Устройство для автоматического повторного включения асинхронного электродвигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6% 1 И) 3(59 Н 02 Н 3/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4Мк;ю,.ф,. ф11айаота(72) Д.Л.Шварц, В.А.Шевелев, Б.С.Тальянский, А.А.Бучный, Ю.Г.Антонов, Г.А.Гендельман и В.Н.Кондратюк (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения "Потенциал"(56) 1. Авторское свидетельство СССР Мф 296203, кл. Н 02 Р 1/04, 1968.2. Авторское свидетельство СССР В 660140, кл. Н 02 Н 3/06, 1974.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащеекоммутационный аппарат, блок защиты, блок включения коммутационногоаппарата, состоящий из первого элемента ЗАПРЕТ и элемента ИЛИ, преобразователь непрерывной величины вдискретную, фильтр напряжения прямой последовательности, блок переключения, состоящий из второго, элемента ЗАПРЕТ и элемента И, и блокзапоминания аварии, причем вход фильтра напряжения прямой последовательности соединен с входом коммутационного аппарата, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем расширения рабочей зоны напряжения сети, в него дополнительно введены реле напряжения и триггер, причем выход фильтра напряжения прямой последовательности соединен через реле напряжения с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, и через преобразователь непрерывной величины в дискретную - с входом установки нуля триггера, инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ и первым входом элемен- ЕИ та И, выход блока защиты соединен с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и вторым входом элемента И, вы- ход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с входом установки единицы триггера, выход элемента И соединен с входом блока запоминания аварии, выходы триггера и блока запоминания аварии соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, а выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом коммутационного аппарата.Изобретение относится к электротехнике, предназначено для использования в электротехнических установках, в частности в автоматизированных установках погружных элек тронасосов с асинхронными электродвигателями.ГИзвестно устройство для автоматического повторного включения асинхронного электродвигателя, содержа О щее коммутационный аппарат в виде контактора, блок включенйя коммутационного аппарата в виде кнопочной станции и преобразователь непрерывной величины в дискретную в виде 15 дополнительного реле напряжения, подключенного к зажимам двух фаз электродвигателя Г 13.В этом устройстве обеспечивается автоматическое изменение интервала 20 времени до самозапуска электродвигателя, соответствующего времени затухания электромеханических переходных процессов после отключения напряжения питания, что.не позволяет осу ществлять автоматическое повторное включение после более длительного перерыва электроснабжения установки. Кроме того, это устройство не запрещает автоматическое повторное включе-З ние при недопустимом отклонении параметров напряжения источника питания и не обеспечивает автоматическое повторное включение, если эти отклонения возвращаются в пределы допустимой нормы, что приводит к увеличению .непроизводительных простоев автоматизированных установок до прибытия обслуживающего персонала. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее коммутационный аппарат, блок защиты, блок включения коммутационного аппарата, преобразователь непрерывной величины напряжения в дискретную с ре гулируемой зоной срабатывания, блок переключения сигнала запрета повторного включения, фильтр напряжения прямой последовательности и блок запоминания аварии. 50Это устройство производит автоматическое повторное включение асинхронного электродвигателя, когда напряжение сети возвращается в пределы рабочей зоны, устанавливаемые в пре-, 55 образователе непрерывной величины напряжения в дискретную. Пределы этой рабочей зоны выбираются исходя из длительно допустимого тока электродвигателя и ограничены предельно 1 допустимой температурой обмотки Г 23.Однако после длительных переры.вов в электроснабжении, которые часто наблюдаются при эксплуатации, когда температура обмотки двигателя приближается к температуре охлаждающей среды, двигатель допускает включение в работу при более широком диапазоне напряжений сети.Цель изобретения - повышение эффективности работы путем расширения рабочей эоны напряжения сети.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического включения асинхронного электродвигателя, содержащее коммутационный аппарат, блок защиты, блок включения коммутационного аппарата, состоящий из первого элемента ЗАПРЕТ и элемента ИЛИ, преобразователь, непрерывной величины в дискретную, фильтр напряжения прямой последовательности, блок переключения, состоящий из второго элемента ЗАПРЕТ и элемента И, и блок запоминания аварии, причем вход фильтра напряжения прямой последовательности соединен с входом коммутационного аппарата, дополнительно введены реле напряжения и триггер, причем выход фильтра напряжения прямой последовательности соединен через реле напряжения с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и через преобразователь непрерывной величины в дискретную - с входом установки нуля триггера, инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, и первым входом элемента И, выход блока защиты соединен с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и вторым входом элемента И; выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с входом установки единицы триггера, выход элемента И соединен с входом блока запоминания аварии, выходы триггера и блока запоминания аварии соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, а выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с управляющим входом коммутационного аппара-. та.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит коммутационный аппарат 1, блок 2 защиты, блок 3 включения коммутационного аппарата, преобразователь 4 непрерывной величины напряжения в дискретную с регулируемой зоной срабатывания, фильтр 5 напряжения прямой последовательности, блок 6 переключения сигнала запрета повторного включения, блок 7 запоминания аварии, трансформаторы 8 и 9 1 О тока, реле 10 напряжения и триггер 11.Асинхронный электродвигатель 12 механически связан с исполнительным механизмом 13, например центробежным насосом, а электрически - через трансформаторы 8 и 9 тока и коммутационный аппарат 1 - с источником 14 питания, в качестве которого обычно используется сеть электроснабже О ния.Блок 3 включения коммутационного аппарата состоит из элемента ЗАПРЕТ 15 и двухвходового элемента ИЛИ 16.Блок 6 переключения сигнала повторного включения состоит из двухвходового элемента И 17 и элемента ЗА.ПРЕТ 18.Устройство работает следующим образом,После перерыва в электропитании,когда от источника 14 вновь начинает подаваться напряжение переменного тока правильного чередования фаз, З 5величина которого превышает уставкусрабатывания реле 1 О напряжения,с его выхода на прямой вход элементаЗАПРЕТ 15 поступ сигнал на включение коммутационного аппарата 1. 40После восстановления напряжения,которое поступает с источника 14,триггер 11 устанавливается в исходное состояние, при котором на еговыходе, сигнал отсутствует. Если при 45этом на выходе блока 7 запоминанияаварии также сигнал отсутствует,то с выхода элемента ИЛИ 16 на инверсный второй вход элемента ЗАПРЕТ15 поступает нулевой сигнал. При наличин на прямом входе элемента ЗАПРЕТ 15 единичного сигнала, поступающего с реле 1 О напряжения, с выходаэлемента ЗАПРЕТ 15 на вход коммутационного аппарата 1 поступает сигнал на его включение, Коммутационным аппаратом 1 осуществляетсяавтоматическое включение электродви 1 гателя 12 после перерыва в электро,питании.Уставка срабатывания реле 10 напряжения выбирается так, чтобы величина напряжения источника 14 питания при этом была достаточна для нормального пуска электродвигателя 12. В случае нарушения правильного чередования фаз с выхода фильтра 5 напряжения прямой последовательности на входе реле 10 подается напряжение, недостаточное для его срабатывания, с выхода реле 1 О,на вход элемента ЗАПРЕТ 15 блока 3 подается .нулевой сигнал, с выхода элемента ЗАПРЕТ 15 на коммутационный аппарат 1 сигнал не поступает, включение электродвигателя 12 не происходит.При нормальной работе асинхронного электродвигателя 12 и нормальном напряжении источника 14 питания сигнал на выходе блока 2 защиты отсутствует. При отсутствии сигнала от блока защиты 2 поступают нулевые сигналы к соответствующим входам элементов И 17 и элемента ЗАПРЕТ 8 блока 6, и с выходов этих элементов на вход блока 7 запоминания аварии и вход установки единицы триггера 11сигналы на поступают. При этом с триггера 11 на вход элемента ИЛИ 16 и с блока 7 на вход элемента ИЛИ 16 сигнапы также не поступают. С выхода элемента ИЛИ 16 в этом случае на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15 поступает нулевой сигнал., Если при этом с реле 10 на первый вход элемента ЗАПРЕТ 15 продолжает поступать единичный сигнал, разрешающий работу электродвигателя 12, то с выхода элемента ЗАПРЕТ 15 подается сигнал, обеспечивающий включенное состояние коммутационного аппарата 1 электродвиогатель 12 остается включенным.Когда возникает анормальный режим работы электродвигателя 12 при нормальном напряжении источника 14 питания, например режим перегрузки по току, с выхода блока 2 защиты сигнал, запрещающий работу электродвигателя 12, поступает на один вход элемента И 17 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 18, а с преобразователя 4- на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 18 и другой вход элемента И 17 сигнал, показывающий, что напряжение питания находится в пределах установлен" нбй в преобразователе 4 рабочей зоны. В этом случае на выходе элемента И 17 формируется единичный сигнал, а на выходе элемента ЗАПРЕТ 18 - нулевой сигнал.С выхода элемента И 17 единичный сигнал поступает на вход блока 7 запоминания аварии, с выхода которого сигнал запрета повторного включения подается на первый вход элемента ИЛИ 16Этот сигнал формирует единичный сигнал на вькоде элемента ИЛИ 16, поступающий на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15. При нормальном напряжении источника 14 питания с реле 10 напряжения продолжает поступать сигнал, разрешающий работу электродвигателя 12. В этом случае на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 15 продолжает поступать единичный сигнал, но на его выходе 20 после поступления единичного сигнала на его инверсный вход будет нулевой сигнал. Нулевой сигнал с выхода элемента ЗАПРЕТ 15 подается к коммутационному аппарату 1, что вы ,эывает его отключение и отключение электродвигателя 12, Запрещающий сигнал с блока 7 запоминания аварии после отключения электродвигателя 12 продолжает поступать на первый вход элемента ИЛИ 16 до возврата вручную блока 7 запоминания аварии, и автоматического повторного включения электродвигателя 12 не происхо ит,1 О 35Когда возникает анормальный режим- работы электродвигателя 12 из-за отклонения от нормы напряжения источника 14 питания (например, недопустиьюе увеличение тока электродви гателя 12) при увеличении напряжения выше предела установленной в преобразователе 4 рабочей. эоны напряжений, сигнал на выходе преобразователя 4 исчезает, а аварийный сИгнал с выхода блока 2 защиты поступает на вход элемента И 17 и прямой вход элемента ЗАПРЕТ 18, При.этом на выходе элемента И 17 формируется нулевой сигнал, а на выходе элемента 5 О ЗАПРЕТ 18 - единичный сигнал, который поступает на вход установки единйци триггера 11. Триггер 11 переходит в свое второе устойчивое состояние, отличное от исходного. На 55 его выходе формируется единичный сигнал, который поступает на вход элемента ИЛИ 16, на выходе которого формируется при этом единичный сигнал, поступающий на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 15, На выходе элемента ЗАПРЕТ 15 формируется при этом нулевой сигнал, который вызывает отключение коммутационного аппарата 1.Электродвигатель 12 отключается lот источника 4 питания коммутационным аппаратом 1. Сигнал на выходе блока 2 защиты исчезает, но запре-щающий повторное включение электродвигателя 12 сигнал с выхода триггера 1 продолжает поступать на вход элемента ИЛИ 16 до тех пор, пока напряжение источника 14 питания не восстановится до нормы в пределах установленной в преобразователе 4 допустимой рабочей зоны. В этом случае на вькоде преобразователя 4 появляется сигнал, который поступает на вход триггера 11 и переводит его в исходное устойчивое состояние, при котором с выхода триггера 11 на второй вход блока перестает поступать запрещающий сигнал. При наличии разрешающего сигнала с реле 1 О напряжения на первый вход элемента ЗАПРЕТ 15 поступает единичный сигнал, а на инверсный вход - нулевой сигнал. На выходе элемента ЗАПРЕТ 15 формируется при этом единичный сигнал, который поступает на вход коммутационного аппарата 1, вызывая его включение. Происходит автоматическое повторное включение электродвигателя 12 силовыми контактами коммутационного аппарата 1. Включение реле напряжения на зажимы источника питания через фильтр напряжения прямой последовательности позволяет осуществить контроль правильного чередования фаз и контроль нижнего значения напряжения всех трех фаз, достаточного для нормального пуска асинхронного электродвигателя, что расширяет зону напряжений сети,.допустимую для его автоматического включения после перерыва в электропитании, Использование триггера, входы которого электрически связаны с преобразователем непрерывной величины напряжения н дискретную и блоком переключения сигнала запрета повторного включения, позволяет запомнить аварийный сигнал. срабатывания блока защиты из-за отклонений напряжения сети за пределы1128323 КИПИ акаэ 10126 Т Подиксное ф 1 Вагаатф 1, г 7Лопу тимоЙ рабочей эоны только на время, пока напряжение сети не воэвратится в этп пределы, не препятствуя первому включению электродвигателя после восстановления электропитания ц более широкой зоне напряжений сети. Это повышает эффективность работы устройства.