Способ защиты частотнорегулируемого асинхронного электродвигателя с двумя трехфазными статорными обмотками от неполнофазных режимов и устройство для его осуществления

(23 Приоритет(51) . л. Н 02 Н 7/08 1 оудврсткнньй коинтет СССР ао делом нзобретеннй и открыей(53) УДК 821,316, 925(088 8) Дата опубликования описания 23.08.82 ФН. А, Александров, В, Е, Краснов, И, В. Молостов :.:1"и В, И, Роговойе.,у, "." т,- У:с;д г,Всесоюзный научно-исследовательский и проек о-ко 3 щрщурястсййю ,синститут по автоматизированному электроприво внйостисельском хозяйстве и на транспорте(54) СПОСОБЗАЩИТЪ ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ДВУМЯ ТРЕХФАЗНЪМИ СТАТОРН:.МИ ОБМОТКАМИ ОТ НЕПОЛНОФАЗНЪХ РЕЖИМОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к области автоматизированного эпектропривода и предназначено дпя использования преимущественно в мощных частотнорегупируемых асинхронных электроприводах для зашиты от5 непопнофазных режимов высоковольтных электродвигателей, соде ржаших две трехфазные обмотки на статоре. Известны устройства дпя защиты мно гофаэных асинхронных электродвигателей от неполнофазных режимов, содержащие трансформаторы тока, выпрямительные мосты, резисторы, развяэываюшие диоды и другие элементы 1 и 2.15Недостатками известных устройств зашиты являются наличие в каждой фазетрансформаторов тока выпопняемых на . номинальный ток двигателя, и сложность . схемы. Эти недостатки. особенно заметно 20 Оказываются в мошных эпектроприводах с многообмоточными высоковольтными частотнорегупируемыми асинхронными двигателями, при этом, как следствие, ухуд 2шаются массо-габаритные показатели и показатели надежности эпектропривода,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройствр для обнаружения повреждения в эпектри ческлх машинах с двумя трехфазными обмотками на статоре, содержащее измерительно-согласующий блок, сравниваюший блок, блок отключения и работающее по принципу сравнения по амплитуде напряжения между нулевыми точками двух трехфазных обмоток с неизменным по вепичи не эталонным напряжением, В нормальном режиме работы между нулевыми точками статорных обмоток напряжение равно нулю, а в аномальных режимах - отлично от нулевого значения 33.Однако данное устройство не позволяет обнаружить непопнофаэные режимы работы электрических машин с двумя трехфазными обмотками на статоре, сдвинуты ми в пространстве друг относительно друга на 30 ап. град., и питаемыми двумя трехфаэными системами напряжений, 3 9536 сдвинутыми по фазе друг относительно друга на ЗО эп, град. в усповиях гпубокорегупируемого эпектропривода при изменении вепичины и частоты напряжения, Это обусловлено тем, что при нормальной работе такой системы напряжение между иупевыми точками двух систем статорных обмоток отлично от нупя, а регупярная составляющая этого напряжения имеет форму двухполярных прямоугольных импульсов,О частота которых равна тройной частоте Йапряжения, питающего эпектрическую машину, причем передний фронт каждого им-пупьса отстает по времени, которое равно длительности коммутации, от соответству юших импульсов задающего генератора бпока управления статическим преобразоватепем частоты, В аномальных режимах напряжение между нупевыми точками системы статорных обмоток отличается от напряжения в нормапьных режимах по длительности . и фазе.Белью изобретения является расширение кпасса защищаемых объектов, а имен но асинхронного электродвигатепя с дву мя трехфазными статорными обмотками, сдвинутыми в пространстве на 30 эп,град, и питаемымй от статического преобразователя частоты двумя системами трехфазных напряжений, сдвинутыми по фазе друг 50 относитепьно друга на тот же угу.Поставленная цель достигается тем, что согпасно способу зашиты частотнореулируемого асинхронного эпектродвигатела с двумя трехфазными статорными обмотками от неполнофазных режимов, питаемыми от статического преобразователя, основанному на получении контропируемого напряжения путем измерения напря.жения между нупевыми точками статорных обмоток, выделении сигнала ошибки путем сравнения контропируемого напряжения с эталонным напряжением и управ- пении процессом аварийного откпючения асинхронного лвигатепя, допопнитепьно45 измеряют нечетные и четные выходные импупьсы задающего генератора бпока управпения статическим преобразоватепем, из которых формируют две эталонные соответственно синфазные поспедоватепьнос 50 ти прямоугольных импульсов, а из указанного контролируемого напряжения между нупевыми точками формируют две последоватепьности прямоугопьных однопопярных импульсов с частотой, в два раза55 превышающей частоту контролируемого напряжения, причем первая поспедовательносчь сннфазна с попожитепьным и отрицательным импульсами контропируемогос напряжения, а вторая поспедовательностьсдвинута относитепьно первой на поппериода, затем сравнивают первую последовательность прямоугольных однопопярныхимпульсов с первой поспедоватепьностьюэталонных импульсов, а вторуЮ - со второй, при этом в случае совпадения по фазе упомянутых импупьсов формируюот сигнал на откпючение .статического преобразоватепя частоти,Указанная цепь достигается тем, чтоустройство для зашиты частотнорегулиру.емогоасинхронного эпектродвигатепя сдвумя трехфазными статорными обмотками от неподнофазных режимов, питаемыми от статического преобразователя частоты с бпоками регулирования и управления содержащее функционально связанныетрансформатор напряжения, вкпюченныймежду. нулевыми точками статорных обмоток, выпрямитепь, сравнивающий бпоки отключающий бпок, снабжено управпяемым компаратором, эпементом НЕ, двумя, элементами И-НЕ, триггером, двумя одновибраторами, делитепем частотыпри этом выходы трансформатора напряхсения через выпрямитепь и выход бпокарегупирования соединены соответственнос первым и вторым входами управляемого компаратора, выход которого подсоединен к первому входу второго эпементаИ-НЕ и через эпемент НЕ соединен спервым входом первого эпемента И-НЕа вторые входы первого и второго элементов И-НЕ через одновибраторы соединены с прямым и инверсным выходамидепитепя частоты, входом соединенным свыходом блока управпения, выходы первого и второго эпементов И-НЕ подсоединены к устанавливающим входам триггера, соединенного с отключающим бпокаи. На фиг, 1 изображена функционапьная схема устройства, реализующего предложенный способ;на фиг. 2 - графики напряжений при работе устройства: на фиг,З- то же, для неполнофазных режимов,В устройстве дпя осуществпеиия предлагаемого способа вход статического пре образоватепя 1 частоты соединен с сетью 2 переменного тока, две статорные обмотки асинхронного двигатепя 3 - с, двумя трехфазными выходами статического преобразователя, вход измеритепьносогласуюшего блока 4 - с двумя нупевыми точками обмоток асинхронного двигателя, первый вход компаратора сравнивающего блока 5 - с выходом измеритепьно-согпасуюшего блока. Выход бпока 65 9536 управления статическим преобразователем подсоединен ко второму входу компаратора сравнивающего бпока. Выход бпока 7 управления статическим преобразомтелем соединен с входом формирователя 8этапонных импупьсов, а его выходы - ссоответствующими входами сравнивающе -го бпока, Вход откпючаюшего бпока 9подсоединен к выходу сравнивающего бпока, а выход откпючаюшего блока соединен 1 Ос преобраэоватепем частоты.Вход измерительного трансформатора10 подсоединен к нупевым .точкам статорных обмоток асинхронного двигатепя, вход выпрямитепя 11 - к выходу измерительт .ного трансформатора. Первый вход компаратора 12 соединен с выходом выпрямитепя, а второй вход - с выходом бпока регулирования статического преобразоватепя, Выход компаратора соединен с вхо о дом погического элемента НЕ 13, выход которого подсоединен к погическому элементу И-НЕ 14, Первый вход эпемента И-НЕ 15 подсоединен к выходу компаратора, Вход депитепя 16 частоты соеди- . нен с выходом блока управпения статическим преобразователем частоты, а первый и второй выходы его - соответственно с одновибраторами 17 и 18, Выходы одновибраторов подсоединены соот- з 0 ветственно к вторым входам логических элементов И-НЕ выходы которых соеди 1иены соответственно с входами триггера 19, выход которого соединен с входом . отключающего блока, а выход отключающего блока - с преобразователем частоты. Блок 20 состоит из преобразоватепя частоты, соединенного с бпоками регупирования и управпения.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.Напряжение между нулевыми точками обмоток, контропируемое с помощью измеритепьно-согпасующего,бпока, поступает на первый вход эпемента 12 сравниваюшего блока 5, На второй вход элемента 12 сравнивающего бпока поступает сигнал задания напряжения бпока 6 регупирования, на вторые входы элементов14 и 15 - две поспедоватепьности эталонных узких прямоугопьных однопопярных импульсов фиксированной дпитепьности сформированных иэ импупьсов задающего генератора блока управпения преоб разоватепя частоты, Эти поспедоватепьности имеют частоту в два раза меньшую, чем частота задающего генератора.Сравнивающий блок из контролируемо"го налряжения и напряжения блока регу 90 6пирования формирует две поседомтепьости прямоугопьных однопопярных импульсов с частотой, в два раза превышающей частоту контропируемого напряжения,Первая поспедовательность синфаэна с попожитепьными и отрицатепьными импульсами, а вторая сдвинута относитепьнопервой на поппериода. Пермя поспедоватепьность прямоугопьных импульсов сравнивается с первой поспедомтепьностьюэталонных узких импульсов, а втораясо второй,При нормальной работе системы появпение этих импульсов пе совпадает повремени, прнеполнофаэном режимесовпадает. В последнем спучае формируется сигнал на отключение напряженияпитания асинхронного двигатепя.Устройство, реапизующее предпоженный способ, функционирует спедуюшим образом,Выходное напряжение измеритепьноготрансформатора имеет двухпопярную форму, показанную на фпг, 2 сигнапом Ощ 10.фронт прямоугольного участка напр"жения Обх О отстает на время коммутации 1 х (длЯ современных тиРистоРов исхемузлов коммутации 1= 50-200 мкс)от фронта импульса задающего генератора блока управпения преобразоватепем 1частоты (сигнап О б,х- на фиг. 2 ). Ком"паратор 12 сравнивает напряжение на выходе выпРямителя 11 (сигнап Ох 11 нафиг, 2) с выходным напряжением бпока 6регупирования (сигнап Оьх , на фиг,2),На интервале времени 1-1 напряжениеОЫХ 1 имеет форму, отпичную от прямоугопьной, его вепичина меньше Ойьх поэтому на выходе компаратора напряжениеравно значению погического нупя,на выходе эпемента НЕ 13 - значению логий едпн.цы: Овыху =0 ОВь,х 1 Ъ=1, Наи тервалевремен 1 Ь-Ь пр е юе ОВЬЮ 1больше О, ь сигнапы на выходах компаратора 12 и элемента 13 соответственно равиыОых.,=1,0,х,- О, Одновременно с этим формируют с помощью депителя 16 частоты две поспедоватепьностиимпупьсов, частоты которых в два разаменьше частоты задающего генератораблока 7 управпения, сдвинуты друг относительно друга на период частоты задающего генератора бпока 7 управпения иподают каждую из поспедоватепьностей.импульсов на соответствующий одновибратор. Одновибраторы 17 и 18 формируют,узкие прямоугопьные однополярные импупьсы фиксированной длитепьности ОциО, (при испопьзоваиии современных9 953690 102, Устройство для зашиты частотно- входу второго эпемента И-НЕ и черезрегулируемого асинхронного электродвига- элемент НЕ соединен с первым входомтеля с двумя трехфазными статорными об- первого элемента И-.НЕ, а вторые входымотками от непопнофазных режимов, пи- первого н второго эпементов И НЕ черезтаемыми от статического преобразовате- з одновибраторы соединены соответственнопя частоты с блоками регулирования и с прямым и инверсным выходами делитеуправпения, содержащее функпионацьно пя частоты, входом. соединенным с выхосвязанные трансформатор напряжения, пер- дом блока управления, выходы первоговичная обмотка которого випочена междуи второго эпементов И-НЕ подсоединенынуиевыми точками статорных обмоток, 10 к устанавпиваюшим входам триггера,соевыпрамитель, сравнивающий блок и откпю- диненного с откпючаюшим бпоком.чающий бпок, отпичаюшееся Источники информации,тем что оно снабжено управляемым ком- принятые во внимание при экспертизепаратором, эпементом НЕ, двумя эпемен. Авторское свидетельство СССРтами И-НЕ, триггером, двумя одновибра М 488279, кп. Н 02 Н 7/08,торами, делитепем частоты при этом вы,02,73,ходы трансформатора напряжения через 2. Авторское свидетельство СССРвыпрямитепь и выход блока регулирования % 528659,кл. Н О 7Н 02 Н 7/08)соединены соответственно с первым и вто.12.74.рым входами управпяемого компаратора, 20 3. Патент США М 349атент СШ М 3496414,выход которого подсоединен к первомукл. Н 02 Н 7/08, 17.0 .71 02 70.95 Э 690 фЬеи,046 Составитепь Л. Корнеева еред М, Надь Корре А.,Вэя Редактор В. Да аэ 62 илиай ППП Патент, г, Ужг ктн уие 9 Тираж 669 ВНИИПИ Государств но депам иэобретеЗОЗБ, Москва, ЖПодпинного комитета ССний и открытий