УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И 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 обработки сигналов датчиков, обнаруживающей аварийные ситуации, исполнительного устройства для отключения электродвигателя при возникновении аварийной ситуации и средств для задания параметров защит.
Известен контроллер диагностики и защиты электроустановок, содержащий электронный блок, включающий блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, интерфейс, исполнительное реле, индикатор, выходы блока гальванической развязки и предварительного масштабирования соединены с входами аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с программируемым входом микропроцессора, который производит необходимые вычисления для сравнения с заданными предельными величинами по току, напряжению, температуре и принимает решение о нормальной или аварийной ситуации контролируемой установки, выход микропроцессора соединен с входом исполнительного реле и индикатора, при этом пульт управления и программирования, соединенный через интерфейс с микропроцессором электронного блока, содержит индикатор, микропроцессор, через который вводятся данные о режимах и предельных значениях контролируемых величин и выводится информация о текущих значениях тока и напряжения, генератор тактовой частоты и кнопочную панель, причем выходы последних соединены с входами микропроцессора, выход которого соединен с входом индикатора, а блок гальванической развязки и предварительного масштабирования выполнен с возможностью сохранения линейной характеристики во всем диапазоне измеряемых величин. (Патент РФ на изобретение №2256993)
Известно также устройство защиты электродвигателя, включающее в себя устанавливаемые на линию электропитания электродвигателя датчики 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, содержащее блок измерения пусковой характеристики электродвигателя и блок вычисления настроек защит, выполненное с возможностью подключения к компьютеру для совместного изображения на экране компьютера в графическом виде измеренной пусковой характеристики электродвигателя и порогов защит при текущих их настройках, а также возможностью корректировки порогов защиты с компьютера с одновременным отображением результата корректировки (Патент РФ на полезную модель №97014)
Общий недостаток применяемых в этих устройствах технических решений является следствием того, что величина пускового тока двигателя превышает его значение в рабочем режиме в несколько раз (до 4…6). При линейной зависимости поступающего с датчиков тока на вход аналого-цифрового преобразователя сигнала от величины тока нагрузки и входном диапазоне аналого-цифрового преобразователя, выбранном так, чтобы значения этого сигнала при пусковом режиме двигателя не выходили за его пределы получается, что при измерении тока двигателя в рабочем режиме используется малая часть входного диапазона аналого-цифрового преобразователя. При ограниченной разрядности аналого-цифрового преобразователя это приводит к потере точности измерения токов двигателя в рабочем режиме. Например, если аналого-цифровой преобразователь имеет восемь двоичных разрядов и, соответственно, погрешность за счет дискретности измерения около 0.4% от максимального измеряемого значения, то относительная погрешность измерения пускового тока, близкого к максимальному измеряемому, будет иметь величину близкую к этому значению, а для рабочего тока, если он, к примеру, равен одной десятой максимально измеряемого, относительная погрешность, вызванная дискретностью измерения, составит около 4%. Повышение точности измерения может быть достигнуто за счет увеличения разрядности аналого-цифрового преобразователя, но это значительно усложнит и удорожит устройство.
Целью предлагаемого технического решения является повышение относительной точности измерения рабочих токов двигателя за счет увеличения числа каналов измерения аналого-цифрового преобразователя при его неизменной разрядности.
Для этого в устройство контроля и защиты двигателя содержащее датчики тока, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, исполнительный элемент, индикатор, выходы датчиков тока соединены со входами аналого-цифрового преобразователя, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены со входами микропроцессора, выходы микропроцессора соединены со входами исполнительного элемента и индикатора, дополнительно вводится по числу токовых датчиков группа усилителей, причем выходы усилителей соединены с дополнительными входами аналого-цифрового преобразователя, а входы соединены с выходами датчиков тока.
Наличие усилителей в дополнительных каналах измерения приведет к тому, что у этих каналов диапазон измеряемых токов двигателя уменьшится, в оптимальном случае - до области рабочих токов двигателя. Это, в свою очередь, приведет к уменьшению погрешности в этой области, возникающей за счет дискретности измерения, по сравнению с первой группой каналов измерения пропорционально кратности изменения области измерения, или, что эквивалентно - коэффициенту передачи усилителей. Операционные усилители могут быть использованы, например, типа МАХ4329 фирмы MAXIM.