Пристрій для керування і захисту тришвидкісного асинхронного електродвигуна

Пристрій для керування і захисту тришвидкісного асинхронного електродвигуна, що містить командоконтролер, контакти якого знаходяться в ланцюгах керування контакторів, реверсивні контактори, контакти яких включені в нерозгалужену частину ста торного ланцюга електродвигуна, гальмовий контактор, контакти якого введені у лан 37544 го, зв’язаної з напругою мережі, уведений власний вихідний контакт, а до контуру резонансно-параметричного перетворювача, підключені вмонтовані у статор терморезистори. РПП характеризуються такими властивостями, що використані в даному пристрої: 1) прохідна характеристика РПП - залежність напруги контурної обмотки Uк від вхідного сигналу І має замкнуту форму, і ви хідний сигнал залежить не тільки від розміру вхідного сигналу І, але і від напрямку зміни останнього (збільшення або зменшення). Так, якщо струм наростає, то коливання в контурі з'являться в точці 0 і будуть зростати за законом, близьким до параболи до точки с, у якій відбудеться зрив коливань. При подальшому рості струму напруга Uк буде дорівнювати 0. При зворотному русі розміру струм у, тобто при його зниженні, порушення коливань відбудеться в точці b, і надалі Uк буде змінюватися по тій же кривій, що і при збільшенні струму. Відповідно до прохідної характеристики РПП, його виконавчий орган, у якості якого використано реле, буде мати діаграму комутації, показану нижче, де Umin - мінімальна напруга Uк , при якому впевнено спрацьовує виконавчий орган; Ізр, Ізс - стр уми, що відповідають замиканню контакту при рості і зниженні струму, відповідно; Ірр, lpc - струми, що відповідають розмиканню контактів при рості і зниженні струму, відповідно; 2) контур РПП допускає переналагодження шляхом зміни його параметрів G, L і С. З збільшенням ємності конденсатора контуру про-хідна характеристика РПП і діаграма, комутації виконавчого органу (ВО) розширюється. Так, початкова форма діаграми комутації РПП 13 визначається тим, щоб відбулося порушення і замикання контакту при струмі І 1зс (нижня частина діаграми комутації РПП 13). Але при переключенні електродвигуна на другий щабель швидкості в точці а струм кидком збільшується до значення, обумовленого точкою b, він виходить за межі діаграми комутації 13а. Якщо діаграму (а) не змінювати, то коливання тієї ж миті зникнуть у точці І1рр . Розширення діаграми ВО 13 досягається підключенням додаткового конденсатора Сдоп13 (діаграма ВО 13б). Таким же чином, використовується і переналагоджується і контур РПП 14. Розмір додаткової ємності С доп підбирається такий, щоб кидки струмів при переключенні не досягали струмів розмикання контактів, як при розгоні, так і при гальмуванні, тобто Ів < І1рр, Ік < І 1рр, I d < І2рр , lg < І2рр (ди в. фіг. 2). У РПП 12 інший механізм зриву коливань у контурі. Зміна вхідного сигналу, тобто напруги (якщо воно знаходиться в звичайних припустимих межах), не викликає зміни комутації виконавчого органу. Контакт 12 розімкнеться тоді, коли унаслідок перегріву знизиться до визначеної межі опір підключених до контуру терморезисторів температурного захисту. При цьому, втрати енергії контуру перевищать енергію, внесену вхідним сигналом, коли підтримка коливань стає неможливою. Скорочення числа елементів, спрощення схеми досягається за рахунок заміни шести реле часу в схемі-аналозі двома, переналагоджуваними РПП із струмовими вхідними обмотками і заміною п'ятьох теплових реле одним РПП, що живиться від напруги мережі. На фіг. 1 подано схему пристрою, на фіг. 2 діаграма комутації резонансно-параметричних перетворювачів керування. Пристрій для керування і захисту тришвидкісного асинхронного електродвигуна містить командоконтролер, контакти котрого 1, 2, 3, 4, 5 і 6 включені в ланцюзі котушок реверсивних 7 і 8, швидкісних 9, 10 і 11 і гальмового 15 контакторів, гальмовий електромагніт 16. Контакти реверсивних контакторів 7 і 8 включені в ланцюг головного струму електродвигуна, контакти швидкісних контакторів 9, 10 і 11 розміщені в ланцюзі швидкісних обмоток електродвигуна 17, 18 і 19. Вхідна обмотка резонансно-параметричного перетворювача 12 через контакт 1 командоконтролера. включена, на напругу мережі, що замикає контакт 12 виконавчого органу РПП 12, шунтує контакт 1, а до відводів контурної обмотки аb підключені терморезистори 20, 21, 22 температурного захисту. Вхідна обмотка РПП 13 через трансформатор струму 23 включена в одну з фаз нерозгалуженої частини ланцюга статорної обмотки, а контакти РПП 13 включені в додаткові ланцюги живлення котушок реверсивних конгакторів 7 і 8, у ланцюзі живлення котушок швидкісних контакторів 9 і 10. Вхідна обмотка РПП 14 через трансформатор струму 24 включена в одну з фаз статорного ланцюга, через яку протікає струм обмоток електродвигуна 17 і 18, а контакти 14 включені в додаткові ланцюги живлення котушок контакторів 7 і 8, у ланцюзі живлення котушок контакторів 10 і 11. РПП розроблені на кафедрі ЕОС УДМТУ в якості елементів захисту (у промисловості не виробляються) (Локарев В.И. Судовые электротехнические устройства на РПП: Судостроение. - № 6, 1982. - С. 34-36). Реальне впровадження РПП одержали на Миколаївському поштамті. Пристрій працює так. У вихідному стані, коли подано живлячу напругу, а командоконтролер знаходиться в нульовому положенні, єдиним апаратом, що одержує живлення і замикає свій контакт 12, є РПП 12. Він здійснює нульовий захист і шунтує своїм контактом 12 контакт командоконтролера 1, підготовлюючи живлення іншої апаратури при перекладі поста керування (ПК) у робоче положення. Східчастий пуск при перекладі ПК з положення «0» у положення «3» підйому: замикаються контакти командоконтролера 2, 4, 5 і 6. Одержують живлення котушки 7 і 15, замикаються контакти 7 («Підйом») і 15 (розгальмовується вал). Одержує живлення котушка контактора 9, замикаються контакти 9, підключається тихохідна обмотка 17 двигуна. Електродвигун розганяється по характеристиці 1 (див. фіг. 2). Допоміжні контакти, що розмикають одночасно 9 запобігають вмиканню котушок 10 і 11. В міру розгону двигуна його струм знижується і, при досягненні розміру І1зс збуджуються коливання в контурі РПП 13. Відбувається замикання контактів 13, одержує живлення котушка контактора 10, контакти якого підключають до мережі обмотку 18 середньої швидкості. Одночасно відключається тихохідна обмотка 17. При порушенні РПП 13 і підключенні додаткової ємності С д відбувається переналагодження діаграми комутації РПП 13, що на фіг. 2 позначена літерою b. Робочий режим електродвигуна переходить із точки 2 37544 а характеристики 1 у точку b характеристики 2. Електродвигун продовжує розгін, при цьому струм другого щабля І2 зменшується. При досягненні струмом І2 розміру І2зс збуджується контур РПП 14, що супроводжується переналагодженням діаграми комутації РПП 14, підключенням котушки 11 і відключенням котушки контактора 10 і, відповідно, переключенням електродвигуна з обмотки середньої швидкості 18 на швидкохідну обмотку 19. Робоча точка переміщується з характеристики 2 на характеристику 3 по лінії с-d, і надалі, переміщуючись по характеристиці 3, встановлюється в точці, обумовленій розміром навантаження на валу електродвигуна. Установка при пуску поста керування в положення 2 розгін електродвигуна буде розвиватися аналогічним способом, якщо буде досягнута точка з, відбудеться порушення РПП 14, але це не викликає переключення обмотки 18 на обмотку 19, робоча точка, в залежності від розміру навантаження, буде переміщуватися по характеристиці 2. Східчасте гальмування електродвигуна при перекладанні поста керування з положення «3» «Підйом» у положення «0». При цьому всі контакти командоконтролера, крім контакту 1, розмикаються. Відключається котушка 11 і обмотка електродвигуна 19. Контакти 13 і 14 будуть залишатися замкнутими, у результаті чого не перерветься живлення котушок 8 і 15 і вал буде розгальмований. При відключенні котушки 11 замкнеться допоміжний контакт, що розмикає, 11 у ланцюзі котушок 9 і 10. І хоча контактори 9 і 10 знаходяться в однакових умовах, завдяки їхньому виборові і настроюванню, першим при цьому спрацює контактор 10. Він забезпечить підключення обмотки середньої швидкості 18, робоча точка переміститься на гальмову ділянку характеристики 2 по лінії, наприклад, е-g. Електродвигун переходить у режим рекуперації, його швидкість знижується по лінії а-h. У точці h, що відповідає струму розмикання, при зниженні, коливання РПП 14 згасають, контакти 14 розмикаються. Розривається ланцюг живлення котушки 10, замикається ланцюг живлення котушки 9 (контакт 13 залишається замкнутим). Відключається обмотка двигуна 18, підключається обмотка 17. Робоча точка переходить із характеристики 2 на характеристику 1 по лінії h-k. Гальмування продовжується по характеристиці 1, при наближенні робочої точки до точки l, струм I 1 досягає розміру І 1рс, коли коливання в контурі РПП 13 загасають. Контакти 13 розмикаються, втрачають живлення котушки 7, 15 і 9. Електродвигун відключається, на його вал накладається механічне гальмо. Дія захисту реалізується за допомогою РПП 12, що крім нульового захисту здійснює і температурний захист. Якщо нагрів терморезисторів не перевищує уставки, їхній опір не перешкоджає коливанням у контурі, до якого вони приєднані. При перевищенні припустимої температури опір терморезисторів падає до розміру, при якій коливання в контурі зриваються. Контакт 12 розривається, живлення ланцюга керування припиняється. Електродвигун відключається і зупиняється. Як видно, при тих же функціях, що й у схемі прототипі, заміна теплових реле і реле часу в кількості 10 штук трьома резонансно-параметричними перетворювачами дозволяє спростити пристрій і підвищити його надійність роботи, здешевити його, а також знизити трудомісткість монтажу, ремонту й обслуговування. 3 37544 Фіг. 1 4 37544 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5