Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от вращения в обратном направлении

Союз Советскиз Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 3003.78 (21) 2595751/24-07 5 )М л Н 02 Н 7/97 с присоединением заявки 11 о(23) Приоритет Государственный комнтет СССР по делам нюбретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ВРАЩЕНИЯ В .ОБРАТНОМНАПРАВЛЕНИИ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе там, где требуется точное соблюдение направления вращения трехфазного двигателя, напри мер определенное направление вращения асинхронного двигателя пакета дисков или барабанов накопителей на магнитных дисках или барабанах,так как в них плавающий элемент магнит О ной головки сориентирован только на определенное направление вращения магнитоносителя.Известно, что направление вращения трехфазного электродвигателя 15 определяется последовательностью подключения фаз трехфазной сети переменного тока. Различают при этом прямую и обратную последовательность фаз, а с ней и прямое и обратное на правление вращения трехфазного электродвигателя. Устройства для определения последовательности чередования фаз (а с ней и направления вращения двигателя) в электротехнике 25 известны еще как фильтры напряжения обратной последовательности.Известно устройство для защиты электродвигателя в случае случайного изменения направления вращения, кото 2рое содержит датчики (трансформаторы тока) с выпрямителями, схему выдержки времени, пороговый элемент, стабилизирующий элемент и транзисторный усилитель с исполнительным реле 11 . Работа устройства основана на резком увеличении тока через обмотку двигателя при случайном изменении направления вращения его.Недостатки устройства - значительные габариты из-за наличия трансформаторов тока, размеры которых растут с увеличением мощности двигателя, значительная мощность потребления и необходимость блокировки защиты при пуске электродвигателя, так как сигнал на выходе трансформатора зависит от тока в цепи обмотки двигателя.Известно устройство для блокировки обратного хода синхронного микро- двигателя, в котором используются стопорные шарики и элемент в виде профилирующей поверхности с блокирующими выступами для стопорных шариков (21 .Недостатком устройства является возможность применения его только для маломощных электромашин из-за трудности обеспечения необходимой механической прочности для болеемоцных электромашин. Кроме того,более мощные электрамашины не могутнаходиться длительно в заторможенном состоянии из-за перегрева обмоток, Устройства имеет низкую надежность,Известно также устройство, содержащее Фильтр напряжения обратнойповледовательности, подключенный кФазам питаюцей сети с исполнительным элементом на выходе 31 .Однако работоспособность устройства зависит от колебаний частоты питающей сети (изменяется величина реактивного сопротивления и происходитнарушение заданных соотношений междуактивными и реактивными сопротивлениями), ат перекоса напряжений Фаз,ат неточности подбора сопротивленийпдеч (особенно реактивного), от изменения величин сопротивлений при климатических воздействиях, что и приводит к появлению значительной величины напряжения небаланса. Крометого, устройство имеет значительныегабариты.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство, содержащее элемент, чувствительный к сдвигу фаз питающего напряжения с исполнительным элементом на его выходе. Фазочувствительный элемент выполнен на тиристарах 4,Однако данное устройство имеебольшие габариты и потребление иобладает недостаточной надежностью.Цель изобретения - устранениезависимости устройства защиты отколебания частоты питающей сети,перекоса Фаз, уменьшения габаритов,потребляемой мощности и в итогесуцественное повышение надежности,Указанная цель достигается тем,что в устройстве для защиты трехФазного электродвигателя от вращения в обратном направлении, содержацем Фазочувствительный элементподключенный входами к Фазам сети,и исполнительный элемент, подключенный к его выходу, фазочувствительный элемент выполнен в вицетрех преобразователей синусоидального сигнала в серию прямоугольныхимпульсов, соединенных попарно с соответствующими входами трех логическихэлементов И, при этом выход первого логического элемента И соединенс первым входом триггера, выход второго элемента И соединен со вторымвходом триггера, а выход третьегоэлемента И соединен с первым входомчетвертого логического элемента И,второй. вход которого подключен квыходу триггера,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на Фиг, 2 - временные диаграммы работы элементов устройства при прямой последовательности чередования Фаз, на фиг, 3 - то же, при обратной последовательности,Устройство содержит подключенные своими входами 1, 2 и 3 к соответствующим фазам питающей сети три преобразователя 4, 5 и б синусоидалЬ- ного сигнала Фаз сети в серию прямоугольных импульсов, логические элементы И 7, 8 и 9, триггер 10, логический элемент И 11, исполнительный элемент 12. На входы 1, 2 и 3 преобразователей 4, 5 и б поступают синусоидальные напряжения Фаз в определенной последовательности,Устройство работает следующим образом.На вход 1 поступает напряжение фазы й, на вход 2 - напряжение фазы Б, на ьход 3 - напряжение Фазы С. С выходов преобразователей 4, 5 и б сигналов выдаются серии импульсов соотвественно О 4, О, Оь длительностью импульсов 1/2 Т и периодом повторения Т, Серии импульсов О 4, О, Оь поступают попарно на соответствующие входы логических элементов И 7, 8 и 9. На входы логического элемента И 7 поступают серии импульсов с выходов преобразователей 4 и 5, на входы элемента И 8 - серии импульсов с выходов преобразователей 5 и б и на входы элемента И 9 с выходов преобразователей б и 4 сигналов. С выходов логических элементов И 7, 8 и 9 выдаются серии импульсов соответственно О, Ое, Оз длительностью 1/В Т, следующих друг за другом и смещенных относительно друг друга на 1/6 Т. При этом серия импульсов с выхода логического элемента И 7 взводит триггер 10 в положение "1", серия импульсов с выхода элемента И 8 сбрасывает триггер 10 в полажени 0". С единичного выхода триггера 10 выдается серия импульсов О, длительностью 1/3 Т. Серия импульсов О с выходатриггера 10 и . серия импульсов Озс выхода логического элемента И 9 поступают на входы логического элемента 11, Как видно на временной диаграмме эти серии импульсов приходят на логический элемент И 11 в разное время, в результате чего на выходе элемента И 11 серия импульсов отсутствует, исполнительный элемент 12 не срабатывает и тем самым разрешается вращение электродвигателя в прямом направлении.На фиг, 3 представлены временные диаграммы работы элементов устройства при подаче на входы 1, 2 и 3 напряжений Фаз А, Б и С сети в обратной последовательности, Работа элементов 4, 5, б, 7, 8 и 9 происходит аналогично описанному выше, Отличие заключается в нарушении очередности следования серий импульсов на выходе элементовИ 7, 8 и 9. Здесь серии744838 ЗО й,импульсов следуют в такой последовательности: серия импульсов Осерия импульсов О 9 и серия импульсов О. Серия импульсов О с выхода логического элемента И 7 взводиттриггер 10 в положение "1". Серия5импульсов О с выхода логическогоэлемента И 9 поступают на вход элемента И 11, на втором входе которого в этот момент с выхода триггера 10поступает "1". Последним приходитимпульс серии О 8 на сброс триггера10. И так цикл работы повторяется.В результате на выходе элемента И11 выдается серия импульсов ОН , которая вызывает срабатывание исполнительного элемента, запрещая вращение электродвигателя в обратномнаправлении. В качестве исполнительного элемента может быть использован триггер,Суммарные габариты элементов 20данного устройства намного меньшегабаритов известного,Мощность потребления также существенно меньше,Работоспособность устройства не 25зависит от колебаний частоты сети,ог перекоса напряжений фаз сети. Формула изобретения Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от вращения .в обратном направлении, содержащее фазочувствительный элемент, подключенный входами к фазам сети, и исполнительный элемент, подключенный к еговыходу, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьааения надеж-ности, уменьшения габаритов и потребления, фазочувствительный элемент выполнен в виде трех преобразователей синусоидального сигналав серию прямоугольных импульсов,соединенных попарно с соответствующими входами трех логических элементов И, при этом выход первого логического элемента И соединен с первымвходом триггера, выход второгоэлемента И соединен со вторым входом триггера, а выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Франции У 2266344,кл, Н 02 Н 7/97, 1975.2. Заявка ФРГ У 2124012,кл. Н 02 Я 7/97, 1973,З.Чернобровов Н. Ф. Фильтр напряжения обратной последовательности. -"Релейная защита". М., "Энергия",1971. с. 169-172.4. Авторское свидетельство СССРР 579675, кл. Н 02 Н 7/09, 1976.744838 ЦНИИПИ Заказ 3829/20 Тираж 783 Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная,4