Устройство для защиты синхронного двигателя от асинхронного режима

) 4 Н 02 Н 7/08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТ ы работы, реика синхронных Энергия, 1977,с.Вф Ъ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ОТ АСИНХРОННОГО РЕ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышениебыстродействия. Это достигаетсязасчет введения генератора импульсов эталонной длительности 15, частота которых подсчитывается. Число импульсов, хранящихся в блоке памяти 16 и накопленных счетчиком 13, сравнивается с помощью введенного блока комбинационного совпадения 18, который позволяет отстроиться от синхронных качаний ротора двигателя. При превышении числа импульсов в блоке памяти 16 на величину, определяемую блоком уставок 17, на выходе блока комбинационного совпадения 18 появляется короткий импульс длительностью, равной периоду следования импульсов генератора импульсов 15, что свидетельствует о начале асинхронного хода. Введение элемента ИЛИ 22 позволяет осуществлять выявление асинхронного режима путем контроля изменения скорости вращения ротора.2 ил.1 131Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты синхронных двигателей.Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства с выделением функциональных блоков, на фиг.2 - времяимпульсные диаграммы работы основных блоков.Устройство содержит импульсный датчик (ИД) 1, выход которого подключен к первому блоку 2 Формирования импульсов (БФИ), выполненный из последовательно соединенных порогового элемента (ПЭ) 3, дифференцирующего элемента (ДЭ) 4 и линии задержки (ЛЗ) 5, второй блок Формирования импульсов (БФИ) 6, выполненный из последовательно соединенных порогового элемента (ПЭ) 7, на вход которого подается напряжение сети, питающей двигатель, дифференцирующего элемента (ДЭ) 8 и линии задержки (ЛЗ) 9, триггерный блок (ТБ) 10, первый и второй входы которого подключены к выходам дифференцирующих элементов ДЭ 4 и ДЭ 8 соответственно, элемент сравнения (ЭС) 11, первый вход которого подключен к выходу триггерного блока 10, а второй - к выходу Л 39; вторую линию задержки (ЛЗ) 12 своим входом подключенную к выходу ДЭ 8; два счет чика импульсов (СЧ) 13 и (СЧ) 14, прйчем вход установки нулевого состояния СЧ 13 подключен к выходу Л 312, а вход предварительной установки СЧ 14 подключен к выходу ДЭ 4; гене. ратор импульсов эталонной длительности (ГЭ) 15, подключенный к счетным входам СЧ 13 и СЧ 14; блок памяти (БП) 16, информационные входы которого подключены к выходу СЧ 13, а вход предварительной установки соединен с выходом ДЭ 8; блок уставок (БУ) 17, выходы которого подключены к информационным входам СЧ 14; блок 18 комбинационного совпадения кодов, входы которого соединены с выходами БП 16 и СЧ 14; блок формирования выходного сигнала (БФВС) 19, состоящий из двух триггеров Т 20 и Т 21, на первый вход которого подключен выход ЛЗ 5, на второй ДЭ 4 на третий - выход блока комбинационного совпадения 18, элемент ИЛИ 22, первый вход которого соединен с выходом блока 19 формирования выходного сигнала, второй вход - с выходом 11, а выход7544 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2к исполнительному органу подключен(Ио) 23.На вход блока б Формирования импульсов подается напряжение П .ети, питающей двигатель, с выхода ПЭ 7 снимаются прямоугольные импульсы П длительностью, равные положительному полупериоду 0. В соответствии с передним фронтом импульсов П ДЭ 8 вырабатывает короткие импульсы 08. Данные импульсы с помощью Л 39 и Л 312 задерживаются на заданное время. С помощью ЛЗ 9 импульсы П задерживаются на время, соответствующее уставке по углу вылета ротора, (например, приоуставке 1 = 90 это время равно 5 мс), а с помощью ЛЗ 12 - на время, необходимое для правильной работы СЧ 13 и блока формирования импульсов. Выходные сигналы с ИД 1 поступают на вход ПЭ 3, который вырабатывает прямоугольные импульсы 0, период следования которых пропорционален частоте вращения ротора. В соответствии с передним фронтом импульсов П ДЭ 4 вырабатывает короткие импульсы, которые с помощью ЛЭ 5 задерживаются на заданное время, необходимое для функционирования БФВС 19. Генератор ГЭ 15 вырабатывает импульсы эталонной длительности, число которых подсчитывается с помощью счетчиков СЧ 13 и СЧ 14. Блок 16 памяти служит для запоминания числа импульсов, накопленных счетчиком СЧ 13 в течении пре. дыдущего периода измерения. Работой счетчика СЧ 13 и блока памяти БП 16 управляют выходные импульсы ДЭ 8 и ЛЗ 12, а счетчика СЧ 14 - выходные импульсы ДЭ 4 соответственно. С приходом короткого импульса Пз на вход БП 16 осуществляется считывание числа импульсов, накопленных в счетчике СЧ 13 в течение предыдущего периода измерения. Выходной импульс ЛЗ 120, осуществляет обнуление счетчика СЧ 13. Момент обнуления счетчика СЧ 13 соответствует окончанию предыдущего и началу текущего периода измерения. Число импульсов, хранящихся в БП 16, зависит отчастоты периода напряже- . ния сети, соответствующего предыдущему периоду измерения.В свою очередь число импульсов, накопленных счетчиком СЧ 14, соответствует Фактическому периоду частоты вращения ротора, определенному во время текущего периода измерения.Число импульсов, хранящихся в БП 16331754и накопленных СЧ 13, сравнивается спомощью блока 18 комбинационного совпадения. При синхронной работе двигателя число импульсов, хранящихсяв БП 16, равно числу импульсов, накопленных в СЧ 14, за вычетом числа,заданного блоком 17 уставок. При появлении асинхронного режима по какойлибо причине ротор двигателя начинает тормозиться. Вследствие этого период следования выходных импульсовИД 1, а также У и П 4 увеличивается.При поступлении на вход счетчикаСЧ 14 числа импульсов, равного суммечисел БП 16 й БУ 17 (т.е. равенстве 15цифровых кодов на выходе БП 16 иСЧ 14), на выходе блока 18 комбинационного совпадения появляется короткий импульс Па, длительностью равныйпериоду следования импульсов ГЭ 15 20и свидетельствующий о начале асинхронного хода,Во время синхронной работы двигателя, когда импульсы П 1 не появляются, триггер Т 20 в каждом измерительном периоде устанавливается импульсами 04 в единичное, а триггерТ 21 импульсами П в нулевое состояниеПри нарушении синхронизма триггер Т 20 импульсами П, опрокидыва- ЗОется в нулевое состояние, а триггерТ 21 с приходом импульса П - в единичное состояние, подавая управляющий сигнал на исполнительный органПри очень медленном изменении ско. 35 рости вращения ротора период следования серии трех импульсов П может измениться столь незначительно, что счетчиком СЧ 14 не достигается число импульсов, превьппающее число импульсов, хранящихся в БП 16 на величину уставки БУ 17. В этом случае увеличивается внутренний угол двигателя, Это привОДит к тому что заДнии фронт 45 выходного импульса ТБ 10 изменяет свое положение относительно импульса П. При превышении углом о значения 90 синхронная работа двигателя наРушается, выходные импульсы ТУ 10 и ЛЗ 9 совпадают, что приводит к срабатыванию ЭС 11. Выходной сигнал с ЭС 11 через элемент ИЛИ 22 поступает на вход ИО 23, осуществляющего контактный выход устройства. Генератор 15 эталонных импульсов обеспечивает функционирование первой, второй и третьей линий задержки, первого и второго счетчика импульсов. 4 4Введение ГЭ 15, СЧ 13 и СЧ 14,блока 16 памяти, блока 18 комбинационного совпадения и блока 19 формирования выходного сигнала позволяет свысоким быстродействием выявить нарушения синхронной работы электродвигателя. Минимальное время, котороетребуется для выявления асинхронногорежима, равно измерительному периоду,длительностью 0,02 с.Введение блока 18 комбинационногосовпадения кодов позволяет отстроиться от синхронных качений ротора двигателя, так как выходной сигнал блока18 появляется лишь в том случае, когда число импульсов, накопленных счет"чиком СЧ 14, превышает число импульсов, хранящихся в БП 16, на величину,определяемую БУ 17. Работа блока 18не зависит от того, в какой моментвремени импульс ПЭ 3 появляется относительно импульса ПЭ 7 П , а определяется только числом импульсов, накопленных СЧ 14 и хранящихся в БП 16.При синхронных качаниях изменяетсятолько взаимное положение импульсовПи П в период следования каждойсерии из трех импульсов П не изменяется.Введение элемента ИЛИ 22 позволяетосуществлять выявление асинхронногорежима как и в устройстве прототипапутем контроля угла 6, так и с помощьювновь введенных блоков путем контроляизменения скорости вращения ротора,что повышает надежность работы устройства в целом,формула из обретения Устройство для защиты .синхронного двигателя от асинхронного режима, содержащее импульсный датчик, триггерный блок, элемент сравнения, исполнительный орган, первый блок формирования импульсов, выполненный из последовательно соединенных первого порогового элемента, первого дифференцирующего элемента и первой линии задержки, и второй блок формирования импульсов, выполненный из последовательно соединенных второго порогового и второго дифференцирующего элементов, причем на вход второго порогового элемента подается напряжение сети, питающей двигатель, вход первого порогового элемента соединен с выходом импульсного датчика, выходы первого и второго дифференцирующих. Патаи Редактор С.Лиси 618енного комитета ССтений и открытийРаушская наб., д 2429/49 Тираж ВНИИИ Государст по делам изобр 113035, Госква, ЖЗак дписн Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная элементов подключены к первому и второму входам триггерного блока, выходкоторого соединен с первым входомэлемента сравнения, на второй входкоторого подключен выход первой линиизадержки, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно введены генератор импульсов эталонной длительности, два счетчика импульсов, блокпамяти, блок уставок, блок формирования выходного сигнала, вторая линиязадержки, третья линия задержки, комбинационный блок совпадения кодов,выполненный из элементов попарногосовпадения цифровых кодов и многовходового элемента И, число входов которого равно числу элементов попарного совпадения кодов И элемента ИЛИ,причем, выход дифференцирующего элемента первого блока Формирования импульсов подключен к входу третьей линии задержки и к входу предварительной установки блока памяти, выходдифференцирующего элемента второгоблока формирования импульсов соединенс входом второй линии задержки, спервым входом блока формирования вы -ходного сигнала и с входом предварительной установки второго счетчикаимпульсов, выход элемента сравнениясоединен с первым входом элемента ИЛИ, а выход которого подключен квходу исполнительного органа, крометого, выход третьей линии задержкисоединен с выходом установки нулевогосостояния первого счетчика импульсов,а выход которого подключен к информационным входам блока памяти, выходыблока памяти соединены с первыми входами элементов попарного совпадения 1 О цифровых кодов, вторые входы элементов попарного совпадения цифровыхкодов подключены к выходам второгосчетчика импульсов, а выходы элементов попарного совпадения цифровых 15 кодов подключены к входам многовходового элемента И, информационныевходы асинхронной установки второгосчетчика импульсов соединены с выходами блока уставок, выход нервой 20 линии задержки подключен к второмувходу блока формирования выходногосигнала, третий вход блока формирования выходного сигнала соединен свыходом блока комбинационного сов падения кодов, выход блока формирования выходного сигнала подключен квторому входу элемента ИЛИ, выход генератора эталонных импульсовподключен к счетным входам 30 первого счетчика импульсови второго счетчика импульсов.