Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске

А 2 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11 50 4 Н 02 Н 7 ЕТЕНИ ИСАН етическин инстиВ.А.Са 1. Па 8.8)тельствН 7/08,СССР 983. ХЗ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПРИ ПУСКЕ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повьппениенадежности функционирования защиты.Устройство защиты электродвигателядополнено узлом 10 блокировки, входкоторого подключен к шине питания,а выход - к третьему входу элемента ИЛИ 9. 2 ил.1133Изобретение относится к областирелейной защиты и может быть использовано для защиты электродвигателейпеременного тока от перегрузки принеуспешном пуске из-за поврежденияприводимого механизма, заклиниванияподшипников или приводимого механизма, задевания ротора о статор, примерзания механизма (например., водяного насоса), завяла механизма (например, иэ-за завала топливом дробилоки мельниц системы топливоприготовления электростанций), из-за обрыва фазы, при глубоких посадках напряженияна шинах, при внутренних коротких замыканиях .и в других случаях, когдапри включении двигателя в работу онне разворачивается и является усовершенствованием устройства по авт. св.Р 1141502.Цель изобретения - повышение надежности функционирования защиты припереходных процессах в цепях питаниязащиты, исключение ложных срабатываний защиты,На фиг.1 приведено устройство защиты; на фиг.2 - схема узла блокировки.Устройство содержит датчик 1 токастатора двигателя, фильтр 2 инфранизкой частоты, выпрямитель 3, пороговыйэлемент 4, замыкающий блок-контакт 5выключателя, импульсные реле 6 и 7времени, логический элемент ПАМЯТЬ 8с запускающим (а) и блокирующим (в)входами, логический элемент И 9 с дополнительным третьим входом,к которому подключен дополнительно введенныйузел 10 блокировки. Функциональноеназначение элементов схемы (с 1 до 8),их реализация и обозначение такое же,как у известного устройства.При отсутствии переходных процессов вцепях питания защиты и при номинальном значении напряжения питанияна выходе узла 10 блокировки постоян -но присутствует логическая единица ифункционирование защиты в целом какпри успешном, так и при неуспешномпусках полностью идентично работе известного устройства. При успешномпуске двигателя в токе статора в начальный момент времени существуетсоставляющая низкой ча.стоты. котооаявыделяется фильтром 2, выпрямляетсяв выпрямителе 3 и через пороговыйэлемент 4 поступает на блокирующг ивход (в .элемента ПАМЯТЬ 8. На другой 9734запускающий вход (а) элемента ПАМЯТЬ 8, спустя выдержку времени, создаваемую импульсным реле 6 времени,поступает кратковременный импульс. ".)Выдержка времени реле б,выбранаиз условия отстройки от апериодической составляющей в токе статора. Приуспешном пуске двигателя низкочастотная составляющая некоторое время присутствует в токе статора (она затухает за 1-2 с для мощных электродвигателей). Поэтому и после прохождениякратковременного импульса с выхода г 5 реле времени на заггускающий вход (а)элемента ПАМЯТЬ 8 на его блокирующийвход (в 1 еще некоторое время поступает выпрямленный низкочастотный сиг -нал. т,е. на выходе логического элемента ПАМЯТЬ 8 при успешном пускесигнал отсутствует, Х = О.При неуспешном пуске, когда в токе статора нет низкочастотной составляющей, после прохождения кратковре менного импульса от реле 6 временина вьгходе логического элемента ПАМЯТЬ 8 появляется сигнал Х = 1.Спус 6тя выдержку времени второго импульсного реле 7 времени, на второй входлогического элемента И 9 поступаетимпульс Х г = 1, что приводит к срабатыванию защиты в целом (Х = 1), т.е.функционирование защиты при отсутствии переходных процессов в цепях питания защиты и при номинальном значении напряжения питания защиты (Х,1) аналогично работе известногоустройства.Реле 6 и 7 времени могут быть вы полнены, например, на принципе заряда емкости К - С-контура. При пуске.защищаемого двигателя замыкается егоблок-контакт 5 и конденсатор С начинает заряжаться через зарядный резистор К . Сигналы на выходах пороговых элементов 11 и 12 реле 6 и 7времени соответственно появляются вмоменты времени, когда напряжениена конденсаторе С достигает заранеевыбранных значений уставок пороговыхэлементов 11 и 12. Формирователи 13и 14 импульсов реле 6 и 7 времени соответственно преобразуют выходныесигналы пороговых элементов 11 и 12в кратковременные импульсы Х и Х.55Диод 7 П и разрядный резистор Ксоставляют цепь разряда конденсатора С после отключения двигателя (после размыкания блок-контакта 5). Со 133973440 К С 1 с К С с К 2 С 2.ЪарВ условиях эксплуатации снижениенапряжения питания и его возрастаниеможет носить характер как плавного,так и быстротечного процесса, Приэтом блок-контакт 5 может находиться 55 противление резистора К выбирается по возможности минимальйым для ускорения разряда конденсатора С, т.е. для сокращения времени готовности за 5 щиты к повторному действию, Узел 10 блокировки выполнен на двух операционных усилителях А и А 2, содержит два дополнительных К - С-контура К 1-С 1 и К 2-С 2, стабилитрон 701, диоды 702-7 П 6, резисторы КЗ-К 7, конденсаторы СЗ и С 4, резисторы К 5=К 4 и операционный усилитель А 1 образуют в комплексе инвертирующий усилитель с. единичным коэффициентом усиления.Резисторы Кб=К 7, диод 7 Р 4 и опера. ционный усилитель А 2 выполняют роль компаратора 3, сигнал на выходе кото рого появляется, когда модуль отрицательного по знаку напряжения на конденсаторе С 2 превышает модуль положительного по знаку напряжения на выходе усилителя А 1 (или, что то же самое, модуль отрицательного по знаку напряжения на конденсаторе С 1). 25 Напряжение стабилизации стабилитрона 70 выбирается меньшим номинального напряжения питания защиты, но большим напряжений установок пороговых элементов 11 и 12. 30Для большинства микросхем допуска. ется отклонение напряжения .питания на АЙ 0% от номинального значения. Поэтому целесообразно выбрать напряжение стабилизации стабилитрона 70 ориентировочно на 10% меньшим номинальыого значения напряжения питания, чтобы выводить защиту из действия (не допускать ложных срабатываний ) при посадках напряжения питания ниже минимального уровня, гаран, тированного заводом-изготовителем для четкой работы микросхем. Соотношение сопротивлений резисторов К 2 и КЗ, составляющих делитель напряже ния, выбрано ориентировочно 1:20, т.е. во всех установившихся режимах напряжение на конденсаторе С 2 ниже напряжения питания на 5%. Соотношение между постоянными времени цепей50 К 1-С 1, Р -С и К 2-С 2 выбрано следую- щим как в замкнутом, так и разомкнутомсостоянии. Рассмотрим функционирова-.ние предлагаЕмого устройства блокировки в этих условиях. Пока напряжение источника питания возрастает от 0до напряжени; с". -билизации стабилитрона 731, напряжение на конденсаторе С 1 по модулю превышает напряжениена конденсатсре С 2, поскольку К 1 С 1 сс. К 2 С 2. Поэтому на выходе устройства 1 О блокировки сигнал Х, = О,чтогарантирует несрабатывание защиты независимо от наличия сигналов Х и Хна двух других входах логическогоэлемента И 9 (Х = О).Если при этом блок-контакт 5 былзамкнут, воэможность ложного срабатывания зашиты дополнительно исключается благодаря выбранному соотношениюмежду постоянными времени цепейК С и К 2 С 2,К СсК 2 С 2,т.е. импульс Х появится и исчезнетна входе логического элемента И 9раньше, чем появится разрешающий сигнал Х, на выходе устройства 1 О блокировки,Когда напряжение питания защитырезко падает, изменение напряженияна конденсаторе С 2 мгновенно следуетза изменением напряжения питания,поскольку диод 733 открывается (этинапряжения отличаются друг от другаа падение напряжения на открытомиоде 733, чем можно пренебречь).Напряжение на конденсаторе С 1 длительное время после посадки напряжения питания остается практически неизменным и равным напряжению стабилизации стабилитрона 701, посколькудиод 7 П 2 в этом случае закрыт и конденсатор С 1 имеет возможность разряжаться только через очень большоеобратное сопротивление запертого диода 702 и через большое входное сопротивление операционного усилителя А 1.В рассмотренной ситуации напряжение на конденсаторе С 1 все время остается больше по модулю напряженияна конденсаторе С 2, т.е. на выходекомпаратора сигнал Х, = 0 и защита неможет ложно сработать. Дополнительнодля более четкой работы операционного усилителя А 1 при посадках напряжения питания выводы питания этоймикросхемы подключены к шинам питаФо рмула 20 25 30 35 Ф 5 50 конденсаторы. 5 133 ния +Би -П , через диоды Ч 25 и ЧР 6 соответственно и соединены с корпусом через конденсаторы СЗ и С 4, При этом даже при глубокжс насадках напряжения питания операционный усилитель А 1 длительное время питается энергией, запасенной в конденсаторах СЗ и С 4, обеспечивая четкое инвертирование входного напряжения (напряжения на конденсаторе С 1) без искажения модуля выходного сигнала.При длительных или очень медленных посадках напряжения питания ниже напряжения стабилизации стабилитрона Ч 01, когда .конденсатор С 1 успевает все же разряжаться через обратное сопротивление запертого диода Ч 02 и через большое входное сопротивление операционного усилителя А 1 до напряжения источника питания, напряжение на конденсаторе С 2 остается по модулю меньшим напряжения источника пита ния ориентировочно на 5% за счет делителя напряжения К 2-КЗ. Таким обра" зом, и в этом случае на выходе устройства 10 блокировки сигнал Хд = О, что исключает воэможность ложного срабатывания защиты.Анализ рассмотренных реально возможных переходных процессов в целях питания защиты позволяет сделать вывод о том, что дополнение известного устройства узлом 10 блокировки и добавление третьего входа у элемента И 9 повьппают надежность функционирования защиты в целом, исключают возможность ее ложных срабатываний. При нахождении значения напряжения источника питания в заданных допустимых пределах функционирование защиты в комплексе с узлом блокировки аналогично работе известного устройства, т.е. сохраняются все ее преимущества по сравнению с известными устройствами (фильтровыми защитами, максимальными токовыми защитами) в отношении повышенного быстродействия и способности зашищать электродвигатель от последствий неуспешного пуска по любой причине механического или электрического характера.Зкономический эффект состоит в уменьшении затрат на восстановительный ремонт электродвигателя и приво 9734 6димого механизма за счет более быстрого отключения и сокращения масштабов разрушения, а также за счет увеличения срока службы электродвигателя, По сравнению с известным устроиством применение устройства исключает воэможность ложных срабатываний защиты, предотвращая тем самым нанесение ущерба от нарушения технологического процесса производства , недоотпуска и брака продукции из - за внезапных ложных отключений. изобретения Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске по авт, св. 9 1141502, о т л и ч аю - щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности функционирования защиты при переходных процессах в цепях питания защиты, исключения ложных срабатываний защиты, оно дополнительно снабжено узлом блокировки, вход которого подключен к шине питания устройства, а выход - к третьему входу элемента И, причем узел блокировки содержит два К - С-контура, первый из которых содержит последовательно соединенные первый конденсатор, первый диод и первый резистор, причем параллельно первому конденсатору и первому диоду подключен стабилитрон, а второй К - С"контур содержит параллельно соединенные второй конденсатор и второй резистор, кОторые соединены последовательно с третьим резистором и вторым диодом, при этом общая точка первого и третьего резисторов подключена к входу узла блокировки, а общая точка стабилитрона, первого конденсатора, второго резистора и второго конденсатора - к корпусу,причем выход первого К - С-контурачерез инвертор, выход второго К "С-контура непосредственно подключенык входу компаратора, выход которогослужит выходом узла блокировки, причем выводы питания инвертора соединены с шинами питания устройства через третий и четвертый диоды, а скорпусом - через третий и четвертый1339734 Составитель В.Орловедактор П.Гереши Техред В. Кадар орректор А. Обручар каз 4236/48В Подписное 11303 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 617 ИИПИ Государственно по делам изобретен Москва, Ж, Ракомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5