Устройство для защиты электрооборудования от перегрузки

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрооборудования электроподвижного состава. Целью изобретения является повышение быстродействия срабатьшания устройства и его надежности для защиты электрооборудования от перегрузки. Цель достигается дением в устройство элемента сравнения , в котором сравниваются сигналы с датчика контролируемого параметра, задатчика и генератора импульсов, причем превышение суммарного напряжения с датчика контролируемого параметра и задатчика над амплитудой импульсов генератора импульсов является сигналом на срабатывание исполнительного органа. Выход элемента сравнения подключен на вход дифференцирующей цепочки, а между дифференцирующей цепочкой и исполнительным органом включен ограничитель напряжения . 2 ил. S сг с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 Н 02 H 7/085

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,„, 13

WHOTBN

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4219306/24-07 (22) 31.03 ° 87 (46) 23. 10.88. Бюл. ¹ 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения .(72) В.Г.Коробко, В.М.Помалюк и В.Е.Чернохлебов (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1112475, кл. Н 02 Н 7/085, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 693503, кл. Н 02 Н 7/085, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрооборудования электроподвижно„„SU„, 3 432654 А1 го состава. Целью изобретения является повышение быстродействия срабатывания устройства и его надежности для защиты электрооборудования от перегрузки. Цель достигается вве дением в устройство элемента сравнения, в котором сравниваются сигналы с датчика контролируемого параметра, задатчика и генератора импульсов, причем превышение суммарного напряжения с датчика контролируемого параметра и задатчика над амплитудой импульсов генератора импульсов является сигналом на срабатывание исполнительного органа. Выход элемента сравнения подключен на вход дифференцирующей цепочки, а между дифференцирующей цепочкой и исполнительным органом включен ограничитель напряжения. 2 ил.

1432654

Изобретение относится к схемам защиты электрооборудования от перегрузки по току или напряжению.

Целью изобретения является увели5 чение быстродействия и повышение надежности срабатывания устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — диаграммы напряжения в различных точках схе- „.

10 мы устройства.

Устройство содержит датчик 1 контролируемого параметра (ДКП), например датчик тока или напряжения, выход которого подключен к одному из входов элемента 2 сравнения (ЭС). К этому же входу подключен выход от задатчика 3, являющегося задатчиком уставки срабатывания устройства. Задатчиком 3 может служить, например, потенциометр, подключенный к источнику постоянного напряжения. Второй вход элемента 2 сравнения соединен с генератором 4 импульсов (ГИ), на1 пример генератором импульсов на операционном усилителе. Элемент 2 сравнения представляет собой компаратор напряжения, неинвертирующий вход которого соединен с генератором 4 импульсов, а инвертирующий вход — с датчиком 1 контролируемого параметра

30 и задатчиком 3. Выход элемента 2 сравнения под ключ е н к диффер е нцирующей

RC-цепочке 5, выход которой подключен к ограничителю б напряжения, например однополярному ограничителю 35 напряжения на двух операционных усилителях (ОУ) 7 и 8. Выход ограничителя б напряжения соединен с исполнительным органом 9„ например полупроводниковым релейным усилителем.

Устройство работает следующим об-разом.

На один вход (неинвертирующий) элемента 2 сравнения с генератора 4 45 импульсов поступают импульсы с амплитудой U< а на другой вход (инвертирующий) с датчика 1 контролируемого параметра подается напряжение U, и с задатчика Б . Если напряжение на ин- 50 вертирующем входе меньше амплитуды импульсов генератора 4 импульсов на неинвертирующем входе, на выходе элемента 2 сравнения будет напряжение

Н, представляющее собой двуполяр- 55 ные импульсы, по периоду и длительности аналогичные импульсам генератора 4 импульсов. Напряжение Uz с выхода элемента 2 сравнения подается на дифференцирующую цепочку 5, а с нее — на ОУ 7 и 8 ограничителя 6 напряжения. Первый ОУ 7 ограничивает входной сигнал с уровня Е„, а второй

ОУ 8 — с уровня Е . Уювни Е, и Š— это напряжения, подающиеся на вторые входы ОУ. Напряжение U7 с первого

ОУ 7 представляет собой прямоугольные импульсы, повторяющиеся по частоте и длительности импульсы с дифференцирующей цепочки 5, а напряжение И с второго ОУ 8 — инвертироS ванные прямоугольные импуль сы, р авные по частоте и длительности импульсам с выхода дифференцирующей цепоч ки 5. В результате суммарное напряжение U с выхода ограничителя 6 будет постоянным и равным по величине амплитуде импульсов.

В том случае, когда напряжение с задатчика 3 и датчика 1 контролируемого параметра превысит амплитуду импульсов генератора 4 импульсов, на выходе элемента 2 сравнения напряжение равно низкому уровню, так как напряжение на инвертирующем входе больше напряжения на неинвертирующем. В результате на дифференцирующей цепочке 5 перестанут подаваться сигналы. Конденсатор заряжается и напряжение с выхода дифференцирующей цепочки 5 стремится к нулю по закону

С.

U „„=U е, где U — напряжение с алых выхода дифференцирующей цепочки, Ц,„— амплитуда импульсов на выходе дифференцирующей цепочки, с — постоянная времени дифференцирующей цепочки;

t — время.

Когда напряжение U с дифференцирующей цепочки 5 достигнет уровня

Е,в ограничителе 6 на выходе первого ОУ 7 напряжение имеет низкий уровень, а на выходе второго ОУ 8 — высокий уровень. Как только напряжение U с выхода дифференцирующей цепочки 5 достигнет уровня Е на втором входе ОУ 8, напряжение на выходе

ОУ 8 имеет низкий уровень. В результате и на выходе ОУ 7, и на выходе

ОУ 8 напряжение имеет низкий уровень. Соответственно суммарное напряжение имеет низкий уровень, что является командой для срабатывания исполнительного органа, Время задержки срабатывания определяется

1432654

Um

1п— ) И r вы с 7

S-1

t) > Т. где

Т вЂ” t - 1п—

0 Р 2

И Б *

$-. 1 — Т.

55 ь ги = Т, С другой стороны для функционирования устройства необходимо, чтобы 5 соблюдались условия т-,„

Е Б ы„= 11„„е длительность импульсов генератора импульсов; период импульсов генератора импульсов, положительная амплитуда импульсов; отрицательная амплитуда импульсов.

Отсюда время задержки можно onpet T — г.,„°

Т

Исходя из того, что S = —, где S— г.искважность импульсов, получаем время задержки

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства в сравнении с известным заключается в повышении быстродействия и надежности срабатывания исполнительного органа устройства защиты.

В известном устройстве задержка в срабатывании исполнительного орга- 40 на равна t = t где t — задержка в срабатыванйй исполнительного органа в известном техническом решении, 3

t — длительность спада вершины . Ц. пульса на выходе дифференцирующей 45 цепи при переключении триггера в устойчивое состояние.

Известно, что t< ц = ЗС, гдепостоянная времени дифференцирующей цепи. 50

Для функционирования устройства защиты в.известном техническом решении необходимо, чтобы соблюдалось неравенство где t — длительность импульса, поступающего с выхода триггера на вход дифференцирующей цепи, Т вЂ” период импульсов в источнике переменного напряжения, т.е. огда ) ЗТ.

Задержка в срабатывании исполнительного органа в предлагаемом устройстве равна

Для повышения надежности в известном устройстве на выходе выпрямителя необходимо устанавливать фильтр, от чего еще больше увеличивается задержка на срабатывание исполнительного органа устройства защиты из-за времени, необходимого для разряда конденсатора фильтра.

В предлагаемом устройстве по сравнению с известным задержка в срабатывании исполнительного органа уменьшается в зависимости от скважности импульсов генератора импульсов в

3S

S-1 — раза. Следовательно использова1

Э ние предлагаемого устройства защиты значительно снижает перегрев и повышает надежность и срок службы защищаемого оборудования при возникновении перегрузок по току или напряжению.

Формула изобретения

Устройство для защиты электрооборудования ое перегрузки, содержащее датчик контролируемого параметра, генератор импульсов, з адатчик, элемент сравнения, дифференцирующую цепочку, исполнительный орган, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения надежности путем отстройки от кратковременных всплесков контролируемого параметра, в устройство введен ограничитель напряжения, выход которого соединен с входом исполнительного органа, а вход — с выходом

1 дифференцирующей цепочки, вход которой соединен с выходом элемента сравнения, первым входом соединенного с выходом генератора импульсов, а вторым входом — с выходами задатчика и датчика контролируемого параметра.

1432654 и7

ЦО

Рив.

Составитель С.Балашов

Корректор Л.Патай

Редактор Н.Лазаренко Техред Л.Олийнык

Заказ 5454/48

Тираж 651 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