Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя, питаемого от преобразователя частоты

(19) 51)5 Н 02 Н 7 ОМИТЕТ ОТНРЫТИ СУД АРСТВЕННЫО ИЗОБРЕТЕНИЯРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕНИ О АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский .и технологический институт силовых полупроводниковых устройств(56) Авторское свидетельство СССР У 658649, кл. Н 02 Н 7/08, 1979Авторское свидетельство СССР Иф 1046827, кл. Н 02 Н 7/08, 1982. (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦИТЫ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ПИТАЕЮГО ОТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты. Цель изобретения - повыщение надежности за счет исключения ложных срабатываний защиты во всем диапазоне частот и мощностей асинхронного электропривода и при реверсировании электродвигателя. "При нормальной работе элек-. тродвигателя разрядные ключи 8, 9, 10 не дают воэможности нарасти напряжению на конденсаторах канальных интеграторов 11, 12, 13 до напряжения срабатывания пороговых органов 15, 16, 17, ложных отключений автоматического выключателя 2 не происходит. При обрыве Фазы электродвигателя соответствующий канальный разрядныйключ закрыт ввиду отсутствия падения напряжения на диодах соответствующей Фазы трехФазной двухполупериодной схемы 7. Емкость канального интегра тора заряжается до порога срабаты-. вания соответствующего порогового органа, выходной сигнал с которого через схему ИЛИ 18, усилительный элемент 19 вызывает отключениеавто- С матического выключателя 2. Интегратор 14 блокирует работу устройства защиты от ложных срабатываний в момент отсутствия тока электродвигателя, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам заШиты трехфазных асинхронных электродвигателей, питаемых от преобразователей частоты с произвольной формой переменного тока.Целью изобретения является повышение надежности эа счет исключения Ложных срабатываний защиты во всем диапазоне частот и мощностей асинхронного электропривода и при реверсиро-, вании электродвигателяНа фиг. 1 представлена структурная схема устройства для защиты трех фазного асинхронного электродвигатеЛя от обрыва фазы; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства.Устройство (фиг, 1 и 2) содержит тиристорный преобразователь 1 часто- Ю ты, подключенный к питающей сети че 1 ез автоматический выключатель 2, асинхронный электродвигатель 3, подсоединенный к выходу преобразователя 1 частоты. В выходные Фазы асинхрон- ного электродвигателя 3 включены датчики 4-б тока,. начальные выводы Которых соединены с входами трезфахной двухполупериодной схемы 7 выпрям.пения, а конечные выводы соединены 30 в звезду, общая точка которой соединена с нулевым выводом трехфазной двухполупериодной схемы 7. Начальные выводы датчиков 4-б тока соединены через разрядные ключи 8-10 с первыми входами канальных интеграторов 11-13, к вторым входам которых подсоединен выход интегратора 14, вход которого подсоединен к потенциальному выходу нагрузки трехфазного двухполупериодного выпрямителя 7. Выходы канальных интеграторов 11-13 соединены с соответствующими пороговыми органами 15- 17, выходы которых соединены с входами трехвходовой схемы ИЛИ 18, выход 45 которой через усилительный элемент 19 управляет автоматическим выключателем 2. Тиристорный преобразователь частоты в общем случае может быть со звеном постоянного тока и управляемым выпрямителем или с неуправляемым выпрямителем и автономным инвертором с широтно-импульсным регулированием. Автоматический выключатель 2 и датчики 4-6 тока, прецстав 55 ляющие собой трансформаторы тока любого типа, имеют параметры, определяемые мощностью преобразователя частоты. Трехфазная двухполупериодная схема 7 выпряипения выполнена с нулевым выводом и нагружена на активную нагрузку, например, в виде моста Ларионова, Разрядные ключи 8-10 могут быть выполнены на транзисторных ключах или интегральных схемах, которые управляют канальными интеграторами 11-13, выполненными в простейшем случае в виде интегрирующих КС-цепочек. Интегратор 14 реализовано на операционном усилителе по обычной схеме, на .неинвертирующий вход которого подается небольшой ток смещения. Пороговые органы 15-17 могут быть реализованы или как компараторы на операционных усилителях или логических интегральных схемах, имеющих определенный порог срабатывания. На этих же логических схемах может быть реализована и схема ИЛИ 18, Усилительный элемент 19 обычно реализуется на составном транзисторе для управления автоматическим выключателем 2.Устройство работает следующим образом.При отсутствии тока в фазах преобразователя 1 с датчиков 4-б тока падение напряжения на диодах трехфазной двухполупериодной схемы 7 равно нулю, поэтому обнуляющие разрядные ключи 8-10 закрыты, но напряжение на интегрирующих конденсаторах канальных интеграторов 11-13 равно нулю за счет обнуляющего воздействия со стороны интегратора 14, имеющего положительное смещение на инвертном входе. На входе пороговых органов 15-17 образуется нулевой сигнал, пороговые органы 15-17 не срабатывают, их нулевой уровень через схему ИЛИ 18 и усилительный элемент 19 не вызовет отключения автоматического выключателя 2. При наличии тока в датчиках 4-б тока на диодах трезфахной двух-. полупериодной схемы 7 почти незави" симо от величины протекающего тока преобразователя частоты образуется постоянное по величине в пределах наклона вольтамперной характеристики диодов) двухполярное напряжение, ко.- торое, будучи приложенным к раэрндным ключам, например положительное, открывает их, не давая возможности нарасти напряжению на конденсаторах канальных интеграторов 11-13 до напряжения срабатывания пороговых органов 15"17 в момент действия, например, отрицательного напряжения,1534 б которое закрывает разрядные ключи 8-10. В этот момент отрицательное выпрямленное импульсное напряжение с выхода активной нагрузки трехфазной двухполупериодной схемы 7, будучи5 приложенным к инвертирующему входу интегратора 14, переводит его в состояние "1", не создавая пути для протекания разрядного тока канальных интеграторов 11-13. Постоянная времени интегрирования канальных интеграторов выбирается достаточно большой (порядка 3 с), так что кратковременные провалы до нуля тока двигателя не вызовут нарастания напряжения на интегрирующей емкости канальных ин-теграторов 11-13 до порога срабатывания схем 15-7. Пороговые устройства 14-17 не срабатывают, никаких 20 ложных отключений автоматического выключателя 2 не происходит. Ф о р м у л а изобретенияУстройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя, питаемого от преобразователя частоты, от обрыва фазы, содержащего три датчика тока, подключенные к клеммам для включения в Фазы упомянутого электродвигателя, выходы датчиков подсоединены к выпрямителю, интеграторы, соединенные с пороговыми органами, трехвходовый элемент ИЛИ, входы которого подсоединены к выходам пороговых органов, а выход подсоединен к усилителю тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет исключения ложных срабатываний защиты, в него введены три разрядных ключа, входы которых подсоединены к выходам датчиков тока, выходы " к первым входам канальных интеграторов, а также интегратор, вход которого подсоединен к выпрямителю, выполненному по трехфазной двухполупериодной схеме вы,прямления, а выходы - к вторым входам канальных интеграторов,При обрыве фазы двигателя, например, в цепи датчика 4 тока падение напряжения на диодах соответствующей фазы трехфазной двухполупериодной схемы 7 отсутствует, канальный разряд. ный ключ 8 закрыт, емкость канального интегратора 11 заряжается до порога срабатывания порогового органа 15, единичный выходной сигнал с которого черех схему ИЛИ 18, усилительный элемент 19 вызывает отключение автоматического выключателя 2. Аналогично срабатывает защита при обрыве любой 35 другой Фазы двигателя. Постоянная времени интегрирования канальных интеграторов выбрана таким образом, что" бы во всем диапазоне частот работы -электропривода за время действия от- фО рицательной полярности падения напряжения на диодах схемы выпрямителя 7, когда разрядные ключи 8-10 закрыты, напряжение на конденсаторах ка" нальных интеграторов 11-13 не успева ет нарасти до напряжения срабатывания пороговых органов 15-17, Приходя 096щий далее положительный импульс падения напряжения на диодах выпрямителя 7 обнуляет напряжение на конденсаторе капельных интеграторов 11-13.Интегратор 14 блокирует работу устройства защиты от ложных срабатываний в момент отсутствия тока двигателя 3, причем емкость интегратора 14 выбрана таким образом, что при работе на низких частотах, когда на вход интегратора 14 приходят редкие импульсы значительной амплитуды с выхода многофазной схемы выпрямителя 7, в. промежутках между этими импульсами разрядный ток смещения не успевает разрядить конденсатор интегратора 14 до уровня напряжения, при которой обеспечивается протекание разрядных токов конденсаторов канальных интеграторов,1534609 одп ое ытияи при ГКНТ СССР осударственного коьщтета по изобретениям и о 113035, Москва, Ж, Раушская наб,Производствеимо-из комбинат "Патент льс едактор Иаказ 49 оставйтель И. ОФицероваехред ЛСердокова Корректор О,ци Ужгород, ул. Гагарина, 10