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. 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. 1 н.з.п. и 1 з.п. ф-лы, 2 илл.

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.

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_н - 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).

1. 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, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, блок измерения пусковой характеристики электродвигателя и, по меньшей мере, блок вычисления настроек защит.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью подключения, по меньшей мере, 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.