Устройство для защиты электроустановки от неправильного чередования фаз

Устройство для защиты электроустановки от неправильного чередования фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПРАВИЛЬНОГО ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ, содержащее пороговый блок, подключенный к двум. . ЛВС контролйруерым фазам, D-триггер, элемент задержки и исполнительный оргай, отличающееся тем, что., с целью повышения помехоустойчивости и быстродействия, оно дополнительно снабжено двумя RS-триггерами , причем S и R-входы первого RS-триггера подсоединены соответственно к первому и второму выходам порогового блока, запускающий и сбрасывающий входы второго RS-триггера подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, вход элемента задержки подключен к прямому выходу г;арвогЬ триггера, а D-триггер С-входом подключен к инверсному выходу второго (Л триггера и D-входом к выходу элес мента задержки. 00 СП 4; 00, / Н ft/t./

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g Н 02 Н 3/253

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H AВТОРСНОИ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ABC

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3579732/24-07 (22) 16.04.83 (46) 15.08.84. Бюл. Р 30 (72) С.К.Рухленко, А.Г.Давиденко, Е.С.Белиловский и В.И.Резников (71) Всесоюзный научно- исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 744838, кл. Н 02 Н 7/097, 1978.

2. "3лектроника", M., "Мир", 1982, Р 11, с.80. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПРАВИЛЬНОГО

ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ, содержащее пороговый блок, подключенный к двум контролируемым фазам, D-триггер, элемент задержки и исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что., с целью повьпнения помехоустойчивости и быстродействия, оно дополнительно снабжено двумя RS-триг" герами, причем S u R-входы первого

RS-триггера подсоединены соответственно к первому и второму выходам порогового блока, запускающий и сбрасывающий входы второго RS-триггера подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, вход элемента задержки подключен к прямому выходу =::- рвого триггера, а D-триггер С-входом подключен к инверсному выходу второго триггера и D-входом — к выходу элемента задержки.

1 11085

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты систем управления трехфаэной нагрузкой и самой трехфазной нагрузки от неправильного чередова5 ния фаэ, например, в электроприводе, где требуется обязательное соблюдение направления вращения двигателя или в системах управления трехфаэной нагрузкой с одноканальной сис-;

«емой импульсно-фазового управления.

Известно устройство для защиты . трехфазного электродвигателя от вращения в обратном направлении, содержащее три преобразователя синусоидального сигнала в серию прямоугольных импульсов, четыре логических элемента И, триггер и исполнительное устройство(1 ).

Недостатками этого устройства являются инерционность, отсутствие однозначной информации о чередовании, фаз сети в любой произвольный момент времени, а также необходимость применения трехканального преобразователя,, синусоидальных сигналов в импульсные и узла интегрирования выходных ,импульсных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

30. устройство защиты от неправильного включения фазы, содержащее пороговый блок, два триггера, интегрирующую цепь и выходное устройство. Выходы порогового блока подключены к 3 -входу и синхронизирующему входу первого 3 -триггера, на выходе которого установлена интегрирующая RC-цепь (т =1 с), выполняющая роль элемента задержки, выход которого пбдключен ко второй половине микросхемы — второму D-триггеру, используемому в качестве согласующего элемента (2 ).

Устройство работает следующим образом.

Передний фронт каждого сигнала, поступающего на синхронизирующий вход первого D-триггера, при правильном чередовании фаз приходится на единич" ный уровень сигнапа на его D-входе, а при неправильном чередовании фаэ — 0 на нулевой уровень сигнала. Поэтому при отсутствии помех в первом случае первый D-триггер постоянно находится в единичном состоянии, а во втором— в нулевом, что надежно обеспечивает Б5 соответственно отключенное и включенное состояние исполнительного устройства. Происходит это из-за следую48 а щего. При наличии помех на фронтах выходных сигналов порогового блока появляется "дребезг" и, если фазы сети подключены правильно,.то по за. нему фронту сигнала на синхрониэирующем входе первого D-триггера он ложно устанавливается в нулевое состояние, а по переднему фронту следующего сигнала — вновь устанавливается в единичное; в случае неправильного чередования фаз по "дребезгу" на зац нем фронте сигнала, поступающего на синхрониэирующий вход первого

D-три гера, он ложно устанавливается в единичное состояние, а по переднему фронту очередного сигнала триггер сбрасывается в нулевое состояние.

При большой интенсивности помех на выходе первого триггера появляются импульсы, скважность которых может доходить до двух, как при правильном, так и неправильном чередовании фаз сети. При этом в обоих случая;. сигнал на выходе элемента задержки может иметь практически один и тот же уровень, что неизбежно приводит к сбоям в работе устройства. Наличие элемента задержки предотвращает сбои устройства лишь при малой интенсивности помех, так как уровень сигнала на выходе этого элемента при правильном чередовании фаз имеет значение, близкое к максимальному, а при неправильном чередовании— близкое к нулевому.

Недостатками известного устройства явяяется то, что оно имеет большую инерционность и при работе в сетях с большим уровнем Промышленных помех, в частности питающих статические преобразователи, устройство. дает сбои. ,Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и быстродействия устройства защиты от неправильного подключения фаз трехфазной сети.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты электроустановки от неправильного чередо" вания фаз, содержащее пороговый блок, подключенный к двум контролируемым фазам, 3 -триггер, элемент задержки и исполнительный орган, дополнительно снабжено двумя RS -триггерами, причем запускающий и сбрасывающий входы первого К5-триггера подсоединены соответственно к первому и второму выходам порого11085

3 ного блока, запускающий и сбрасывающий входы второго RS-триггера. подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, вход элемента задержки подключен к прямому выходу первого триггера, 33 --триггер С-входом; подключен к инверсному выходу второго триггера и >> -входом — к выходу элемента задержки. 10

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — временные диаграммы работы элементов устройства при прямой qoследовательности чередования фаз, на фиг.3 — то же, при обратной последовательности

Устройство содержит пороговый блок 1, состоящий из двух пороговых элементов 2 и 3, подключенных к фа. зам А и В контролируемой сети, R5 триггеры 4 и 5, элемент задерж- ки 6, »> -триггер 7 и исполнительный орган 8. и 5 -входы триггера 4 подклю- 25 чены к выходам пороговых элементов

2 и 3, а R u S -входы триггера 5 подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера 4.

Вход элемента задержки 6 подключен к прямому выходу триггера 4. С-вход

D -триггера 7 подключен к инверсному выходу триггера 5, à его Э -вход . к выходу элемента задержки 6..

Устройство работает следующим образом.

На входы пороговых элементов 2 и 3 поступают синусоидаль»»ые сигналы напряжения фаз А и В. С выходов элементов 2 и 3 выдаются импульсы .

0 и И с периодом повторения, равным периоду сети, и длительност»ю рав1 ной полпериода сети. При наличии сетевых помех на фронтах эчих сигналов появляется "дребезг" в виде одного

45 или нескольких кратковременных импульсон.

При правильном чередовании фаз передний фронт импульса И опережает передний фронт импульса И на

3 50

120 эл.град. Ло переднему фронту импульса Lfz R5 -триггер 4 устанавлива" ется в единичное состояние, его выходной сигнал Uq имеет единичный уровень, а сигнал U — соответственнонулевои. Если сигналы U и U одно$5

3 временно имеют единичный уровень, то сигналы U< н О 4 также одновременно имеют нулевой уровень, поэтому по переднему фронту сигнала U ypo3 вень П станов»»тся нулевым. Однако при наличии "дребезга" на переднем фронте сигнала U3задний фронт сигнала U также имеет "дребезг".

По заднему фронту сигнала U трйггер 4 устанавливается в нулевое состояние, но при наличии "дребезга" на заднем фронте сигнала U передний

2 фронт сигнала U также имеет "дреll

4 безг . Передний фронт сигнала U4 и задний фронт сигнала д4 формируются по переднему фронту сигнала П они помехозащищенные, так как передний фронт сигнала Uz совпадает с нулевым уровнем сигнала Uy и кратковременные исчезновения си нала U» не изменяют состояния триггера.

Импульсы U+ и U< поступают соответственно на 5 и > -входы триггера 5, но так как искаженные помехами фронты сигналов U4»» U4 не имеют. одновременно единичного уровня, то на выходах триггера 5 формируются импульсы 05 и Ц с обоими помехозащи5 щенными фронтами. Импульсы О поступают на С-вход ) -триггера 7, а на

его 3 -вход через элемент задержки 6 поступают импульсы U4 с прямого выхода триггера 4. Элемент задержки задерживает передний и задний фронт импульсов только на время Ф ° необходимое для последовательного срабаты-, вания триггеров 5 и 7, составляющее

0,15-0,5 мкс. Поэтому при правильном чередовании фаз сети во время прихода переднего фронта каждого импульса

Й на D -входе триггера 7 будет нуле-. вой уровень, и »> -триггер становится в нулевое состояние или подтверждается его нулевое состояние.

При неправильном чередовании фаз сигнал У опережает сигнал U3 на 120 эл.град., при этом аналогично триггер 4 формирует сигналы U u U > ф } имеющие по одному помехозащищенному фронту, а триггер 5 формирует сигналы U<)» U< с обоими помехоэащищенными фронтами. При этом по переднему фронту каждого импульса Ug, который при неправильном чередовании фаз всегда совпадает с единичным уровнем сигнала Ц триггер 7 устанавливается в единичное состояние или подтверждается его единичное состояние, Таким образом, независимо от наличия и интенсивности сетевых помех, при правильном чередовании фаз сети триггер 7 постоянно находится в нуле3 l 08548 вои состоянии, а при неправильном чередовании фаз — в единичном.

Выходной сигнал триггера 7 воздействует на исполнительный орган.

На прямом выходе триггера 5 выде- 5 ляются помехозащищенные импульсы, которые при прямом чередовании фаз сети соответствуют положительной полуволне фазы А, поэтому они могут дополнительно использоваться для син- о хронизации систем управления, в частности для одноканальной системы импульсного Фазового управления. При этом отпадает необходимость в применении в этих системах специальных формирователей помехозащищенных импульсов синхронизации.

В

При любой интенсивности сетевых помех устройство надежно обеспечива20 ет защиту механизмов одностороннего движения с электроприводами переменного тока, например конвейеров, погружных насосов — и включения на работу в "обра " () сторону при неправильном подключении фаз питающей сети, так как при не-, правильной фазировке запрещает подачу питающих напряжений на двигатели. Кроме этого, устройство дает

I возможность широко использовать, наиболее простую одноканальную систему импульсно-фазового управления при разработке тиристорных устройств для управления двигателями переменного.тока, так как оно запрещает работу системы при неправильной фазировке питающих напряжений, при к зторой одноканальная система работать

»е может.

Устройство, использовано при разработке комплексных тиристорных устройств типа ТСУ-2.

В отличие от серийно выпускаемых тиристорных устройств ТСУ-Р, ТСУ-РИ устройство ТСУ-2, в котором реализов@ но предложенное устройство, может без специальных средств защиты применяться для электроприводов с одномеханизмов °

1108548

ЗНИИПК Эака» 5878/40 Тираа Ü14 Подписное

Филиал ППП "Патаках", г .Уагород, ул.Проектная, 4