Устройство для регистрации характерных моментов времени выбега электродвигателя

281631 СПИ САН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства УоЗаявлено 05,Ч 11.1969 ( 1343519/24-7) 1 с 1 з, 2 присоединением заявки Мо МПК 6 010 1/12риоритет омитет по дел и открйтий брет убликовано 14.1 Х.1970. Бюллетень Мота опубликования описания 25.Х.197 при Совете Министре СССР. А. Рыжков и М. Е. Фу Заявитель Кадиевский фили ого горно-металлургического институ СТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ХАРАКТЕРНЫХ МОМЕН ВРЕМЕНИ ВЫБЕГА ЭЛЕКТРОДВИ ГАТЕЛЯИзвестны устройства для регистрации характерных моментов времени выбега электродвигателя, например электромеханические осциллографы. Однако такие устройства не дают возможности непосредственного получения 5 требуемых результатов.В предлагаемом устройстве, содержащем реле нулевого тока статора, регулируемое реле времени, тиристор, исполнительное реле и рсгистрирующий электросекундомер, регистри рующий электросекундомер включен в сеть через размыкающие контакты реле нулевого тока статора и размыкающие контакты исполнительного реле, обмотка которого через размыкающие контакты реле времени, питающе гося от сети через замыкающие контакты нулевого тока, включена в цепь тиристора. Анодцая цепь тиристора связана с выходом делителя напряжения, включенного через диод на две фазы сети, а управляющий электрод тири стора - с выходом импульсного трансформатора, первичная обмотка которого подключена со стороны двигателя к силовым контактам пускателя ца те же фазы, что и делитель.Реле нулевого тока статора может быть вы полцецо с трехфазным трансформатором, питающимся током статора. Вторичные обмотки трансформатора связаны со входами трехфазного двухполупериодцого выпрямителя, а выход выпрямителя - со входом стабилизиро ванного усилителя, собранного на транзисторе, работающем в режиме насыщения, в коллекторную цепь которого включена обмотка быстродействующего реле,В первичную цепь импульсного трансформатора может оыть включен конденсатор,Такое выполнение устройства позволяет повысить точность регистрации моментов времени, благоприятных и неблагоприятных для повторного включения электродвигателя в сеть при незатухшем поле статора.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема описываемого устройства; на фиг. 2,а и б - графики, поясняющие работу устройства; ца фиг. 3 - огибающая биений напряжения на контактах пускателя после отключения электродвигателя.Момент отключения электродвигателя Д от сети фиксируется при помощи блока токового реле БТР - реле нулевого тока статора. Блок содержит трехфазный трансформатор с малой цндуктивпостью обмоток, работающий в режиме, сходном с режимом работы трансформатора тока, трехфазный выпрямитель, собранный по схеме Ларионова, и усилитель, выполненный ца транзисторе, в коллекторную цепь которого включено быстродействующее, например поляризованное реле РТ. Усилитель питается от отдепьного источника, стабилизированного по напряжению кпемниевыхт стабилитроном. Параметры трансформатора и цепей питания выбраны так, чтобы при любом токе в первичных обмотках, лежащем в пределах 0,5 - 5 а, транзистор находился в режиме насыщения. Если величина тока двигателя в предшествующем режиме выходит за указанные пределы, то необходимо применять соответствующие трансформаторы тока.Использование трехфазной системы выпрямлении и транзистора, работающего в режиме насыщения, вызвано необходимостью уменьшения разброса времени возврата реле РТ. Существует принципиальная возможность использования вместо блока токового реле свободных блок-контактов пускателя. Однако точность измерений в этом случае снижается из-зя разброса пяряметООВ сряоятывяпи 51 пускателей.Основным исполнительным элементом устройства является тиристор Т, в силовую цепь которого включено исполнительное реле Р че. рез размыкающие контакты реле времени РВ, Силовая цепь тиристора питается от делител 11 напряжения, включенного на напряжение се. ти через полупроводниковый диод, Питание анодной цепи однополупериодным напряже нием повышает надежность работы устройства, так как устраняет одновременное присутствие обратного анодного напряжения и импульсов управления на тиристоре. Управление тиристором осуществляется от формирователя импульсов, выполненного в виде импульсного трансформатора ИТ на сердечнике из материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Первичная обмотка импульсного трансформатора подключается к силовым контактам К пускателя со стороны электродвигателя на те же фазы, что и делитель напряжения, питающий анодную цепь тиристора. Для обеспечения более надежного срабатывания тиристора в моменты, когда напряжение на отключенном электродвигателе находится в противофазе с напряжением сети, в цепь первичной обмотки импульсного трансформатора включается конденсатор, обеспечивающий небольшой емкостной сдвиг по фазе тока первичной обмотки относительно питающего его напряжения. Параметры импульсного трансформатора выбраны так, чтобы длительность импульса управления была порядка 0,1 - 0,5,11 сек, а амплитуда - достаточной для срабатывания тиристора.Электросекундомер ЭС, например вибрационного типа, включен на напряжение сети через размыкающие контакты токового реле РТ и исполнительного реле Р.Реле времени может содержать, например выпрямительный мост, питающийся от напряжения сети через замыкающие контакты токового реле РТ, В выходную диагональ моста включена параллельно реле регулирующая КС-цепочка.Исходным состоянием схемы является такое состояние, когда тумблер В разомкнут, контакты К пускателя замкнуты, и электродвигагатель Д, будучи подключенным к сети, вра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 щается, При этом со вторичной обмотки трансформатора блока токового реле БТР снимается напряжение, которое заводит транзистор в рехким насыщения, Реле РТ, включенное в коллектсрную цепь транзистора, находится в сработанном состоянии, а его замыкающие контакты в цепи питания реле времени РВ замкнуты, Реле РВ также находится в сработанном состоянии, а его размь 1 кающие контакты в цепи тнристора Т разомкнуты.Перед измерением устанавливают нужпук выдержку на возврат реле времени и включают тумблер В. После этого, отключив от сети электродвигатель, можно произвести замер.Если необходимо зарегисгрировять момент ВыОегя, когда няпряжение пя двигателе в пер. вый раз находится в противофазе по отношешпо к напряжению сети, гго соответствует первому максимуму напряжения на разомкнутых контактах пускателя (фпг. 3, момент 1), после перевода схемы в исходное состояние па реле времени устанавливают минимальную выдеожку, и накатпеч на кнопку стоп пускателя разчыкают цепь питян 11 я электродвигателя Д. При этом ток в обмотке статора электродвигателя сразу прекращается, и напряжение эмиттер-база транзистора становится равным нулю. 1 оллекторный ток транзис 1 ора уменьшается настолько, что реле РТ отпускает, разрывает цепь питания реле врсмени РВ и включает электросекундомер ЭС. Злектросекундомер начинает отсчитывать время. Реле РВ, обесточиваясь, замь 1 кает свои размыкающие контакты в анодной цепи тиристора, В соответствии с напряхкением сети к тиристору прикладывается напряжение однополупериодного выпрямления с делителя, а пя управляющий электрод поступают импульсы с трансформатора ИТ в моменты перехода через нуль э.д,с. выбега электродвигателя. Напряжение, подаваемое на анод-катод тиристора, и импульсы управления сфазировапы таким образом, чтобы в начальный момент выбега, когда напряжение сети иэ.д.с., генерируемая электродвигателем, находятся в фазе, импульсы управления подавались на тиристор в те моменты, когда заканчивается положительная полуволна подаваемого на тиристор напряжения (фиг. 2, а). Тиристор при этом остается в запертом состоянии.В дальнейшем в процессе выбега импульс управления, поступающий на тиристор, перемещается в направлении стрелки (фиг. 2, а) в промежутках между полуволнами приложен. ного к тиристору анодного напряжения.В момент времени, когда фазовый сдвиг между напряжением сети и э.д,с., генерирусчой электродвигателем, составляет половину периода напряжения сети, импульс управления совпадает с началом полохкительной полу- волны анодного напряжения на тиристоре. Тиристор открывается и в течение полупериода напряжения сети проводит ток. Реле Р срабатывает и, самоблокируясь, разрывает цепь питания электросекупдомера. Показания элект,=-1 Д и,65 росскуцдомера соответствуют времени, прошедшему с начала выбега до момента первой противофазы (фиг. 3, момент 1,). Реле Р должцо иметь достаточно малое время срабатывация и нс возвращаться при однополупериодцом питании. Зтим условиям удовлетворяет, например поляризованное реле РПпри амплитуде анодного питания тиристора 30 в. е,ля более четкого срабатывания тиристора желательно обмотку реле шунтировать нскоторыу сопротивлением (порядка 100 05) для того, чтобы в момент срабатывания тиристора ток в его силовой цепи был бы больше удерживающего, После снятия показаний секуцдомера можно включить тумблер В ц установить стрелку секундомера на ноль.Па этол процесс измерения первого характерного момента времени выбсга закапчцвается.По данным первого замера, зная закон излспеция частоты э,д.с. в процессе выбсга, ЕОпо 17 ясс тать д 1 у Гис характсрцыс момецты Выбега, благоприятные (12, Уе,) и пе- ОЛЯГОПРИЯТЕЕЫС ДЛЯ ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧСНИ 5 электродвигателя в сеть при Незатухшем поле статора.Круговая частота выбсга изменяется по за- кону где О - частота в начале выбега; Й - коэффициент пропорциональности,Такой закон приемлем для двигателей с длинным выбегом, тае( как в этом случае цачальцый участок экспоненты близок к прямой линии. Тогда вес характерцые моменты времени выбега можно рассчитать по приближенной формуле где е - момент времени, соответствующий первой противофазе; и - порядковый номер характерной точки. Практическое значение имеют первые 3 - 5 характерных моментов, так как в дальнейшем э,д.с генерируемая двигателем, значительно уменьшается и мало влияет на переходные процессы при повторном включении двигателя или реверсе его.Предлагаемое устройство позволяет путем нспосредственного замера уточпить характерные моменты времени, полученные по приведеццой формуле, и тем самым оценить отклоцеция от принятого закона изменения частоты выбсга. Если, например, необходимо замерить момент второй противофазы (фиг. 3, момент времени з), цужцо по результатам первого замера, подставив В формулу (2) г=2,5, получить значение момента времени г 2, лежащего в промежутке 12 - 1 з, Устацовив по шкале вре 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 УСНИ ЕЕОЛУЧЕНЦОЕ ЗиачецгЕ;Е 01 ЕСНта Е, моК- но включить электродвигатель, затем после включения тумблера В отключить двигатель от сети. При этом токовое реле срабатывает, замыкает цепь элсктросекундомера ЭС и разрывает цепь реле времени РВ. Секундомер цячицаст отсчитывать время. Рсдс врсмеци в соответствии с уставкой держит разомкцуЕм СВое разЕЕеЯЕОПЕЕЕс коцтякЕы В цепи тиристоря до момента врсмсццкогда после первой противофазы импульс управления зновь попадает в промскуткц между полузолцямц анодцого цапряжспця ца тцрцсторе. Тирцстор Т открывается в момсцт врсмсц (феЕГ. 3), когда положецис импульса уп р Явленияя и полуволны ацодно:о цапряжсцця ГеЕ- кос, кяк показао ця фпг. 2, О.После сряоять Вяце 5 тирЕЕстооя сряояетывяси рслс Р, которое, самоблокцруясь, отклео:еяст секуп.еомср от ест:. Показания секудом.ря соотеетстезеот ВОро. ъОсит ВрсЕс.Ец, ЕЕсОЛЯГОЕЕРЕЕЯТЦОЗ ДГЕ 5 ПОВТОНОГО ВИЛОСНЕЯ электродвигателя.При Необходимости замерить моменты Времени, цацоолсс благоприятные для позгор ого вклеочснеЕя электродвигателя в сеть прц незатухшем поле стятора, необходимо лишь цомс- Н 51 ТЬ ЕЕОЛ 5 ЕРПОСТЬ ПОДВСДСЦЦОГО К ЕЕЪПУЛЬСОЕУ тряЕесформато 17 у еЕяпряжсеЕя. Это можцо сделать, используя рсверсирующий тумблер В первичной цепи импульсного траеЕсерормяторя. Кроме того, псобходимо ца реле времени устянОВить такую Выде 1 эжку, тобы после зяЕНация сго контактов в цепи тиристора импульсы управления попадали между полувол ням ц анодцого напряжения на цем. Например, д 75 первого благоприятного момента можцо установить момецт Е, 1 фиг. 3), лежащий з промсжуткс между момсцтами времени Е и е;. Таким образом, абсолютная погрец.ность цзмерсццй нс дОлжЕея преВышять ОднОГО псЕеЕО- да напрякепия сети, причем в сторону увеличения показаний. Причиной этой погрешности моСт быть НСЕс 7 кое сряоятывянце Гиристоря в момсцты времени, когда импульс управлснця точно совпадает с началом положцте 7 ьной полуволцы ацодцого напряжения ца цем. С целью повышения точности раооты устройства в пе 17 Вицую ОомотЕту еЕЪЕпульсцого тряцсфорЕяторя можеЕО вк,ТЕОЕить Е(оцдецсятор с таки расчетом, чтобы сдвиг по фазе импульса управления по отношению к ацодцому цацрякснию ца теЕреЕсторе ОбеспеЕцвя.7 четкое срЕоятывацис гиристора в моуентьЕ, когда э.д.с генерируемая отключенным электродвигатслем, находится точцо в противофазе цо ОТНЕ- шению к напрякению сети. Предмет изобретецця 1, Устройство для регистрации характерныхмоментов времени выбега электродвигателя,, Ю, Пейсоче екторы: В. Петрова и А. Абрамова Заказ 3435/18 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 45 Типография, пр. Сапунова содержащее реле нулевого тока статора, регулируемое реле времени, тиристор, исполнительное реле и регистрирующий электросекундомер, отлггчагогггееся тем, что, с целью повышения точности регистрации моментов времени, благоприятных и неблагоприятных для повторного включения электродвигателя в сеть при незатухшем поле статора, регистрирую. щий электросекундомер включен в сеть через размыкающие контакты реле нулевого тока статора и размыкающие контакты исполнительного реле, обмотка которого через размыкающие контакты реле времени, питающегося от сети через замыкающие контакты реле нулевого тока, включена в цепь тиристора, анод ая цепь которого связана с выходом делителя напряжения, включенного через диод на две фазы сети, а управляющий электрод тиристора связан с выходом импульсного трансформатора, первичная обмотка которого подключена со стороны двигателя к силовым контактам пускателя на те же фазы, что и дели тель.2. Устройство по п. 1, от.гггчпюгчееся тем, чтореле нулевого тока статора содержит трехфазный трансформатор, питающийся током статора, вторичные обмотки которого связаны со 10 входами трехфазного двухполупериодиого выпрямителя, а выход выпрямителя связан со входом стабилизированного усилителя, собранного на транзисторе, работающем в рекиме насыщения, в коллекториую цепь которого 15 включена обмотка быстродействующего реле.3. Устройство по и. 1, отлггцаюгггееся тем, чтов первичную цепь импульсного трансфоргнатора включен конденсатор.