Устройство токовой защиты двигателя с тиристорным преобразователем

1314413 уменьшаться сразу же после открытиятиристоров 15-26 защитным импульсом.При этом быстродействие защиты не зависит от частоты сети и определяется 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к защитам электродвигателей от аварийных токов, и может быть чспользовано в электроприводах содержащих двигатели с постоянными магнитами и тиристорные преобразователи,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства токовой защиты двигателя. 10На Фиг. 1 изображена Функциональная схема устройства токовой защитыдвигателя; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу устройства;на. Фиг.3принципиальная схема возможного варианта выполнения Формирователя защитного импульса; на Фчг.4 (а,б) - цепипротекания тока для различных режимовработы устройства.Устройство токовой защиты двигателя 1 содержит ш, но числу фаз двигателя, каналов, каждый из которыхвключает в себя тиристорный преобразователь 2 (ТП) подключенный к Фазедвигателя , и последовательно соеди 25ненные следующие элементы: датчик 3тока (ДТ), расположенный в силовойцепи тиристорного преобразователя 2,пороговьи элемент 4 (ПЭ), узел 5 защиты (УЗ) с двумя выходами, системуб импульсно-Фазового управления(СИФУ) и блок 7 ключей (БК). Система 6 импульсно-Фазового управлениясодержит последовательно соединенныеуправляющий орган 8 (УО) с двумя 35входами, блок 9 Формирования импульсов (БФИ) с двумя входами, блок 10усилителей импульсов (БУИ) и блок 11вводных устройств (БВУ). Первый входуправляющего органа 8 является управ Оляющим входом системы б импульсноФазового управления, второй вход управляющего органа 8 и второй входблока 9 Формирования импульсов являются защитными входами системы б45импульсно-Фазового управления, а вытолько временем включения тиристоров15-26, которые несоизмеримо мапо посравнению с периодом напряжения сети,ил. 2ход блока 11 вводных устройств - ее выходом. 1(аждый канал устройства содержит формирователь 12 защитного импульса (ФЗИ), вход которого подключен к выходу порогового элемента 4, а выход соединен с дополнительным входом 13, которым снабжен блок 10 усилителей импульсов и дополнительным входом 14, которым снабжен блок 7 ключей, При этом выход системы б импульсно-Фазового управления подключен через блок 7 ключей к управляющим электродам тиристоров 15-26 тиристорного преобразователя 2,шины переменного тока которого подключены к сети через реактор 27 или трансформатор.Тиристорный преобразователь может быть выполнен по мостовой схеме.Датчик 3 тока может представлять собой трансформаторы тока, расположенные на шинах переменного тока тиристорного преобразователя, соединенные последовательно с выпрямителем. Узел 5 защиты предназначен для формирования сигналов защиты, воздействующих на систему б импульсно- фазового управления тиристорного преобразователя 2, и представляет собой электрическую схему, которая может быть выполнена на полупроводниковых элементах.Система 6 импульсно-Фазового управления предназначена для Формирования импульсов управления тиристорами тиристорного преобразователя, угловое положение которых относительно точки естественного зажигания зависит от величины напряжения управления на управляющем входе системыимпульсно-фазового управления, Управляющий орган 8 предназначен длясогласования управляющего напряжениясистемы импульсно-Фазового управленияи входного напряжения блока 9 формирования напряжения и ограниченияэтого импульса в соответствии с требуемыми значениями максимального и минимального углов управления тиристорного преобразователя. Управляющий орган 8 может быть выполнен на операционном усилителе. Блок 9 формирования импульсов предназначен для формирования импульсов управ-ления тиристорами тиристорного преобразователя, угловое положение 10 которых зависит от выходного напряжения управляющего органа 8. Блок 10 усилителей импульсов предназначен для усиления импульсов, формируемых блоком 9 формирования импульсов. Блок 15 11 вводных устройств служит для гальванической развязки цепей управления и силовых цепей тиристорного преобразователя и может быть выполнен на импульсных трансформаторах, Формиро ватель 12 защитного импульса предназначен для формирования импульса при изменении состояния на выходе порогового элемента 4,25Устройство токовой защиты двигателя работает следующим образом. Если напряжение на выходе датчика3 тока ( Б ) не превьппает пороговогонапряжения ( Ю, ) порогового элеменПОР,та 4, определяемое допустимым значением тока (1) фазы двигателя, тонапряжение на выходе управляющегооргана 8 определяется напряжениемуправления на его входе. При этом35блок 9 формирования импульсов формирует импульсы управления, угловоеположение которых относительно сетиопределяется В . Импульсы управленияпоступают через блок 10 усилителейимпульсов, блок 11 вводных устройстви блок ключей на управляющие электроды тиристоров 15-26 тиристорного преобразователя 2 согласно логике раздельного управления, При этом по фазедвигателя протекает ток, величинакоторого определяется 0 иг.2 а, гдее, еь, е - фазные ЭДС-сети),При возникновении аварийного режима, когда выходное напряжение датчика 3 тока превысит пороговое напряжение элемента 4 (фиг.21), формирователь 12 защитного импульса Формирует защитный импульс, который поступает на дополнительный вход 13блока 10 усилителей импульсов и дополнительный вход 14 блока 7 ключей,С выхода блока 10 усилителей импульсов усиленный защитный импульс поступает на вход блока 7 ключей, оба управляемых ключа которого открыты защитным импульсом, поступающим с выхода формирователя 12 защитного импульса на дополнительный вход 14 блока 7 ключей. С выхода блока 7 ключей защитный импульс поступает на управляющие электроды тиристоров 15-26 тиристорного преобразователя 2, вызывая открывание тиристоров, для которых в этот момент выполняются условия зажигания. При этом образуется цепь, в которой открытые тиристоры шунтируют фазу двигателя, чем обеспечивается прекращение роста и спадение в ней тока до нулевого значения. Одновременно с этим напряжение с первого выхода узла 5 защиты поступает на второй вход управляющего органа 8, Управляющий орган 8 формирует напряжение, которому соответствует максимальный угол управленияЫ, тиристорами тиристорного преобразователя 2, необходимый для перевода его в инверторный режим, Напряжение с второго выхода узла 5 защиты через определенную задержку времени поступает на второй вход блока 9 Формирования импульсов, чем обеспечивается блокировка управляющих импульсов тиристорного преобразователя и исключается возможность повторного появления аварийного режима,Пусть к моменту времени 1 ток через фазу двигателя протекал по цепи: фаза А - фаза А реактора 27 - тиристор 15 - Фаза двигателя - тиристор 19 - фаза В реактора 27 - Фаза В сети .(Фиг.2 а,о), Цепь протекания тока к моменту времени , изображена на фиг. 4 а. В момент времени13,. превысило В р (фиг.2 о). При подаче защитного импульса на управляющие электроды тиристоров 15-26 открываются тиристоры 22 и 24, поскольку для них в этот момент времени выполняются условия зажигания, Цепь протекания тока после момента времени , изображена на фиг, 4 Б. При этом ток, протекающий через фазу двигателя, сразу же перестает нарастать, начинает уменьшаться и достигает нуля, так как обмотка фазы двигателя оказывается шунтированной открытыми тиристорами.Ток, протекающий через открытые тиристоры 15,19,22 и 24, начинает уменьшаться после перехода через нуль линейного13144напряжения е , и его величина ограничивается сопротивлением реактора или трансформатора, через которые тиристорный преобразователь подключен к сети, на уровне тока, допустимого для данных тиристоров.Таким образом, введение в каждый канал устройства токовой защиты двигателя формирователя защитного импульса, вход которого соединен с вы" 10 ходом порогового элемента, а выход подключен к дополнительному входу, которым снабжен блок усилителей импульсов, и дополнительному входу, которым снабжен блок ключей, позво ляет повысить быстродействие защиты, так как ток в фазе двигателя перестает нарастать и начинает уменьшаться сразу же после открытия тиристоров защитным импульсом. При этом быстро действие защиты не зависит от частоты сети и определяется только временем включения тиристоров, которое несоизмеримо мало по сравнению с периодом напряжения сети, 25Использование изобретения позволяет повысить надежность электроприводов за счет предотвращения возможности размагничивания постоянных маг нитов индуктора двигателя от аварий" ных токов.формула и э о б р е т е н и я35Устройство токовой защиты двигателя с тиристорным преобразователем, содержащее число каналов защиты по01 13 6числу фаз двигателя, каждый иэ которых включает в себя тиристорнь.й преобразователь, выходом подключаемыйк фазе двигателя, а входом " к питающей сети переменного тока, датчиктока, расположенный в силовой цепитиристорного преобразователя, выходдатчика тока подключен через пороговый элемент к узлу защиты с двумя выходами, системы импульсно-фазовогоуправления, состоящую иэ управляющего органа, первый вход которого соединен с управлящцим входом системы,импульсно-фазового управления, второйвход соединен с первым выходом узлазащиты, блока формирования импульсов,первый вход которого подключен к выходу управляющего органа, второйвход подключен к второму выходу узлазащиты блока усилителей импульсов,подключенного входом к выходу блокаформирования импульсов, выходом кблоку выходных устройств, выход которого является выходом системы импульсно-фазового управления и подключен к .входу блока ключей, выходблока ключей подключен к управляющимэлектродам тиристорного преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения быстродействия устройства, в каждый его каналдополнительно введен формировательзащитного импульса, вход которогоподключен к выходу порогового элемента, а выход соединен с дополнительным входом блока усилителей им"пульсов и дополнительным входом блока ключей,1314413 ЮМГАУ Составитель В.ПлотинРедактор И.Товтин Техред А.Кравчук Коррект ошк аз 221 53ВНИИПИпо3035,Тираж 619 П Государственного комитета СС елам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб., исное изводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная