УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам и компонентам для защиты электродвигателей.
В настоящее время в электротехнике известны и используются устройства токовой защиты электродвигателей, состоящие из комплекта датчиков тока, электронной схемы защиты обработки сигналов датчиков, обнаруживающей аварийные ситуации, исполнительного устройства для отключения электродвигателя при возникновении аварийной ситуации и средств для задания параметров защит.
Известны «Универсальные блоки защиты асинхронных электродвигателей УБЗ-301», предназначенные для постоянного контроля параметров сетевого напряжения и действующих значений фазных/линейных токов трехфазного электрооборудования 380 В/50 Гц, в первую очередь, асинхронных электродвигателей (ЭД) мощностью от 2,5кВт до 315кВт, в том числе и в сетях с изолированной нейтралью. Выпускаются три модификации прибора по номиналам тока: УБЗ-301 5-50А; УБЗ-301 10-100А; УБЗ-301 63-630А, (см. http: //www.novatekelektro.com/production_ubz.htm), ксерокопия страницы прилагается к материалам заявки, приложение №1 (1).
Известно также «Реле контроля и защиты (РКЗ)» (см. http://rele.tomsk.ru/menu/product.html), (2).
Перед использованием данные устройства УБЗ-301 и РКЗ обязательно должны быть настроены в соответствии с параметрами защищаемого электродвигателя.
Общим недостатком этих устройств и применяемых в них технических решений является невозможность определить наилучшие настройки защит, так как при настройке их отсутствует необходимая информация о пусковых характеристиках конкретного электродвигателя с конкретной нагрузкой. А это может привести к ложному или несвоевременному срабатыванию защит.
Целью, на достижение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение максимально надежного, точного и своевременного обнаружения аварийных ситуаций при работе электродвигателя.
Указанная цель и технический результат реализуются следующим образом. Предлагаемое устройство защиты электродвигателя включает в себя, как и известный аналог УБЗ-301, устанавливаемый на линию электропитания электродвигателя комплект датчиков тока, к которым соответственно присоединены в единую схему входные цепи, аналого-цифровой преобразователь, блок алгоритмов защиты, блок вычисления действующих значений токов, блок памяти настроек, блок индикации и управления, интерфейс обмена данными и исполнительное устройство.
Но в отличие от аналога дополнительно включает в себя, например, блок измерения пусковой характеристики электродвигателя и, например, блок вычисления настроек защит.
Предлагаемое устройство защиты электродвигателя выполнено с возможностью подключения, например, к компьютеру и совместного изображения на экране компьютера в графическом виде измеренной пусковой характеристики электродвигателя и порогов защит при текущих их настройках, а также возможностью корректировки настроек с компьютера с одновременным отображением результата корректировки.
Предлагаемое устройство защиты электродвигателя имеет возможность подключения, например, к специализированному пульту настройки для совместного изображения на экране пульта в графическом виде измеренной пусковой характеристики электродвигателя и порогов защит при текущих их настройках, а также корректировки порогов защит с пульта с одновременным отображением результата корректировки.
В качестве ближайшего аналога предлагаемому устройству можно принять устройство защиты электродвигателя УБЗ-301 по источнику научно-технической информации (1).
Перечень фигур на чертежах.
На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства.
На фиг.2 изображена типовая пусковая характеристика электродвигателя и пороги алгоритмов защиты электродвигателя.
Предлагаемое устройство защиты электродвигателя (фиг.1) включает в себя следующие блоки и узлы.
На электрическую линию питания электродвигателя 1 установлен комплект датчиков тока 2 - ДТ1, ДТ2, ДТ3, подключенные посредством входных цепей 3 к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) 4. АЦП 4 подсоединен к блоку алгоритмов защиты 5, к которому подсоединен блок вычисления действующих значений токов 6. К блоку алгоритмов защиты 5 подсоединен блок памяти настроек 7, к которому подсоединен блок вычисления настроек защит 8, предназначенный для автоматического расчета параметров алгоритмов защиты. Блок алгоритмов защиты 5 соединен с исполнительным устройством 9, например, реле.
К блоку вычисления действующих значений токов 6 подсоединены блок индикации и управления 10 и интерфейс обмена данными 11, к которому подсоединен блок измерения пусковой характеристики электродвигателя 12. Блок алгоритмов защиты 5 соединен также с блоком индикации и управления 10 и интерфейсом обмена данными 11, которые, в свою очередь, имеют связь с блоком вычисления настроек защиты 8 и блоком памяти настроек 7.
Предлагаемое устройство защиты электродвигателя посредством интерфейса обмена данными 11 может быть подключено, например, к компьютеру или в автоматизированную систему управления (АСУ). Также предлагаемое устройство может быть подключено к специализированному пульту настройки.
Предлагаемое устройство защиты электродвигателя работает следующим образом. Токи, потребляемые электродвигателем 1, измеряются с помощью комплекта датчиков тока 2 - ДТ1, ДТ2, ДТ3 и через входные цепи 3 далее в АЦП 4 переводятся в цифровой код. Далее в цифровом виде вычисляются действующие значения токов в блоке 6 и блоком алгоритмов защиты 5 контролируется нахождение токов в допустимых пределах по величине и длительности протекания тока данной величины. Если ток, потребляемый электродвигателем 1, выходит за допустимые пределы, то формируется команда блоком алгоритмов защиты 5 на отключение электродвигателя, а блоком индикации и управления 10 индицируется наличие аварийной ситуации светодиодом или на табло.
Для обеспечения максимально точного соответствия порогов срабатывания защит режиму пуска и режиму работы электродвигателя 1, при каждом пуске производится измерение пусковой характеристики электродвигателя блоком 12, на основании которой, по мере необходимости, производится точная автоматическая либо автоматизированная настройка параметров защит.
н
Автоматизированная настройка параметров защит осуществляется путем подключения предлагаемого устройства к компьютеру или к специализированному пульту. При этом предлагаемое устройство защиты электродвигателя позволяет наглядно видеть пусковую характеристику электродвигателя на экране компьютера или специализированного пульта в графическом виде (фиг.2), где линия 1 - это измеренная пусковая характеристика данного электродвигателя; I - номинальный ток электродвигателя; линия 2 - это характеристики, образованные порогами защиты от перегрузки и от холостого хода; стрелками ↔ показан процесс настройки характеристик защиты.
Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от аналога обеспечивает повышение надежности защиты электродвигателя за счет возможности настройки порогов срабатывания защит в полном соответствии с реальными режимами пуска и работы конкретного электродвигателя. Дополнительно появляется возможность анализа процесса запуска электродвигателя пользователем предлагаемого устройства.
Источники информации.
1. «Универсальные блоки защиты асинхронных электродвигателей УБЗ-301», (см. http://www.novatekelektro.com/production_ubz.htm).
2. «Реле контроля и защиты (РКЗ)» (см. http://rele.tomsk.ru/menu/product.html).