Пристрій для захисту електродвигуна від перевантаження
Номер патенту: 5106
Опубліковано: 28.12.1994
Автори: Гребень Андрій Маркович, Шевелєв Віктор Олексійович, Тальянський Борис Семенович, Бучний Анатолій Олексійович, Шварц Давид Леонідович, Гендельман Гедаль Аронович
Формула / Реферат
Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки, содержащее трансформаторы тока, первичные обмотки которых включаются в фазы сети защищаемого электродвигателя, а вторичные через выпрямитель подключены к входу сумматора, формирователь напряжения, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход интегратора подключен к первому входу схемы сравнения, регулируемый задатчик напряжения, измеритель напряжения и исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и у прощения эксплуатации, в него дополнительно введены вторая и третья схемы сравнения, второй интегратор, фазочувствительный демодулятор, первый и второй ключи управления, делитель напряжения и счетчик, выход которого соединен с входом исполнительного механизма, при этом выход сумматора подключен к входу формирователя напряжения и к первому входу второй схемы сравнения, второй вход второй схемы сравнения соединен с выходом регулируемого задатчика напряжения, входом измерителя напряжения и первым входом фазочувствительного демодулятора, выход второй схемы сравнения через второй интегратор соединен с первым входом третьей схемы сравнения, к второму входу которой подключен выход делителя напряжения, выход третьей схемы сравнения соединен с установленным входом счетчика, к счетному входу которого подключены выход схемы сравнения и входы первого и второго ключей управления, выходы которых соединены соответственно с вторым входом интегратора и с вторым входом фазочувствительного демодулятора, а выход фазочувствительного демодулятора подключен к второму входу схемы сравнения.
Текст
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты электродвигателей переменного тока от перегрузки в системах с изолированной нейтралью. Целью изобретения является повышение точности и упрощение эксплуатации. Цель достигается введением в устройство второй 7 и третьей 16 схем сравнения и второго интегратора 17, что позволяет определять начало перегрузки, а индикация напряжения регулируемого задатчика напряжения 8 позволяет с достаточной точностью установить требуемое для каждого электродвигателя значение тока перегрузки. Введение счетчика 15, фазочувствительного демодулятора 13 и первого 11 и второго 14 ключей обеспечивает необходимый диапазон времени срабатывания защиты. 2 ил. 00 о ФаьА 1 1280667 Изобретение относится к электровход фазочувствительного демодулятотехнике и предназначено для защиты ра 13, второй вход которого подэлектродвигателей переменного тока ключен к выходу второго ключа 14 от перегрузки в системах с изолиуправления, предназначенного для изрованной: нейтралью. менения знака выходного напряжения фазочувствительного демодулятора Целью изобретения является повы13. Входы управляющих ключей 11 и щение точности и упроа\ение эксплуа14 подключены к выходу схемы 12 сравтации . нения, выход которой подключен такНа Фиг. 1 представлена функциоже к счетному входу счетчика 15, нальная схема предлагаемого устройпредназначенного для формирования ства; на фиг. 2 - временные диаграминтервала времени на срабатывание мы, поясняющие его работу. защиты. Установочный вход счетчика Устройство для защиты электродви15 подключен к выходу третьей схемы гателя от перегрузки содержит из15 16 сравнения, сравнивающей напряжемерительный блок 1, состоящий из ние с выхода второго интегратора 17 датчиков тока в виде трансформаторов с постоянным напряжением с делителя 2 и 3, подключенных через выпрямите18 напряжения. Вход интегратора 17 ли 4 к сумматору 5, предназначенносоединен с выходом схемы 7 сравнения. му для получения мгновенных значе20 Выход счетчика 15 подключен к входу ний напряжения, пропорциональных тоисполнительного механизма 19, выку двиг-лтеля во всех трех фазах, выполненного, например, на промежуточход которого подключен к формированом реле и силовом контакторе с контелю 6 напряжения, представляющему тактами в цепи питания электродвигасобой амплитудный выпрямитель, претеля (не показан). образующий максимальное амплитудное Устройство работает следующим обзначение напряжения в постоянное разом. напряжение» и к первому входу второй І Счетчик 15 находится в нулевом ск^ мм 7 сравнения, сравнивающей ампсостоянии. Напряжения U А и U c , пролитудные °качения напряжения с пос30 порциональные току двух фаз защищаетоянным напряжением от регулируемомого электродвигателя, поступают на го задатчика 8 напряжения, выполненвыпрямитель 4 с датчиков 2 и 3 тока. ного, например, на переменном резисС выхода выпрямителя 4 напряжения торе и подключенного к измерительU ft и U' подаются на вход сумматора кому прибору 9 напряжения. Выход ф о р - 3 5 5 . Так как погружной электродвигаі/ирорзтєля & подключен к первому тель представляет собой трехфазную нагрузку с изолированной нейтралью, входу интегратора 10, второй вход то при суммировании напряжений 1)'^ которого подключен к выходу первого и U^., пропорциональных токам двух ключа 11 vnpaBneHHH, служащего для изменения направления интегрирова40 фаз на выходе сумматора 5 (или на выходе измерительного блока 1 ) , пония входного напряжения. Интегратор лучается напряжение U, , максималь10 иыпетчен, например, на операционные значения пульсаций которого ном усилителе с RC-цепями в охватыпропорциональны амплитудным значевающем его контуре обратной связи и 45 ниям токов в каждой из фаз защищаег с зи стлани, через которые на вход мого электродвигателя. ^пер ниточного усилителя поданы его і перрпн и пторой входные сигналы. Ключ 1* управления выполнен, наприНапряжение U^ с выхода измерительмер, на полевом транзисторе. Выход ного блока 1 поступает на вход втоинтегратора 10 подключен к первому 50 рой схемы 7 сравнения и на вход входу первой схемы 12 сравнения, формирователя 6. Последний преобрасравнивающей напряжение с выхода зует напряжение U, в постоянное интегратора Ш с напряжением с вынапряжение U „ величина которого хода ІЇ>ГІЗСТ->УВСТБИТЄЛЬ.НОГО демодулятопропорциональна амплитудному значера 13, предназначенного для получе55 нию тока наиболее нагруженной фазы ния знакопеременного напряжения, электродвигателя. Параметры формипропорционального напряжению на вырователя 6 выбраны такими, что велиходе регулируемого задатчика 8 напчина пульсаций напряжения менее 1%. ряжения, которое поступает на первый Напряжение U f с выхода формировате з і 280667 ля 6 поступает на вход интегратора 10. В зависимости от состояния ключа И (замкнут или разомкнут) интегратор 10 интегрирует напряжение U F В СТОРОНУ ПОЛОЖИТеЛЬНЫХ ИЛИ ОТрИЦа " тельных выходных напряжений. Предположим, ключ 11 замкнут. Интегратор 10 интегрирует напряжение Vf в сторону положительных значений. Напряжение Ц, с выхода интегратора 10 сравнивается на входах первой схемы 12 сравнения с напряжением Ufl на выходе фазочувствительного демодулятора 13, которое пропорционально величине опорного напряжения IL регулируемого задатчика 8 напряжения. При достижении напряжения и ц , с выхода интегратора 10 величины напряжения Uа на выходе схемы \2 сравнения напряжение U c изменит знак, что приведет к размыканию ключей 11 и 14. Размыкание ключей 11 и 14 приведет к изменению знака напряжения Uо на выходе фазочувствительного демодулятора 13 и изменению направления интегрирования интегратора 10. Напряжение U U 1 с выхода интегратора 10 начинает уменьшаться до величины, определенной напряжением U Q фазочувствительного демодулятора 13. По достижении напряжением 11Ц величины напряжения на выходе схемы 12 сравнения напряжение U c изменит знак, ,что приведет к замыканию ключей 11 и 14. Замыкание ключей 11 и 14 приводит к изменению знака напряжения U о и изменению направления интегрирования в сторону положительных напряжений, т.е. процесс повторяется. Напряжение U C 1 с выхода схемы 12 сравнения поступает также на счетный вход счетчика 15, который предназначен для получения выдержки времени при срабатывании защиты. напряжения регулируемого задатчика 8 напряжения, пропорциональная амплитуде номинального тока электродвигателя, к - коэффициент пропорциос нальности, определяемый параметрами фазочувствительного демодулятора 13. Таким образом, величина изменения напряжения U u , = 2kU 3 . Входное напряжение интегратора 10 U F = піІ3,где 10 п - кратность перегрузки электродвигателя . Время интегрирования, определяемое как U, ,. где t Величина интегратора нус ки 3 ,где 2k _ не зависит от величины опорного напряжения, а зависит только от кратности перегрузки электродвигателя. Па20 раметры интегратора 10 выбраны такими, что частота импульсов с выхода схемы 12 сравнения, поступающих на счетный вход счетчика 15, изменяется по экспоненциальному закону, обеспе25 чивая большие выдержки времени срабатывание защиты при малых превышениях текущего тока электродвигателя выше допустимого и малые выдержки времени при больших превышениях теЗО кущего тока электродвигателя выше допустимого. эг 4Q 50 Iu, - входное и выходное 2kU, n Время интегрирования интегратором 45 10 напряжения U , пропорционального амплитуде входного напряжения Щ , Т = А напряжения интегратора 10, - постоянная времени ин- 55 тегрирования . напряжения U p 1 на выходе 10 меняется от kU, до миU^ - величина опорного Напряжение U t с измерительного блока 1 поступает на вход второй схемы 7 сравнения, где сравнивается амплитудное значение этого напряжения с напряжением U , от регулируемого задатчика 8 напряжения, величина которого измеряется прибором 9. В случае возникновения перегрузки (пре-*-* вышение текущего значения тока выше допустимого) напряжение U с на выходе второй схемы 7 сравнения представляет собой прямоугольные импульсы, длительность которых равна времени превышения напряжения L , над J напряжением 1)$ . Прямоугольные импульсы напряжения UС 2 поступают на вход интегратора 17. Напряжение U с выхода интегратора 17 сравнивается на входах третьей схемы 16 сравнения с напряжением и«2делителя 18 напряжений. Параметры интегратора 17 выбраны такими, что при возникновении перегрузки напряжение превышает по величине напряжение U C 3 делителя 18 напряжений. На выходе третьей схемы сравнения при возникновении перегрузки формируется напряжение 1280667 U c , поступающее на установочный Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я вход счетчика 15. Таким образом, вторая схема 7 сравнения, интегратор Устройство для защиты электродви17, делитель 13 напряжения и третья гателя от перегрузки, содержащее схема 16 сравнения подают сигнал 5 трансформаторы тока, первичные обмотна установочный вход счетчика 15, ки которых включаются в фазы сети з а разрешающий его заполнение в случае щищаемого электродвигателя, а в т о ричные через выпрямитель подключены превышения текущего значения тока .к входу сумматора, формирователь выше допустимого. 10 напряжения, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход При уменьшении текущего значения интегратора подключен к первому входу тока до номинального и ниже с выхосхемы сравнения, регулируемый з а д а т да третьей схемы сравнения на у с т а чик напряжения, измеритель напряжения новочный вход счетчика 15 поступает сигнал, устанавливающий счетчик в 15 и исполнительный механизм, о т л и исходное состояние. ч а ю щ е е с я тем, ч т о , с целью повышения точности и упрощения э к с В случае заполнения счетчика 15 плуатации, в него дополнительно в в е импульсами с выхода схемы 12 с р а в дены вторая и третья схемы сравненения на его выходе формируется с и г нал, управляющий исполнительным 20 ния, второй интегратор, фаэочувствимеханизмом 19 и отключением электротельный демодулятор, первый и второй двигателя. ключи управления, делитель напряжения и счетчик, выход которого соедиПараметры интегратора и счетчика нен с входом исполнительного механизвыбраны такими, что при пусках погружных электродвигателей в когда •5 ма, при этом выход сумматора подклю2 пусковые токи превышаеют в 3,5 чен к входу формирователя напряжения 4,5 р а з а значение номинального- т о к а , и к первому входу второй схемы с р а в не происходит лон:ных отключений. нения, второй вход второй схемы с р а в нения соединен с выходом регулируемоПри коротких замыканиях в цепи кабель - электродвигатель, когда 30 го задатчика напряжения, входом и з токи короткого замыкания превышают мерителя напряжения и первым входом в 7-Ю раз значение номинального фазочувствительного демодулятора, тока электродвигателя, счетчик 15 выход второй схемы сравнения через заполняется импульсами с выхода с х е второй интегратор соединен с первым мы 12 сравнения за время менее 35 входом третьей схемы сравнения, к 0,05 с . второму входу которой подключен вы• ход делителя напряжения, выход т р е т ь Таким обра-зом, индикация напряей схемы сравнения соединен с у с т а жения регулируемого задатчика напряновочным входом счетчика, к счетному жения позволяет с достаточной точ40 входу которого подключены выход с х е ностью установить требуемое для кажмы сравнения и входы первого и в т о дого электродвигателя значение тока рого ключей управления, выходы котоперегрузки, а подключение второй и рых соединены соответственно с втотретьей схем сравнения и второго инрым входом интегратора и с вторым тегратора к выходу измерительного 45 входом фазочувствительного демодуляблока позволяет определить начало тора, а выход фазочувствительного перегрузки, что упрощает эксплуатадемодулятора подключен к второму вхо( цию. ду схемы сравнения. 280667 U іРиіМлішапішлл.? Редактор А.Лежнина Заказ 7131/56 Составитель К.Шилан Техред Л.Олейник Корректор А.Тяско Тираж 612 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for protection of electrical motor from overloads
Автори англійськоюTaliyanskyi Borys Semenovych, Buchnyi Anatolii Oleksiiovych, Hreben Andrii Markovych, Shvarts Davyd Leonidovych, Shevelev Viktor Oleksiiovych, Hendelman Hedal Aronovych
Назва патенту російськоюУстройство для защиты электродвигателя от перенагрузки
Автори російськоюТальянский Борис Семенович, Бучный Анатолий Алексеевич, Гребень Андрей Маркович, Шварц Давид Леонидович, Шевелев Виктор Алексеевич, Гендельман Гедаль Аронович
МПК / Мітки
МПК: H02H 7/08
Мітки: пристрій, електродвигуна, захисту, перевантаження
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-5106-pristrijj-dlya-zakhistu-elektrodviguna-vid-perevantazhennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для захисту електродвигуна від перевантаження</a>
Попередній патент: Спосіб кососиметричний зйомок в широкому рентгенівському пучці за методом аномального походження
Наступний патент: Пристрій для нанесення плівкових поглиначів нвченергії
Випадковий патент: Сировинна суміш для виготовлення ніздрюватого газобетону