Устройство для защиты электрических машин

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИН О 7/ Н ГОСУДАРСТВЕННПО ЛАМ ИЗ ЦЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МА 1 ИИН по авт.св, Р 989656, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты электрических машин путем устранения влияния одиночных искрений по коллектору, оно дополнительно снабжено счетчиком импульсов, один вход которого подключен к выходу генератора эталонным. частот, другой вход - к выходу основного элемента ИЛИ, а выход служит выходом устройства.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствамзащиты электрических машин от аварийных режимов, и может быть использовано, например, для защиты электрических машин электрического подвижного состава от круговых огней икоротких замыканий.По основному авт.св. Р 989656 известно устройство для защиты электрических машин от аварийных режимов,содержащее подключенные параллельновходным зажимам электрической машины датчики напряжения, к которымподключены генераторы импульсов почислу электрических машин, которые 15подключены к блокам сравнения, выполненных в виде трех триггеров, двухвходовых элементов И и одного основного элемента ИЛИпричем вход каждого управляемого генератора импуль" 20сов подключен к выходу датчика напряжения, выходы первого и второгоуправляемого генератора импульсовподключены к раздельным входам первого триггера, выходы третьего и 25четвертого генератора импульсовподключены к раздельным выходам третьего триггера, кроме того, выходы упомянутых генераторов подключены, соответственно, к выходу второго и третьего генератора, которыесоединены также с первыми входамиэлементов И, вторые входы которыхподключены к выходам второго триггера, причем выходы всех элементов И подключены ко входам блокавыделения разностных частот, другойвход которого подключен к генератору эталонных частот, а блок выделения разностных частот содержит всебе дополнительные элементы ИЛИ 40по числу каналов, блоки смешиваниячастот, к одним входам которых подключен генератор эталонных частот,к другим - выходы дополнительныхэлементов ИЛИ, каждый из которых 45подключен к выходу двух элементов Иодного канала, а выходы блоков смешивания частотявляются входамиосновного элемента ИЛИ 13,Однако, как показывает практика, поверхность коллектора не бывает идеально ровной и с одинаковым сопротивлением набегающего и сбегающего краев щетки, что приводит к образованию одиночных искрений, не характеризующих переход машины в аварийный режим. Однако данное устройство воспринимает такой режим работы как аварийный, что подтверждается осциллограммой, представленной на 60 фиг. 1. В этом случае с выхода системы обнаружения аварийных режимов подается сигнал на тиристор исполнительного элемента, что приводит к ложному срабатыванию силовых аппара 65 тов, отключающих силовую схему от источника питания.Целью изобретения является повышение эффективности защиты электрических машин путем устранения чувствительности к одиночным искрениям.Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты электрических машин от аварийных режимов дополнительно снабжено счетчиком импульсов, причем один вход счетчика подключен к выходу генератора эталонных частот, второй вход - к выходу основного элемента ИЛИ, а выход счетчика служит выходом устройства. Такое выполнение устройства позволяет устранить влияние одиночных ускорений на срабатывание защиты, так как дополнительный счетчик через каждый период следования эталонных частот сбрасывается в исходное состояние и не позволяет осуществить накопление сигналов, поступающих на его вход при одиночных искрениях. В случае же появления кругового огня или короткого замыкания на выходе основного элемента ИЛИ появится серия импульсов, которая приводит к заполнению дополнительного счетчика и к появлению сигнала об аварийном режиме.На фиг. 1 представлены диаграммы процессов в элементах известного устройства, на фиг. 2 - принципиальная схема предлагаемого устройстваНа диаграмме по фиг. 1 представлены сигналы Г, Е Г, Г на выходе генератОров прототипа и на входе и выходе смесителя. Устройство содержит якоря 1-4 четырех электрических машин, например вагона метров или трамвая или другого ЭПС. Параллельно якорям подключены датчики 5-8 напряжений якорей, каждый из которых подключен к одному соответственно генератору 9-12, частота на выходе которых пропорциональна напряжению датчиков напряжения. Генераторы 9 и 10 подключены к раздельным входам первого триггера 13 и к одним двухвходовым элементам 14 и 15 И, к другим входам которыхподключены раздельные выходы второго триггера 16, Раздельные входы второго триггера подключены к выходам второго и третьего генераторов 10 и 11, выходы которых подключены также к одним входам элементов 17 и 18 И, Раздельные входы третьего триггера 19 подключены к выходам третьего и четвертого генераторов 11 и 12, которые соединены также с одними входами элементов 20 и 21 И, вторые входы которых подключены к раздельным выходам третьего триггера 19, Выходы всех, элементов 14, 15, 17, 18, 20, 21 И подключены ко входам блока 22выделения разностных частот, к другому входу которого подключен генератор 23 эталонных частот, а выходыблока 22 выделения разностных частот подключены к основному элемент ту 24 ИЛИ, выход которого соединенс одним входом дополнительного счетчика 25, второй вход которого подключен к генератору 23 эталонныхчастот,а выход счетчика 25 подключен к исполнительному устройству( не показано).Устройство работает следующимобразом.При подаченапряжения на электрические машины на выходе датчиков 5-8 начинает появляться напряже"ние, которое подается на генераторы 9-12 частота работы которыхпропорциональна поданному напряжению. По мере пуска электрическихмашин напряжение, подводимое к машинам, увеличивается, что приводитк увеличению частоты работы генера-торов 9-12. При отсутствии кругово-,го огня по коллектору или перебросаэлектрической дуги на корпусе частоты работы генераторов должныбыть равны, так как к якорям 1-4приложено одинаковое напряжение.С выходом генераторов 9-12 импульсы поступают на раздельные входытриггеров 13, 16, 19. При одинаковых частотах триггеры будут переключаться симметрично, тем самымзапрещается поступление импульсовна блок 22 выделения разностныхчастот через один иэ элементов 14,15, 17, 18, 20, 21 и, Однако, учитывая, что всегда имеется разброс па"раметров якорей и генераторов, частоты работы генераторов 9-12 не бу"дут равными. Поэтому в отдельныхрежимах работы на выход блока 22будет поступать разностная частота,по одному иэ элементов 14, 15, 17;18, 20, 21 И каждого канала. Этиимпульсы, поступая на входы блока 22выделения разностных частот, сравниваются с частотой генератора 23эталонных сигналов. Учитывая, что внормальном режиме работы значениеразностной частоты будет ниже значения частоты генератора 23 эталонныхчастот, на выходе блока 22 будутотсутствовать импульсы второй разности частот.Однако, в случае возникновенияодиночных искрений по коллектору двигателя на вход триггеров 13, 16, 1будут поступать одиночные импульсы,частота которых будет отличаться, причем эти импульсы могут следовать сразу же за импульсом генератора, рабОтающего в нормальном режиме. Поэтомутакое следование импульсов восприни-.мается смесителем 22 как следованиеимпульсов с высокой частотой следования, что ложно воспринимается какаварийный режим, так как периодследования этих сигналов значительноменьше периода следования импульсовгенератора эталонных частот. Приподключении счетчика 25 к выходу 15 элемента 24 ИЛИ этот сигнал или несколько сигналов поступают фна одинвход счетчика, что приводит к изменению его состояния и к задержкеодиночных импульсов. Через период 20 следования импульсов генератора 23эталонных частот счетчик 25 вновьвозвращается в исходное состояние,списывая тем самым занесенное в него число. Разрядность счетчика 25 25 должна выбираться, исходя из допустимой в эксплуатации нормальной степени искрения. Так, для вагонов метро .его разрядность равна единицеили двум. В случае возникновения З 0. аварийного режима происходит резкоеснижение напряжения на короткозамкнутом якоре, что приводит кпоявлению на выходе блока 22 разностночастоты, значение которой превышаетзначение частоты генератора 23 эталонных частот. Это превышение приводит к появлению частоты на выходеэлемента 24 ИЛИ, которые, поступаяна один вход .счетчика 25, приводятк его заполнению, При заполнении 40 счетчика на 25 его выходе появляется сигнал, который далее следует наисполнительный элемент,Изменяя значение частоты генератора 23 эталонных частот, осуществляют изменение чувствительности устройства, а изменением раэнорядности счетчика 25 осуществляют изменение контролируемого числа одиночных искрений. ТакИм образом, в данном уст;ройстве защиты электрических машин представляется воэможность повысить эффективность защиты тяговых двигателей путем исключения ложных обрабатываний защиты, вызванных одиночными искрениями по коллектору электрической машины.