Способ защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от несимметричного режима питания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 351 9) (1 )55 Н 02 Н ПАТЕНТН ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО ССГОСПАТЕНТ ССС ОБР ЕНИ НИ ОП АТЕНТ 1008/0706.9008.93, Бюл. М 30лгоградский политехн ческии инстилин и А,П. Моло адский политехн авенкоеский ин СССР988.СССР988.СССР76. тельств Н 7/08, тельств Н 7/08, тельствН 7/08. 1 ТРЕХФАЗНОГО ТРОД В И ГАТЕЛ Я РЕЖИМА ПИТАовышения надежэлектродвигателя лючения тиристометричного режия: способ основан о подают три вы- пропорциональчениям фазных бам за- тродвирежима защиты рабочих тикой,и опривощиты тр гателе питания асинхр машин может дах нас повышеия электие на(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫАСИНХРОННОГО ЭЛЕКОТ НЕСИММЕТРИЧНОГОНИЯ(57) Использование: для иности функционированияза счет коррекции углом вкров и компенсации несимма. Сущность изобретенина том, что.одновременнпрямленных напряженияных действующим зна бретение относится к спос ехфавных асинхронных эле й от несимметричного , в частности к способам онных электродвигателей с вентиляторной характери быть использовано в элект осных установок,ью изобретения является дежности функционирован напряжений, на блок компенсации, содержащий узел минимизации и сумматоры, и непрерывно выделяют минимальное значение из трех выпрямленных напряжений. В результате контролируют текущие значения фазных напряжений, определяют появление несимметричного режима питания и принимают за опорное напряжение то, которое в данныи момент является миним ным. Затем сравнивают каждое выпрямленное напряжение с минимальным ачением и получают корректирующие си лы каждой фазы путем сравнения каждо го выпрямленного напряжения минимальным, что позволяет определить т фазы, на коммутаторы которых необходим подать управляющие импульсы для уменьшения напряжений этих фаз. Далее увели чивают угол включения тиристоров тех фаз, напряжения которых больше минимального значения, пропорционально соответствующим сигналам коррекции и регулируют фазные напряжения статорной обмотки электродвигателя. в результате чего вырав- ; ф нивают фазные напряжения и обеспечива- Сф ют симметричный режим питанияэлектродвигателя. 1 ил. (Л родвигателя за счет коррекции углов включения тиристоров и компенсации несимметричного режима питания,На чертеже изображена блок-схема для осуществления предлагаемого способа.Блок-схема содержит тиристорный коммутатор 1, датчики фазного напряжения 2,3,4, асинхронный трехфазный электродвигатель 5, блок выпрямителей 6, блок компенсации, содержащий блок выделенияминимального напряжения 7 и сумматоры алгебраической суммой выходных сигналов8,9,10, блок управления 11, блок синхрони- блока управления 11, блока выделения мизации 12, блоки импульсно-фазового управ- нимального напряжения 7 и выпрямленныхления 13,14,15 тиристорного коммутатора. напряжений, пропорциональных действуюТиристорный коммутатор 1, выполнен щим значениям фазных напряжений, т.е,ный, например, на трех парах встречно-па- Оуа = Оу+ 01 а, Оув = Оу+ ОМЬ, Оус = Оураллельно включенных тиристорах, + ОМс,обеспечивает пуск асинхронного электро- где Оа = Оа - Оти, ОКЬ = ОЬ - Ощи, ОМс =двигателя, регулирование частоты враще-- Ос - Оаи.ния и отключение электродвигателя. "0 При симметричном режиме питанияДатчики фазного напряжения 2,3,4 и блок асинхронного электродвигателя выпрямвыпрямителей 6, содержащие трансформа- ленные напряжения равны между собой Оаторы напряжения и выпрямительные мосты, = Ов = Ос и выходной сигнал блока выделеформируют выпрямленные напряжения, ния минимального напряжения 7 не отличапропорциональные фазным напряжениям, 15 ется от выпрямленных напряжений Оаи =и тем самым вырабатывают сигналы, харак- Оа = Ов = Ос, в результате чего выходныетеризующие текущее состояние питающей сигналы сумматоров равны .сигналу блокасети. Блок выделенияминимальногонапря- управления Оуа = Оу, Оув = Оу, Оус=Оу.жения 7 и сумматоры 8,9,10 определяют ми- Таким образом обеспечивают равные углынимальное напряжение из трех 20 включения тиристоров коммутатора 1. Завыпрямленных, принимаемое за опорное щита электродвигателя осуществляется сленапряжение, фиксируют появление несим- дующим образом; при несимметрии фазныхметрии режима питания, определяют те фа- напряжений, например, при уменьшенииэы, выпрямленные напряжения которых напряжения фазы А, выпрямленное напрябольше опорного,и вырабатывают коррек жение, пропорциональное действующемутирующие сигналй, пропорциональные раз- значению напряжения фазы А, становитсяности выпрямленных и опорного меньше соответствующихнапряжений фазнапряжений. В и С. На выходе блока выделения миниБлок управления 11, блок синхрониза- мального значения напряжения сигнал ста.ции 12 и блоки импульсно-фазового управ- З 0 новится равным ему, следовательно,ления 13, 14, 15 тиристорного коммутатора выходной сигнал сумматора 8 останется1 обеспечивают изменение угла включения равным сигналу блока управления, а выходтиристоров. регулирования фазных напря- ные сигналы сумматоров 9, 10 будут скоржений статорной обмотки электродвигателя ректированы на величину разностии компенсации несимметричного режима 35 выпрямленных напряжений фаз В и С и выпитания. ходного напряжения блока выделения миБлок компенсации представлен развер- нимального напряжения, то есть выходныенуто в виде принципиальной схемы, Он со- напряжения сумматоров 9, 10 увеличатся, вдержит блок выделения минимального результате чего блоки импульсно-фазовогонапряжения, выполненный на трех парах 40 управления 14, 15 фаз В и С увеличат углырезистивно-диодных оптопарах ЧОа - Йа включения тиристоров соответствующихЧОЬ - ЯЬ, ЧОс-йс и шести резисторах 81-В 6, фаз коммутатора 1 до значения, при котоиэ которых й 1-ВЗ включены для ограниче- . ром напряжения всех фаз на зажимах асинния токов светодиодов, а В 4-86 - для фор- хронного электродвигателя имирования унифицированного выходного 45 соответствующие выпрямленные напряжесигнала блока компенсации. ния будут равны.Управление, в том числе и защита асин- При несимметрии напряжений всех фаэхронного трехфазного электродвигателя, работа системы защиты электродвигателяосуществляется изменением напряжения осуществляется аналогично.статорных обмоток путем изменения угла 50 При обрыве фазы со стороны питающейпроводимости тиристоров коммутатора 1. сети выходное напряжение блока выделеУглы включения тиристоров изменяют с по- ния минимального напряжения 7 станетмощью блоков импульсно-фазового управ- равным нулю и алгебраическая сумма выления 13, 14, 15, вырабатывающих ходного напряжения блока управления и.управляющие импульсы, синхронизирован выпрямленного напряжения остальных фазныесетьюс помощью блокасинхронизации станут максимальными, что приведет к за 12. Изменение угла включения тиристоров крытию тиристоровкоммутаторасоответстосуществляют выходные напряжения сум- вующих фаз.маторов 8, 9, 10 Оуа, Оув, Оус, результирую- Работа блока выделения минимальногощий сигнал которых определяется напряжения осуществляется следующимобразом. При симметричном режиме питания электродвигателя выпрямленные напряжения на выходе блока 6 равны Оа=ОЬ"Ос. Следовательно, потенциалы анода и катода светодиода, например фазы 5 А, ЧОа равны, светодиод не проводит, сопротивление фоторезистора этой фазы Йа велико и корректирующий сигнал фазы А ОМа практически равен нулю. Аналогично для резистивно-диодных оптопар фаз В и С. 10При несимметричном режиме питания электродвигателя пусть напряжение фазы А меньше напряжений фаз В и С. т.е, ОаОЬ=Ос. Тогда в первый момент на аноде светодйода ЧОа потенциал ниже, чем на 15 катоде (ОаОЬ) и светодиод ЧОа не проводит, на аноде светодиода ЧОЬ потенциал равен потенциалу катода(ОЬ=Ос) и светодиод ЧОЬ тоже не проводит. Только на аноде светодиода НОс потенциал выше. чем на 20 катоде (ОсОа) и светодиод ЧОс проводит, что вызывает уменьшение сопротивленияфоторезистора фазы С йс, увеличение корректирующего напряжения на сумматоре 10 этой фазы О 1 с. соответствующее увеличе ние напряжения управления Оус, увеличение угла включения тиристоров коммутатора фазы С и уменьшение напряжения фазы С статорной обмотки электродвигателя до выполнения неравенства Оа = 30 ОсОЬ. В этом случае из трех светодиодов будет проводить светодиод фазы В ЧОЬ, т.к. на его аноде потенциал будет больше потенциала катода (ОЬОс). Сопротивление35 фоторезистора ЙЬ уменьшится, что вызывает последовательное увеличение корректирующего сигнала, угла регулирования тиристоров коммутатора этой фазы и соот.ветствующее уменьшение фазного напряжения статорной обмотки электродвигателя. В пределе напряжения фаэ В и С становятся равными минимальному напряжению (фазы А).,Формула изобретения Способ защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от несимметричного режима питания, основанный на выделении выпрямленного трехфазного пропорционального действующим значениям напряжения и формировании импульсов, управляющих углами включения тиристоров коммутатора в каждой фазе, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования электродвигателя за счет коррекции углов включения тиристоров и компенсации несимметричного режима питания, выделяют минимальное значение из упомянутых выпрямленных напряжений и формируют корректирующие сигналы каждой фазы путем сравнения каждого выпрямленного напряжения с минимальным значением и увеличиваютугол включения тиристоров тех фаз,напряжения которых больше минимального значения, пропорционально соответствующим сигналам коррекции, и регулируют фазные напряжения статорной обмотки электродвигателя.1835109 Составитель Г. КосулинТехред М.Моргентал . Редактор С. Кулако ктор И, Шмакова каз 2715 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Т ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10