Способ защиты от перегрузки асинхронных электродвигателей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0% (И) 02 Н 7/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ инст ту защитаНедра,ГОСУДАРСТ 8 ЕККЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 б) Гимоян Г,Г. Релейнаягорных электроустановок. И1978, с. 240-251,Риман Я.С, Защита электрическихустановок угольных шахт. И.: Недра,1977, с. 142-166.(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИАСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к электротехнике, предназначено для защитыэлектродвигателей от перегрузки и вчастности для защиты от перегрузкиасинхронных электродвигателей много- .двигательного электропривода. Цельизобретения - повышение надежностии селективности защиты электродвигателей от перегрузки и расширение области применения на многодвигательный электропривод. Это достигается тем, что в способе защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки по токам высших гармоник, основанном на измерении выходных параметров трансформатора тока, включенного в статорную цепь электродвигателей, до" полнительно почастотно во всем спектре частот, определенном индуктивностями статорных и роторных обмоток электродвигателей в динамическом режиме, их емкостями относительно корпуса и скольжения роторов от номинальных до критических величин, измеряют амплитуды высших гармоник тока и при достижении амплитуды опреде- с ленной гармоники. выбранного уровня запускают прибор измерения времени, а по частотно-временной характеристике электродвигателей и по частоте гармоники, находящейся в резонансе, выбирают допустимую выдержку времени, по истечении которой, если не прекращается действие этой высшей гармоники, отключают электродвигатель от источника энергии. 5 ил.Изобретение относится к электро"технике и предназначено для защитыэлектродвигателей от перегрузки, вчастности для защиты от перегрузки.)асинхронных электродвигателей многодвигательного электропривода,Цель изобретения - повышение надежности и селективности защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки и расширение области примене;ния на многодвигательный электропри, вод,На фиг.1 изображено устройство; физическая схема связи первичной ивторичной цепей асинхронного электродвигателя; на фиг.3 - схема замещенияасинхронного электродвигателя; нафиг.4 - зависимость резонансной час1тоты высшей гармоники от скольженияротора; на фиг.5 - частотно-времен-ная характеристика защиты электродви -гателей от перегрузки,Электродвигатели 1-3 подключены к 25шинам источника 4 энергии с помощьювыключателя 5, содержащего трансформатор тока 6, во вторичную цепь которого через резонансный контур, состоящий из конденсатора 7 и переменной индуктивности 8, подключен измеритель 9 амплитуд токов высших гармоник.Способ осуществляется следующимобразом.35Асинхронный электродвигатель представляет собой систему двух (или вобщем случае нескольких) электромагнитно связанных контуров статор)а иротора (фиг,2). Статор асинхронного 10электродвигателя включен в сеть с заданным напряжением Ч и постояннойчастотой Г . Под действием приложенного напряжения по обмотке статорапроходит ток 1 и. создает вращающийся магнитный поток Ф , основная частькоторого Ф - сцепления с обмоткойстатора и ротора, а небольшая частьфс/; - с обмоткой статора, ФК - с обмоткой ротора. ОПотокам рассеивания Ф и Ф. соответствуют индуктивности рассеивания обмоток,статора ., и ротора Ь 2и их индуктивные сопротивления х2 Я 1 Ь и х 2 = 2 Ей БЬ 2 Индуктив 55ное сопротивление ротора х 2 выражают через сопротивление его обмоткив неподвижном состоянии х 2 и черезЯ скольжение ротора, т.е. хгз = х,Б, ражаемприведенное сопротивление изо 2 ляции ротора К = 1 К и емкость роС тора относительно земли СИз схемы замещения (фиг.З) видночто она представляет собой контурК, Ь, С, в котором индуктивность Ьг(2)С + Ср юг С + С)1 При высоком сопротивлении изоляции обмоток электродвигателя можно считать К, в )и тогда активное сопротивление контура определяетсяс гггГ + г - г +.О где г - активное сопротивление намагничивающего контура, учитываюшее потери в стали.Так как сопротивление ГГ 2 и с1, то из выражения (3) следует, что сопротивление контура К определяется сопротивлением статорной обмотки и приведенным сопротивлением роторной обмотки, т,е, невелико.В электродвигателе вследствие отличия кривой распределения магнитной Обмотки электродвигателя имеют емкости и сопротивления изоляции относительно корпуса соответственно статора С , К и ротора Ср, КДля анализа работы асинхронного электродвигателя пользуются замещением (фиг.З), представляющим собой электрическую схему, в которой вторичная цепь обмотки ротора соединена с первичной обмоткой гальванически вместо магнитной связи, существующей в электродвигателе, в которой приведенные сопротивления ротора: активное г = 1 г 2 индуктивное25 10 15 20 25 30 35 40 индукции вдоль зазора от синусоиды кривые, наводимые в обмотках ЗДС, отличаются от синусоидальных. В цепях, содержащих нелинейные индуктивности, даже при синусоидальных. ЭДС возникают несинусоидальные токи и несинусоидальные напряжения. При достаточной добротности контура в цепи К, Ь С наступает резонанс высшей гармоники, частота которой совпадает с собственной частотой контура1ав (4) гГ ГЬС Иэ выражения (1) следует, что принеизмененных значениях индуктивностей рассеивания статора Ьз, ротораЬ и намагничивания Ь индуктивность контура Ь зависит только от величины скольжения Я ротора. Фактически индуктивности рассеивания статораЬ , ротора Ь 5 и намагничивания Ь ,не являются величинами постояннымии зависят от токов, проходящих по обмотках, так как при изменении токаизменяются поля потоков рассеиванияи намагничивания, но они мало изменяются при сравнительно большом изменении скольжения ротора, поэтому величина индуктивности контура изменяется в основном от величины скольжения ротора - увеличивается с ростомскольжения. При постоянной емкости С,переменной индуктивности Ь получается спектр частот высших гармоник(Фиг,4) от скольжения ротора.В диапазоне скольжения ротора отноминальной Бц до критической Я величин снижается резонансная частотавысших гармоник. По резонансной частоте высшей гармоники определяют степень перегрузки электродвигателя ипо частотно-временной характеристике (фиг.5) определяют допустимое время работы электродвигателя при возникшей перегрузке,При перегрузке одного или нескольких электродвигателей 1-3 многодвигательного электропривода (фиг.1) илиодного электродвигателя, подключенного к сети 4 с помощью выключателя 5,в статорной цепи на резонансной частоте контура возникает определеннаявысшая гармоники, которая трансформируется трансФорматором 6 тока, На вторичную цепь трансФорматора 6 тока через резонансный контур, состоящий ,иэ конденсатора 7 и переменной индуктивности 8, включен измеритель 9 токов высших гармоник.Изменяя переменную индуктивность 8 можно настроить контур во вторичной цепи трансФорматора 6 тока на спектр частот высших гармоник, возникающих при перегрузке электродвигателей. Если перегружен один электродвигатель в многодвигательном электро- приводе, то возникает одна резонансная частота высшей гармоники тока, а если перегружены два или несколько электродвигателей, то возникает столько же резонансных частот. По частотно-временной характеристике (Фиг.5) определяют допустимое время для работы перегруженного электродвигателя, а если перегружено несколько электродвигателей и в разной степени, то определяют допустимые промежутки времени работы для каждого электродвигателя и по истечению наименьшего отключают перегруженные электродвигатели.Преимущества предлагаемого способа наиболее проявляются в многодвигательном электроприводе. По изменению величины тока в общей цепи многодвигательного электропривода практически невозможно осуществить защиту одного перегруженного электродвигателя, а по уровню амплитуды высшей гармоники резонансной частоты он надежно защищается. формула изобретения Способ защиты от перегрузки асинхронных электродвигателей, основаный на измерении параметров тока двигателей, сравнении их с заданными и выра 45 ботке команды на отключение в случае если они длительное время отличаютсяот заданных, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и селективности и расширения об 50 ласти применения на многодвигательный электропривод, в качестве измеряемого параметра выбирают амплитуду высших резонансных гармоник, причем выдержку времени на отключение умень шают при снижении частоты резонансной гармоники.143 б 175 2 Я юг Составитель В,Зимаков Техред И.Верес Заказ 5652/51 51 Тир одписн В 11 ИИПИ Госу по делам 113035, Москвал. Проектная роиэводственно-полиграфическое приятие, г, Уж Редактор С. Патруше рственного комитета Сзобретений и открытийЖ, Раушская наб.,орректор А.Обру