Устройство защиты электродвигателя от повреждений при ненормальных режимах

-( ИЯ ЗОБ РЕТ ПИСАНИ АВТОР У С ТЕЛЬС 44ндустриальный инст Н. Соло н, А.В.М ожилов, . Савон духи Н. П СССРублик, 1977 к. 1988. ЕКТРО ПРИ НЕ хнитро- шии поива да Лт= олни- лючеторе тора", ыхода сброс ов Изобре , в частно игателей Цель изйствия и зможнос На фи ства; нэ фи го момен вращения мы сигнал тов и реак ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельствоМ 543083, кл. Н 02 Н 7/08, опАвторское свидетельство СССРМ 1387093, кл. Н 02 Н 7/08, опубли(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛДВИГАТЕЛЯ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЙНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ(57) Изобретение относится к электротеке, в частности к релейной защите эледвигателей. Цель изобретения -рарение функциональных возможностейвышение быстродействия, При заклиннии ротора Я = 1 сигнал на выхфильтров 4, 5 и пороговых элементовотсутствует, реле 13 времени через= Ь су 1 срабатывает и на выходе исптельного органа является сигнал откния выключателя. На индикапоявляется сигнал "Заклинивание роПри затяжном пуске фронт сигнала с впорогового элемента 6 производитэлемента 9 и реле 13 времени и устан ние относится к электротехн ти к релейной защите электр обретения - повышение быстрорасширение функциональных ей устройства.элемента 10 в единичное состояние. Запускается реле 14 времени и если за время Лт = Лту 2 ротор не разгоняется до скорости, соответствующей частоте на выходе датчика 118, где 1, - частота настройки фильтра 5, то реле 14 времени срабатывает и выключатель 3 отключается. В случае успешного пуска сигнал с выхода порогового элемента 6 останавливает работу реле 13 времени и запускается реле 14 времени, а поступивший позднее сигнал с выхода порогового элемента 7 производит сброс памяти 10 Память" и реле 14 времени, Сигнал на отключение двигателя при эТом не подается, а счетчики 11 и 12 переключаются в нулевое состояние. В случае неполного опрокидывания двигателя ротор замедляет свое вращение, на выходе фильтра 5 и порогового элемента 7 появляется сигнал, что приводит к переключению счетчика 12 и появлению сигнала на выходе элемента И 17, Реле 15 времени срабатывает и через элемент ИЛИ 18 и исполнительный орган 19 воздействует на отключающую цепь выключателя 3. Если снижение частоты вращения ротора будет продолжаться и дальше, то фронт сигнала с выхода порогового элемента 6 переключит счетчик 11 в единичное состояние и сигнал, появившийся на выходе элемента И 16, мгновенно отключит выключатель 3. 4 ил., 1 показана блок-схема устройг, 2 - характеристики вращающетэ и моментов сопротивления на фиг. 3 - временные диаграм- ов на выходах пороговых элеменция на них устройства защиты в, различных режимах работы двигателя; на, фиг. 4 - временные диаграммы напряженийв характерных точках схемы (фиг. 1),Устройство содержит датчик 1 магнитного поля, встроенный в электродвигатель2, который подключается к сети через выключатель 3, два полосно-пропускающихфильтра 4 и 5, два пороговых элемента 6 и7, элемент 8 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, дваэлемента 9 и 10 ПАМЯТЬ, два двоичныхсчетчика 11 и 12, три реле 13-15 времени,два элемента 16 и 17 И, элемент 18 ИЛИисполнительный орган 19 и индикатор 20вида ненормального режима. Входы обоихфильтров подсоединены к выходу датчика,выход каждого фильтра - ко входу порого, вого элемента, выход порогового элемента6 подключен ко входу сброса элемента 9ПАМЯТЬ, счетному входу двоичного счетчи ка 11 и установочному входу элемента 10ПАМЯТЬ, выход порогового элемента 7 - ксчетному входудвоичного счетчика 12 и пер. вому входу элемента 8 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, второй вход последнего, вход сбросаиндикатора 20 вида ненормального режимаи установочные входы обоих двоичных счетчиков и элемента 9 ПАМЯТЬ соединенымежду собой и подключены через нормально разомкнутый блок-контакт выключателя3 к положительному полюсу блока питаниялогической части устройства, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен ковходу сброса элемента 9 ПАМЯТЬ, прямыевыходы элементов 9 и 10 ПАМЯТЬ подключены соответственно к входам реле 13 и 14времени, инверсные выходы этих элементов - к первым входам элементов 16 и 17 И,вторые входы последних - к выходам счетчиков 11 и 12, выход элемента 17 И подключен ко входу реле 15 времени, выходэлемента 16 И и выходы реле времени подключены к информационным входам индикатора вида ненормального режима иодновременно - ко входам элемента 18ИЛИ, выход последнего - ко входу исполнительного органа 19, который подключен котключающей цепи выключателя 3,Фильтр 4 настроен на частоту зубцовойгармоники ротора при скольжении Яд =0,95-0,9, а фильтр 5- при скольжении 0Яе0,1-0,2.Пороговые элементы 6 и 7 реагируют наогибающую амплитуды сигнала и выдаютлогическую единицу при величине огибающей; превышающей порог, В противномслучае на их выходе сохраняется напряжение логического нуля,В устройстве применены элементы ПАМЯТЬ и двоичные счетчики с прямым динамическим входом, Они воспринимают информацию только в момент поступленияна вход импульса положительной полярности (срабатывают по фронтам импульсов),Спады импульсов не вызывают изменения5 их состояния,Реле 13 - 15 времени имеют уставкиЬ у, Л тр и Л туз, где Л ту - выдержкавремени при отключении по причине заклинивания ротора, Л тр - при отключении за 10 тяжного пуска; а Л туз - при неполномопрокидывании ротора. Величины Лту зависят от конкретного типа двигателя, например, для А 02 - 41-4 Л 1 у 1 может быть взятаравной 0,5 с, Лаур =4 с, втуз = 5 с. Индикатор15 20 вида ненормального режима высвечивает и запоминает сигнал, поступивший наодин из информационных входов первым ине реагирует на последующие, Гашение индикатора осуществляется положительным20 импульсом, подаваемым на вход сброса,Работу устройства защиты рассмотримна примере электропривода вентилятора.Кривые моментов сопротивления вращению при этом могут иметь вид, показанный25 на фиг, 2. Кривая Мс 1 соответствует изменению момента сопротивления в номинальном режиме работы вентиляторнойустановки, при этом двигатель легко разгоняется до номинальной скорости; Ма - поЗО вышенному аэродинамическому сопротивлению тракта или встречному ветру; Мсз -закрытой заслонке, в последних случаях затягивается пуск двигателя или происходитего неполное опрокидывание; Мс 4 имеет ме 35 сто в случае повышенного трения, напримерпри разрушении подшипника вентилятора -при этом происходит опрокидывание двигателя, Попытка повторного пуска двигателяпри Мс 4Мпуск окажется безуспешной, бу 40 дет иметь место заклинивание ротора.При включении электродвигателя в сетьзамыкающий блок-контакт выпрямителя 3(фиг. 1) устанавливает счетчики 11, 12 и элемент 9 ПАМЯТЬ в единичное, в элемент 1045 ПАМЯТЬ через элемент 8 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ - в нулевое состояние, Индикатор виданенормального режима при этом гаснет иреле 13.и 15 времени запускаются на отсчетвыдержки (см, фиг. 4, точки 21 - 36). Токи,50 протекающие по лобовым частям обмоткистатора, наводят в датчике 1 ЭДС, частотакоторой зависит от скольжения Я по законуГ - ( - + 1) (1-3); где Р - число пар полюсов2Р55 машины,2- количество зубцов ротора; пасвчастота сети.При заклинивании ротора 5 - 1 сигнална выходах фильтров и пороговых элементов отсутствует (режим М 3 на фиг. 3 и 4), 169544440 45 50 55 реле 13 и 15 времени продолжают работу, через Лт =- Ьту 1 на выходе исполнительного органа появляется сигнал отключения выключателя. Так как реле 13 срабатывает быстрее. чем реле 15, то на индикаторе вида повреждения высвечивается сигнал "Заклинивание ротора".При затяжном пуске (режим М 2, фиг. 3 и 4) фронт сигнала с выхода порогового элемента 6 производит сброс элемента 9 и реле 13 времени и установку элемента 10 в единичное состояние. Запускается реле 14 времени. Если за время Ь т = Л ту 2 ротор не разгонится до скорости, соответствующей частоте на выходе датчика 1 Лв (где 1 в - частота настройки фильтра 5), то реле 14 времени доработает, выключатель 3 отключится, а на индикаторе вида ненормального режима высветится надпись "Затяжной пуск". В случае успешного пуска (режим М 1, фиг, 3 и 4) сигнал с выхода порогового элемента 6 останавливает работу реле 13 времени и запускает.в работу реле 14, а поступающий позднее сигнал с выхода порогового элемента 7 производит сброс элемента 10 ПАМЯТЬ и реле 14 времени. Сигнал на отключение двигателя при этом не подается, а счетчики 11 и 12 переключаются в нулевое состояние.В случае неполного опрокидывания двигателя (режим М 4, фиг. 3 и 4) ротор замедляет свое вращение, например, до частоты, соответствующей точке 3 на фиг, 2, на выходе фильтра 5 и порогового элемента 7 опять появляется сигнал, что приводит к переключению счетчика 12 и появлению сигнала на выходе элемента 17 И. Реле 15 запускается и после отработки выдержки через элемент ИЛИ 18 и исполнительный орган 19 воздействует на отключающую цепь выключателя 3, На индикаторе 20 появится сообщение "Неполное опрокидывание",Если снижение частоты вращения ротора будет продолжаться и дальше (режим М 5 на фиг. 4), то фронт сигнала с выхода порогового элемента 6 переключит счетчик 11 в единичное состояние и сигнал, появившийся на выходе элемента 16 И, мгновенно отключит выключатель 3, а на индикаторе 20 высветится сообщение "Опрокидывание двигателя". Формул а изобретен и я Устройство защиты электродвигателяот повреждений при ненормальных режи 5 10 15 20 25 30 35 мах, содержащее датчик, пороговый элемент, реле времени и выключатель, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия, дополнительно введены два полосно-пропускающих фильтра, второй пороговый элемент, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента ПАМЯТЬ, два двоичных одноразрядных счетчика, два реле времени, два элемента И, элемент ИЛИ, исполнительный орган и индикатор вида ненормального режима, причем входы обоих фильтров подключены к выходу датчика, выход каждого фильтра - к входу своего порогового элемента, выход первого порогового элемента подключен к входу сброса первого элемента ПАМЯТЬ, счетному входу первого двоичного счетчика и установочному входу второго элемента ПАМЯТЬ; выход второго порогового элемента - к счетному, входу второго двоичного счетчика и первому входу элемента ИСКЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход последнего, вход сброса индикатора вида ненормального режима и установочные входы обоих двоичных счетчиков и первого элемента ПАМЯТЬ соединены между собой и подключены к замыкающему блок-контакту выключателя, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входу сброса второго элемента ПАМЯТЬ, прямые выходы первого и второго элементов ПАМЯТЬ подключены к входам соответственно первого и второго реле времени, их инверсные выходы - к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы последних - к выходам своих двоичных счетчиков, выход второго элемента И подключен к входу третьего реле времени, выход первого элемента И и выходы реле времени подключены к своим информационным входам индикатора вида ненормального режима и одновременно к входам элемента ИЛИ, выход последнего подключен к входу исполнительного органа, а выход исполнительного органа - к отключающей цепи выключателя электродвигателя, при этом датчик выполнен в виде кольца из витков изолированного провода и закреплен внутри электродвигателя напротив лобовых частей статорной обмотки так, что центр кольца находится на продольной оси электродвигателя, а плоскость кольца перпендикулярна этой оси, первый фильтр настроен на частоту з бцовой гармоники при скольжении ротора 0,95-0.90, а второй -при 0,2 - 0,1.1695444 4 4 бц Ь фО фЪъ Ъ ъ. ю С 1" 1 л ф 1 РеСоставитель С,Евдокимоведактор Н.Горват Техред М,Моргентал Корректор Н,Корол аказ 4170 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4(5 твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Про