске двигателя защита не срабатывает.В целом, быстродействие предложенного устройства повышено по сравнению с известным за счет того, что с помощью специального блока 10 преобразования из трех низкочастотных составляющих фазных токов статора сформирован один непрерывный, неспадающий до нуля в переходном процессе успешного пуска сигнал. Т. е. этот результирующий сигнал постоянно (до затухания низкочастотных составляющих в токах статора) превышает уставку порогового элемента 11. Поэтому в предлагаемом устройстве нет необходимости во втором импульсном реле времени, которое в известном устройстве вводило замедление в действие защиты для того, чтобы при успешном пуске с выхода фильтра после затухания апериодической слагаемой прошла хотя бы одна полуволна низкочастотной составляющей и сработал пороговый элемент. С другой стороны, повышенное быстродействие предлагаемого устройства по сравненпк с известным повысило надежность функционирования защиты, особенно для двигателей относительно небольшой мощности и быстрым пуском.По сравнению с известными устройства ми (фильтровые защиты, максимальные токовые зашиты) предлагаемое устройство от. личается высоким быстродействием и способностью осуцествлять защиту электродвигателей от неуспешного пуска по любой причине механического или электрического характера, т. е. расширением функциональных возможностей. Экономический эффект от примененения предлагаемого устройства заключается прежде всего в уменьшении затрат на восстановительный ремонт электродвигателей и приводимых механизмов за счет более быстрого отключения и сокращения масштабов разрушений, а также за счет увеличения срока службы электродвигателей и приводимых механизмов. Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске, содержащее фазный датчик тока статора двигателя, фильтр низкой частоты, выпрямитель, пороговый элемент, а также последовательно соединенные замыкающий блок-контакт выключателя дви гателя и им пульсов реле времени, подключенное к одному из входов логического элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности функционирования защиты, в него дополнительно введены два фазных датчика тока статора двигателя, два фильтра низкой частоты, два выпрямителя, блок преобразования выпрямленных фазных сигналов низкой частоты и логический элемент НЕ, причем все три фазные цепи выполнены в виде последовательно соединенных датчика тока статора двигателя, фильтра низкой частоты и выпрямителя и подключены к входам блока преобразования выпрямленных фазных сигналов низкой частоты, выход которого через пороговый элемент и логический элемент НЕ соединен с вторым входом логического элемента И.