Пристрій захисту групи асинхронних електродвигунів

Пристрій захисту групи асинхронних електродвигунів, що містить блок живлення, для кожного електродвигуна блок датчиків струму з датчиками, сполученими по схемі "зірка", нульова точка якої сполучена з "загальним" провідником пристрою, блок управління, що включає електромагнітний пускач з контактами управління та котушкою, сполучену з виходом ключового елемента, підключеним першим входом до входу блока, другий вхід ключового елемента сполучений з ланцюгом управління електродвигуна, блок незалежної витримки часу, а також блок захисту, що включає, підключені до його трьох входів три входи блока контролю струму і часу пуску і, відповідно, входи трьох порогових елементів, виходи яких сполучені з входами трьох елементів І-НЕ, а їх виходи - з трьома входами блока контролю наявності напру U 2 (19) 1 3 п'ютера, блоки первинних перетворювачів струму виконані на основі тороїдальних трансформаторів струму з феритовим осердям, входи цих блоків зв'язані з відповідними фазними проводами, що живлять електродвигуни, а виходи - з блоками перетворення струму, блок включеннявідключення електродвигунів входами зв'язаний з мікроконтролером, а виходом - з електромагнітними пускачами електродвигунів [1]. Недоліком пристрою є його низька надійність та висока ціна, а також відсутня можливість установки оперативних значень режимів роботи захисту електродвигунів. Найбільш близьким до запропонованого пристрою є пристрій захисту асинхронного електродвигуна від перевантажень і обриву фази, що містить блок живлення, блок датчиків струму з датчиками, сполученими по схемі "зірка", нульова точка якої сполучена з "загальним" провідником пристрою, блок контролю часу пуску і струму, послідовно сполучені блок контролю наявності напруги і порядку чергування фаз, блок незалежної витримки часу, ключовий елемент в ланцюзі живлення котушки пускача електродвигуна, а також містить три елементи І-НЕ, три джерела постійної вхідної дії і три порогові елементи, перші входи яких сполучені з першим джерелом постійної вхідної дії, другі входи - з відповідними трьома виходами блока датчиків струму і трьома входами блока контролю часу пуску і струму, четвертий і п'ятий входи якого сполучені, відповідно з другим і третім джерелами постійної вхідної дії, а вихід сполучений з другими входами першого, другого і третього елементів І-НЕ, перші входи яких сполучені з виходами порогових елементів відповідно, а вихід кожного з елементів І-НЕ сполучений відповідно з першим, другим і третім входом блока контролю наявності напруги і порядку чергування фаз [2]. Недоліком пристрою є недостатні функціональні можливості, пов'язані з відсутністю елементів для захисту групи асинхронних електродвигунів однакової потужності. В основу корисної моделі поставлена технічна задача удосконалення відомих пристроїв захисту, шляхом введення додаткових елементів, блоків та нових функціональних зв'язків між ними та створити новий пристрій захисту групи електродвигунів, що забезпечує підвищення надійності, зниження його собівартості, розширює функціональні можливості. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій захисту групи асинхронних електродвигунів, що містить блок живлення, для кожного електродвигуна блок датчиків струму з датчиками, сполученими по схемі «зірка», нульова точка якої сполучена з «загальним» провідником пристрою, блок управління, що включає електромагнітний пускач з контактами управління та котушкою, сполучену з виходом ключового елемента, підключеним першим входом до входу блока, другий вхід ключового елемента сполучений з ланцюгом управління електродвигуна, блок незалежної витримки часу, а також блок захисту, що включає підключені до його трьох входів три входи блока контролю стру 63308 4 му і часу пуску і, відповідно, входи трьох порогових елементів, виходи яких сполучені з входами трьох елементів І-НЕ, а їх виходи з трьома входами блока контролю наявності напруги і порядку чергування фаз, вихід якого підключений до виходу блока захисту, підключеного четвертим входом до других входів трьох порогових елементів та до першого джерела постійної вхідної дії, п'ятим і шостим входами, відповідно, до другого і третього джерел постійної вхідної дії та до четвертого і п'ятого входів блока контролю струму і часу пуску, вихід якого сполучений з другими входами трьох елементів ІНЕ, згідно з корисною моделлю, додатково містить по кількості електродвигунів ключі одноканальні та ключі аналогові триканальні, а також послідовно сполучені формувач імпульсів, лічильник двійковий, демультиплексор, виходи якого сполучені з входами ключів одноканальних і входами ключів аналогових триканальних, другий, третій четвертий входи кожного з них сполучені з виходами блока датчиків струму, а кожний з трьох виходів об'єднані між собою і підключені, відповідно, до трьох входів блока захисту, вихід якого сполучений з другими входами ключів одноканальних, виходи яких через блоки незалежної витримки часу сполучені з входами блоків управління, вхід формувача імпульсів сполучено з ланцюгом живлення електродвигунів, кількість n виходів лічильника двійкового встановлюється залежно від числа n М електродвигунів по виразу М=2 . На фіг. 1 представлена структурна схема пристрою захисту групи асинхронних електродвигунів, на прикладі підключення трьох асинхронних електродвигунів, на фіг. 2 представлена структурна схема блока захисту. Пристрій захисту групи асинхронних електродвигунів 1.1 ... 1.3 (фіг. 1) складається з урахуванням кількості електродвигунів з блоків 2.1 ... 2.3 датчиків струму з датчиками, сполученими по схемі "зірка", нульова точка яких з'єднана з "загальним" провідником пристрою. Для включення і відключення електродвигунів 1.1 ... 1.3 використовуються блоки 3.1 ... 3.3 управління. Блоки 2.1 ...2.3 датчиків струму виходами підключені до другого, третього, четвертого входів ключів аналогових триканальних 4.1 ... 4.3, кожний з трьох виходів яких об'єднані між собою і підключені, відповідно, до трьох входів блока захисту 5, вихід якого сполучений з другими входами ключів одноканальних 6.1 ... 6.3, виходи яких через блоки 7.1 ... 7.3 незалежної витримки часу сполучені з входами блоків 3.1 ... 3.3 управління електродвигунами 1.1 ... 1.3. Формувач імпульсів 8 через лічильник двійковий 9 підключений до демультиплексора 10, три виходи якого сполучені з першими входами ключів одноканальних 6.1 ... 6.3 та з першими входами ключів аналогових триканальних 4.1 ... 4.3. Кількість n виходів лічильника двійкового встановлюється залежно від числа М електродвигунів по n виразу М=2 . Живлення вузлів пристрою виконується з використанням блока 11 живлення, який підключено до однієї з фаз ланцюгів живлення. Блоки 3.1 ... 3.3 управління, включають кнопки управління ПУСК і СТОП, котушки 12 електромагнітних пуска 5 чів, сполучених з виходом ключових елементів 13, які підключені входами до входу блоків 3.1 ... 3.3, а другі входи ключових елементів сполучені з ланцюгами управління електродвигунами. Третій, четвертий та п’ятий входи блока захисту 5 сполучені, відповідно з першим, другим та третім джерелами постійної вхідної дії. Блок захисту 5 (фіг. 2) трьома входами сполучений з входами трьох порогових елементів 14.1... 14.3, підключених другими входами до четвертого входу блока і джерела Е1 постійної вхідної дії, сполучений також з трьома входами блока 15 контролю струму і часу пуску, четвертий вхід якого являється п’ятим входом блока 5 і підключений до другого Е2 джерела постійної вхідної дії, п'ятий вхід якого являється шостим входом блока 5 і підключений до третього Е3 джерела постійної вхідної дії. Вихід блока 15 контролю струму і часу пуску сполучений з другими входами трьох елементів 16.1 ...16.3 І-НЕ, перші входи яких сполучені з виходами трьох порогових елементів 14.1...14.3, а виходи з трьома входами блока 17 контролю наявності напруги і порядку чергування фаз, вихід якого підключений до виходу блока 5. Формувач імпульсів 8 може бути реалізований на основі вузла з гальванічною розв’язкою та порогового елемента. Двійковий лічильник 9 може бути побудований в вигляді Т-тригера для одного розряду, який змінює свій стан на протилежний під час вступу на його вхід імпульсів синхронізації на основі універсального D тригера із зворотним зв'язком. Для забезпечення необхідної кількості розрядів потрібно з'єднати тригери послідовно і так можна побудувати лічильник, що має максимальне число переключень, кратне ступеню два. Кількість переключень М з різними двійковими числами для такого лічильника залежить від його кількості n n розрядів. М=2 - послідовність різних двійкових чисел. Існують мікросхеми асинхронних двійкових лічильників. Класичним прикладом такого лічильника є мікросхема 555ИЕ5. Чотирнадцятирозрядний двійковий лічильник-дільник реалізований у вигляді інтегральної вітчизняної мікросхеми типу 561ИЕ16 або імпортної - типу CD4020A. Демультиплексор 10 забезпечує передачу сигналів з одного інформаційного входу на бажаний інформаційний вихід залежно від коду на його адресних шинах. Число виходів М пов'язані з числом n адресних входів n співвідношення М=2 для двійкових демультиплексорів. В пристрої демультиплексор 10 працює як дешифратор, тому що на його інформаційному вході постійно підтримується логічна одиниця, яка передається на той вихід, номер якого заданий на адресному вході і число виходів М дорівнює можливому числу електродвигунів. Наприклад, вітчизняна мікросхема КМ155ИД4 з здвоєним дешифратор-демультиплексором з двома адресними входами на чотири інформаційні виходи, а мікросхема КР1533ИД3, є дешифратордемультиплексором для чотирьох адресних входів і шістнадцяти інформаційними виходами. 63308 6 Ключі аналогові триканальні 4.1 ... 4.3 забезпечують передачу вхідних сигналів на вихід незалежно від їх форми при значеннях логічної одиниці на входах управління, які сполучені з виходами демультиплексора 10 і можуть бути виконані на електронних ключах-комутаторах. 1 Прийняті позначення U n - напруга на і-му виході n-го блока. Працює пристрій наступним чином. Після подачі напруги в ланцюги живлення електродвигунів 1.1 ... 1.3 та на блок живлення 11 і формувач імпульсів 8 натискається кнопка ПУСК одного з електродвигунів, наприклад 1.1 і вона подається через розмикаючий контакт кнопки СТОП та через ключовий елемент 13 на котушку 12 електромагнітного пускача електродвигуна 1.1. Силові контакти пускача підключають статор асинхронного двигуна 1.1 до мережі, замикаючий блокконтакт пускача ставить кнопку ПУСК на блокування. Робочий режим пускача забезпечується при нульовому вихідному логічному рівні блока 5, який передається через ключ одноканальний 6.1, на блок незалежної витримки часу 7.1, де на його виході одиничний логічний рівень, який подається на ключовий елемент 13. При цьому розмикаючий контакт кнопки СТОП замкнений По статору починає протікати струм. Сигнали датчиків струму блока 2.1 імпульсні за формою, фіг 3, поступають через ключ аналоговий триканальний 4.1 на входи блока захисту 5 і далі на порогові елементи 14.1 ... 14.3 елементи 16.1 ... 16.3 І-НЕ на блок 17 контролю наявності напруги і порядку чергування фаз , а також в блок 15 контролю струму та часу пуску. Якщо амплітуда імпульсів струму кожної з фаз перевищує значення порогу спрацьовування порогових елементів 14.1 ... 14.3 з характеристикою 1 при U2>Е1 U 14.1 = 0 при U2