Спосіб захисту електродвигуна від перевантажень

Реферат: Спосіб захисту електродвигуна від перевантажень включає вимірювання струмів електродвигуна, визначення значень їх квадратів струмів, формування часового ряду часткових сум квадратів струмів, видалення останнього значення цього часового ряду при надходженні чергового значення квадрата струму електродвигуна, зміщення на крок вперед складових усіх елементів часового ряду, встановлення на перше місце часового ряду нового виміряного значення квадрата струму і підсумовування його до складових решти елементів часового ряду, формування сигналу на відключення електродвигуна від мережі при перевищенні заданого рівня сум квадратів струму в будь-якому елементі часового ряду. Часовий ряд часткових сум квадратів струму продовжують формувати також на період з моменту формування сигналу на відключення до моменту обнуління всіх складових елементів часового ряду або впродовж 3…4 постійних часу нагріву електродвигуна після його фактичного відключення від мережі живлення. UA 101343 U (54) СПОСІБ ЗАХИСТУ ЕЛЕКТРОДВИГУНА ВІД ПЕРЕВАНТАЖЕНЬ UA 101343 U UA 101343 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки і може бути використана для захисту електродвигуна від перевантажень і також в режимах з частими їх пусками. Відомий спосіб захисту електродвигуна, що включає безперервне вимірювання струму електродвигуна, формування сигналу пропорційного квадрату струму електродвигуна, усереднювання вказаного сигналу в часі, відключення електродвигуна від мережі при перевищенні гранично допустимої тривалості струмового перевантаження. Недоліком відомого способу є те, що він має низьку надійність по тому, що усереднення сигналу струму навантаження здійснюється на конкретному, прийнятому за допомогою розрахунку часу усереднення, яке не враховує тепловий стан електродвигуна перед пуском [1]. Найбільш близьким аналогом є спосіб захисту електродвигуна, що включає безперервне вимірювання амплітудних значень струмів електродвигуна, зведення їх в квадрат, формування часового ряду квадратів струмів, видалення останнього значення часового ряду при надходженні чергового значення квадрата струму електродвигуна, зміщення на крок уперед вмісту елементів пам'яті часового ряду, встановлення на перше місце часового ряду знов виміряного значення квадрата струму і підсумовування його до вмісту решти елементів пам'яті, при перевищенні суми квадратів струму в будь-якому елементі пам'яті заданого рівня формують сигнал на відключення електродвигуна від мережі живлення. Недоліком способу є низька надійність захисту при короткочасних повторних пускових навантаженнях електродвигуна, так як, не враховується тепловий стан на момент чергового його пуску [2]. В способі, прийнятому як найближчий аналог, вимірюють еквівалентні струми з часом усереднення від t до n  t , де t - крок дискретизації контрольованого часового інтервалу; n - кількість кроків; n  t = (3….4)ТМ; Тн - теплова стала часу нагріву електродвигуна. Такий спосіб дозволяє захищати електродвигун не залежно від значення та тривалості його перевантаження, але при частих пусках електродвигуна, підвищується вірогідність теплового перевантаження електродвигуна, тому що не враховується кількість та тривалість попередніх пусків. Крім того, при змінному характері навантаження контролюють еквівалентне по теплових втратах значення струму, але їх еквівалентне значення розраховують за конкретний проміжок часу. Якщо еквівалентний струм контролюють на коротких проміжках часу, наприклад, секундах, то при усередненні виявити незначні (5…10 %) але тривалі струмові перевантаження неможливо. Якщо еквівалентний струм визначають на тривалих проміжках часу усереднення, наприклад, десятках хвилин, то неможливо вчасно відключити електродвигун при перевантаженнях пусковими струмами. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення надійності захисту електродвигуна від перевантажень з урахування теплового стану електродвигуна в момент його пуску. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб захисту електродвигуна від перевантажень включає вимірювання струмів електродвигуна, визначення значень їх квадратів струмів, формування часового ряду часткових сум квадратів струмів, видалення останнього значення цього часового ряду при надходженні чергового значення квадрата струму електродвигуна, зміщення на крок вперед складових усіх елементів часового ряду, встановлення на перше місце часового ряду нового виміряного значення квадрата струму і підсумовування його до складових решти елементів часового ряду, формування сигналу на відключення електродвигуна від мережі при перевищенні заданого рівня сум квадратів струму в будь-якому елементі часового ряду. Згідно з корисною моделлю, часовий ряд часткових сум квадратів струму продовжують формувати також на період з моменту формування сигналу на відключення до моменту обнуління всіх складових елементів часового ряду або впродовж 3…4 постійних часу нагріву електродвигуна після його фактичного відключення від мережі живлення. Спосіб здійснюється наступним чином. Вимірюють значення струмів електродвигуна, зводять виміряне значення в квадрат, видаляють останнє значення часового ряду часткових сум квадратів струмів. При надходженні чергового значення квадрата струму електродвигуна, зміщують на крок вперед складові усіх елементів пам'яті часового ряду. На перше місце ставлять останнє виміряне значення квадрата струму і додають його до складових решти елементів часового ряду. При перевищенні заданого значення рівня суми квадратів струмів в будь-якому елементі часового ряду формують сигнал на відключення електродвигуна від мережі живлення. Довжину часового ряду вибирають завдовжки (3…4) значень теплової постійної часу нагріву електродвигуна. Продовжують формувати часовий ряд після відключення електродвигуна від мережі живлення також протягом (3…4) значень теплової постійної часу нагріву електродвигуна або до моменту обнуління всіх складових елементів часового ряду після фактичного відключення. При цьому виходять з наступного. Квадрат еквівалентного значення струму n-го елемента дорівнює: 1 UA 101343 U 2 2 I2  (I1 t 1  I2 t 2  ...  In t n ) /( t 1  t 2  ...   t n ). екв 2 При рівності відрізків часу t1  t 2  ...   t n  t квадрат еквівалентного струму в кожному з n - елементів буде дорівнювати: 2 I2 1  I1 . екв 2 I2 2  (I1  I2 ) / 2. екв 2 2 2 2 2 Iекв3  (I1  I2  I3 ) / 3. .......... .......... .......... ......... 5 2 2 I2 n  (I1  I2  ...  In ) / n. екв 2 Відповідно сума квадратів струмів в кожному з елементів пам'яті часового ряду дорівнює: 2 I1  I2 1 екв 2 I1  I2  2 I2 2 2 екв 2 2 I1  I2  I3  3I2 3 2 екв .......... .......... .......... ......... 2 2 I1  I2  ...  In  n I2 n екв 2 Отже, сума квадратів струмів в кожному елементі часового ряду дорівнює I2 n  n , де n екв 10 15 номер елементу пам'яті в часовому ряду; I2 n - квадрат гранично допустимого струму для екв даного n-ного елементу часового ряду. В результаті в кожному з елементів часового ряду в порядку зростання знаходитимуться 2 наступні суми квадратів струму електродвигуна: (I2 ),(I2  I2 ),(I2  I2  I2 ),...(I2  I2  ...  In ) , де I2 1 1 1 2 1 2 3 1 2 - останнє виміряне значення квадрату струму. Визначення гранично допустимих значень сум квадратів струму в кожному елементі часового ряду проводять виходячи, наприклад, з рекомендацій, щодо часу відключення для реле з витримкою часу. Гранично допустиме значення сум квадратів струмів n-ного елементу часового ряду дорівнює: l n 2 Iекв n 20 25 30 35 40 2  nIном (K / nt)  1, 2 де n - порядковий номер елементу часового ряду, Iном - номінальний струм електродвигуна в квадраті, K - постійна, значення якої залежить від типу електрообладнання, t - період дискретизації. Для того, щоб врахувати попередній тепловий стан електродвигуна на момент чергового пуску, формують часовий ряд частинних сум квадратів струму також на період з моменту формування сигналу на відключення до моменту обнуління всіх складових елементів часового ряду після фактичного відключення електродвигуна від мережі живлення або впродовж 3…4 постійних часу його нагріву, що дозволяє контролювати тепловий стан електродвигуна під час відімкнення його від мережі живлення. При цьому не має значення кількість пусків, та їх тривалість. Порівнюють значення часткових сум квадратів струму в елементах часового ряду з їх гранично допустимими значеннями. При виході їх за допустимі межі хоча б в одному з елементів часового ряду формують сигнал на відключення електродвигуна від мережі. Таким чином контролюють криву допустимих навантажень від часу в усьому діапазоні дозволених струмових перевантажень з урахуванням теплового стану електродвигуна перед кожним його запуском. Таким чином, вказані у формулі корисної моделі суттєві ознаки способу дозволяють досягти технічного результату - підвищити надійність захисту електродвигуна від перевантажень, включно з режимами при частих пусках. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР. SU № 1365226 А1, МПК Н02Н 5/04, 7/08. Аистов В.В., Левашов Б.И., Медяков И.Н. "Способ тепловой защиты электродвигателяследящей системы". Опубл. 07.01.88. 2. Патент України UA 42964 U, МПК Н02 Н 7/08. Дубовик В.Г., Лебедев Л. М. "Спосіб захисту електродвигуна". Опубл. 27.07.2009. 2 UA 101343 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Спосіб захисту електродвигуна від перевантажень, що включає вимірювання струмів електродвигуна, визначення значень їх квадратів струмів, формування часового ряду часткових сум квадратів струмів, видалення останнього значення цього часового ряду при надходженні чергового значення квадрата струму електродвигуна, зміщення на крок вперед складових усіх елементів часового ряду, встановлення на перше місце часового ряду нового виміряного значення квадрата струму і підсумовування його до складових решти елементів часового ряду, формування сигналу на відключення електродвигуна від мережі при перевищенні заданого рівня сум квадратів струму в будь-якому елементі часового ряду, який відрізняється тим, що часовий ряд часткових сум квадратів струму продовжують формувати також на період з моменту формування сигналу на відключення до моменту обнуління всіх складових елементів часового ряду або впродовж 3…4 постійних часу нагріву електродвигуна після його фактичного відключення від мережі живлення. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3