Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ Н 7/085 ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ торсков объеди ЕКТ электроателя от ся кдвигь исей па ользо ссаж ния - повытройство со ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ(57) Изобретение относитехнике - защите электрперегрузки - и может бывано для электродвигателких лифтов. Цель изобрешение Точности защиты. держит датчик 1 тока электродвигателяс квадратичным преобразователем 3 изадатчик константы 5, которые черезапериодическое звено (АЗ) 4 присоединены к первому компаратору (К) 6. Задатчик максимально допустимой температуры 7 присоединен к К 6 и ключу13. Датчик окончания цикла (ДОЦ) 9 ивыход К б через элемент И 8, усилители (У) 10 присоединены к исполнительному реле 11, воздействующему на отключение электродвигателя. Введениевторого компаратора 14, включенногомежду датчиком 1 и У 10 в режимах дотягивания лифта до очередного этажа,при обрыве одной фазы или при движении лифта с неотпущенными тормознымиколодками, без ожидания сигнала сДОЦ 9, дает сигнал на отключение двигателя с фиксированной задержкойтолько для отстройки от номинальныхпусковых токовэ 1.9 епа ф лые 3 иле1 12332Изобретение относится к устройствам для защиты электродвигателя от перегрева и может быть использовано в частности для защиты электродвигателей пассажирских лифтов. 5.Цель изобретения - повышение точности и надежности защиты.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 тепловая модель электродвигателя, 0 реализующая дифференциальное уравнение; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства.Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки содержит датчик 1 тока электродвигателя 2, квадратичный преобразователь 3, апериодическое звено 4, задатчик 5 константы, первый компаратор 6, задатчик 7 максимально допустимой температуры, эле-мент И 8, датчик 9 окончания цикла, усилитель 10, исполнительное реле 11, выключатель 12, ключ 13, второй компаратор 14.Устройство работает следующим образом.С датчика 1 тока трехфазного асин/хронного электродвигателя 2 напряжение, пропорциональное току электродвигате - ля 2, подается на вход квадратичного З 0 преобразователя 3, с выхода которого сигнал, пропорциональный квадрату тока электродвигателяВг пщ 2 опя35 где 1 - номинальный ток электродвигателя, поступает на первый вход апериодического звена 4, а на второй суммирующий 40 вход последнего с выхода задатчика 5 константы подается сигнал, пропорциональныйВ а 1000 Рв а (1+ 2, )а+1 А а+ 1)н 42 2ный фактической температуре двигателя 7 , который подается на первыйвход компаратора б, на второй входкоторого поступает с выхода задатчика 1 максимально допустимой температуры электродвигателя сигнал, пропорциональный заданной максимально допустимой температуре 7 э , электродвигателя. При превышении фактическойтемпературой С заданной с, компаратор 6 срабатывает и с его выхода поступа -ет сигнал на первый вход элемента И 8,По окончании цикла (в нашем случае - при достижении лифтом очередного этажа) с выхода датчика 9 окончания цикла на второй вход элемента И 8поступает сигнал, элемент И 8 срабатывает и на его выходе появляетсясигнал, который усиливается усилителем 10. С выхода усилителя 10 сигналподается на исполнительное реле 11,которое .своими контактами воздействует на управляющие цепи выключателя12, и последний отключает двигатель2 от сети, Кроме того, контактом исполнительное реле 11 подает управляющий сигнал на ключ 13, последнийсрабатывает и выполняет следующиепереключения: первым выходом изменяет параметры КС-цепочки апериодического звена (тепловая модель электродвигателя в режиме остановка), авторым уменьшает величину максимальнодопустимой температуры электродвигателя так, чтобы при повторном включении его после остывания и неизменнойнагрузке, при которой произошло первое отКлючение, лифт поднялся (опустился) до следующего этажа без перегрева электродвигателя 2,Для построения простейших тепловыхзащит электродвигателей используютмодели, описывающие электродвигателикак однородное в отношении нагревателогде а - коэффициент потерь;Р - номинальная мощность двигателя;КПД двигателя при номинальной нагрузке;А - теплоотдача, т.е, количествотепла, выделяемое двигателем в окружающую среду вединицу времени при разносо,ти температур в 1 С.На выходе апериодического звена 4 формируется сигнал, пропорциональА55 общее количество тепла, сообщаемого телу;теплоемкость тела, т.е, количество тепла, необходимое для повышения температурыадвигателя на 1 С;теплоотдача, т,е. количество тепла, выделяемое двигателем в окружающую среду в единицу времени при разноститемператур в 1 С;3 12332с - превьппение температурой двигателя (обмотки) температурыокружающей среды,Из основного уравнениянагрева электрической машины получим5(3) где 7 - значение начального превышеония температуры обмотки двигателя. В этих уравнениях( = 1000 дР, Дж/с,Т =КС.После срабатывания ключа 13 (двигатель останавливается), контакт ключа 13 размыкается и постоянная времени апериодического звена увели- чивается а1 п -11Рна+10 2 ( 14) При эксплуатации электродвиглей лифтов возникают ситуации,,дотягивание лифта до очередного,жа может привести к недопустиморегреву электродвигателя, напри г тап е отку где Ттрешением котдрого является с = о(1 - е " )+Т,егде йР = Р 1 -РгР, - мощность, подводимая к двигателю; Р - мощность на валу двигателя.гР. (1-г), ( . (5)25а+ 2)1 и где Р - номинальная мощность двига- н теля,коэффициент потерь;30 КПД двигателя при номинальной нагрузке;ток в обмотках двигателя; номинальный ток двигателя.( )а (у)1 п45Коэффициент потерь а можно определить аналитически по двум значениям КПД и мощности Нн = он (а + ) Ун ( в ) =Бв (а+х) (9) 42 4ь Р - Рх.Ориентировочно (для номинальной нагрузки) можно принять следующие значения коэффициента потерь: для двигателей постоянного тока независимого возбуждения 1-1,5; для двигателей последовательного возбуждения 0,5-0,9; для асинхронных двигателей общепромышленного типа 0,5-1,0; дляоасинхронных двигателей кранового типа 0,4-1,0; для синхронных двигателей 1-2.На фиг. 2 представлена тепловая модель электродвигателя (апериодическое звено 4), реализующая дифференциальное управление (2),где К,С =.Т - постоянная нагреваэлектродвигателя (врежиме работы электродвигателя); (Р. +К )С =Т - постоянная охлаждения2 Тоэлектродвигателя (врежиме останова);До срабатывания ключа 13 постоянная времени апериодического звена(К +К)тпПередаточная функция апериодического звена по первому входу е Яф л, 2)при обрыве одной фазы или при движении лифта с неотпущенными тормозными колодками. В этих случаях отключение двигателя должно производиться без ожидания сигнала с датчика цикла.Для реализации защиты электродвигателя в указанной ситуации в предлагаемое устройство дополнительно включается (фиг. 3) второй компаратор 14 10 с фиксированной задержкой (для отстройки от нормальных пусковых режимов), причем вход второго компаратора 14 соединен с вторым выходом датчика тока, а выход второго компаратора 15 14 соединен с вторым входом усилителя 10.Работа этого канала защиты происходит следующим образом. При токе электродвигателя, равном пусковому, 20 с заданной выдержкой времени на выходе второго компаратора 14 появляется сигнал, который поступает на второй вход усилителя 10, далее срабатывает исполнительное реле 11, выключатель 25 12 и двигатель 2 отключается от сети. Выдержка времени в компараторе 14 устанавливается больше длительности нормальных пусковых режимов, чтобы исключить ложные срабатывания защиты. ЗрПреимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в повышении точности защиты.ФоРмула н з обретения1. Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки, содержащее последовательно соединенные датчик тока электродвигателя, квадратиЧныйпреобразователь, апериодическое звено, первый компаратор и последовательно соединенные усилитель, исполнительное реле и выключатель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности защиты, в него дополнительно введены задатчикконстанты, задатчик максимально допустимой температуры электродвигателя, ключ, элемент И и датчик окончания цикла работы, причем второй вновьвведенный регулирующий вход апериодического звена, выполненного с перестраиваемой постоянной времени, соединен с выходом задатчика константы, атретий вновь введенный управляющийвход апериодического звена - с первым выходом ключа, второй выход ключа соединен с входом задатчика максимально допустимой температуры электродвигателя, выход которого соединенс вторым входом первого компаратора,выход последнего соединен с первымвходом элемента И, второй вход которого соединен с выходом датчика окончания цикла, выход элемента И соединен с входом усилителя, а второй выход исполнительного реле - с входомключа.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности защиты электродвигателя, в него дополнительно введен второй компаратор с задержкой,вход которого соединен с вторым выходом датчика тока, а выход " с вторым входом усилителя,1233242 даму б Составитель О. МуратоРедактор О, Бугир Техред М. Коданич ректор А. Фере Подтета СССРытийнаб., д. 4 Заказ 2779/55ВНИИ сное 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная Тираж 612 ПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 3035, Москва, Ж,Раушская