CS202233B1

CS202233B1 - Connection of the protection circuit of paralelly connected d.c.engines

Info

Publication number: CS202233B1
Application number: CS273978A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Vetrovec; Karel Havlik
Original assignee: Lubomir Vetrovec; Karel Havlik
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1980-12-31

Description

Vynález se týká zapojení obvodu ochrany nejméně dvou paralelně spojených stejnosměrných motorů, tvořících tak elektricky skupinu, která pohání vždy jeden nebo více mechanismů stejných technických parametrů.The invention relates to the protection circuitry of at least two DC motors connected in parallel, thus forming an electrical group which drives one or more mechanisms of the same technical parameters.

Zapojení stejnosměrných motorů je běžné pro všechna zařízení, mechanismy, jak v hutním, tak i jiném průmyslovém provozu, kde se požaduje plynulá regulace rychlosti v celém rozsahu otáček, s častým rozběhem a zastavením nebo reverzací. Kotevní obvody skupiny stejnosměrných motorů jsou napájeny například z řízeného tyristorového měniče a motory jsou potom buzeny ze zdroje stejnosměrného konstantního napětí. Při uvedeném způsobu zapojení stejnosměrných motorů se v praxi vyžaduje provozní spolehlivost, operativnost a dodržení bezpečnostních podmínek a příslušných ochran jednotlivých motorů. Tyto podmínky lze rozdělit jako základní a provozní. U základních podmínek se jedná o ochranu stejnosměrných motorů před přetížením a zkratem, o ochranu před zkratem v budicím obvodu a o ochranu před ztrátou budicího napětí. U provozních podmínek se jedná o sepnutí kotevního obvodu skupiny tj. odblokování tyristorového měniče, až po nabuzení budicího obvodu motorů, o vypnutí ko tevního obvodu skupiny, tj. zablokování tyristorového měniče, při ztrátě budicího napětí a o individuální zapnutí nebo vypnutí kotevních obvodů pro jednotlivé stejnosměrné motory. Mezi provozní podmínky také patří požadavek na vypnutí kotevního obvodu příslušného motoru při ztrátě nebo přerušení jeho budicího obvodu, aniž by došlo k vypnutí kotevního obvodu celé skupiny stejnosměrných motorů. Dále potom požadavek na vypnutí kotevního obvodu celé skupiny, respektive zablokování tyristorového měniče při ztrátě budicího napětí, aniž by došlo k vypnutí jednotlivých paralelně spojených kotevních obvodů stejnosměrných motorů. Při opětovném zapnutí budicího obvodu potom požadavek na sepnutí kotevního obvodu skupiny, tj. odblokování tyristorového měniče, až po nabuzení budicího obvodu motorů. Základní podmínky jsou jednoznačné a v daném případě nebudou tedy posuzovány. Je nutno však posoudit podmínky provozní. Jejich rozborem bylo zjištěno, že užitím stykačů pro jednotlivé kotevní obvody stejnosměrných motorů s příslušnými proudovými čidly lze splnit pouze podmínku sepnutí kotevního obvodu skupiny, tj. odblokování tyristorového měniče, až po nabuzení budicího obvodu motorů a podmínku s požadavkem na individuální zapnutí nebo vypnutí kotevních obvodů pro jednotlivé stejnosměrné motory. Použitím jističů v kotevních obvodech jednotlivých stejnosměrných motorů, které bývají vypínány při ztrátě minimálního buzení od čidel minimálního proudu, byly splněny také jen výše uvedené podmínky, včetně podmínky na vypnutí kotevního obvodu příslušného motoru při ztrátě nebo přerušení jeho budicího obvodu, aniž by došlo k vypnutí kotevního obvodu celé skupiny stejnosměrných motorů.The connection of DC motors is common for all devices, mechanisms, both in metallurgical and other industrial operations, where continuous speed control is required throughout the speed range, with frequent start-up and stopping or reversing. The anchor circuits of a group of DC motors are supplied, for example, from a controlled thyristor converter, and the motors are then driven from a DC constant voltage source. In practice, the above-mentioned connection method for DC motors requires operational reliability, operability and compliance with the safety conditions and respective protection of individual motors. These conditions can be classified as basic and operational. The basic conditions are protection of DC motors against overload and short circuit, protection against short circuit in excitation circuit and protection against loss of excitation voltage. The operating conditions include switching the group anchor circuit, ie unblocking the thyristor converter, after energizing the motor excitation circuit, switching off the group anchoring circuit, ie blocking the thyristor converter, in case of loss of excitation voltage and individually switching on or off the anchor circuits for individual DC engines. The operating conditions also include a requirement to turn off the anchor circuit of the respective motor upon loss or interruption of its excitation circuit without tripping the anchor circuit of the entire group of DC motors. Furthermore, the requirement to turn off the anchor circuit of the whole group, respectively to block the thyristor transducer in case of loss of excitation voltage, without tripping the individual parallel connected anchor circuits of the DC motors. When the excitation circuit is switched on again, the request to switch on the group anchor circuit, ie unlocking the thyristor converter, only after energizing the excitation circuit of the motors. The basic conditions are clear and will therefore not be assessed in the present case. However, operating conditions must be assessed. Their analysis found that by using contactors for individual anchor circuits of DC motors with corresponding current sensors, only the condition of switching the group anchor circuit, ie unblocking of the thyristor converter, after the excitation of the motor excitation circuit and for individual DC motors. By using circuit breakers in the anchor circuits of individual DC motors that are normally tripped when the minimum excitation is lost from the minimum current sensors, only the above conditions have been met, including the tripping condition of the motor's anchor circuit when the excitation circuit is lost or interrupted. anchoring circuit of the whole group of DC motors.

202 233202 233

Nevýhodou stávajících řešení je, že při poruše budicího zdroje, tj. při ztrátě napětí na síti konstantního stejnosměrného napětí, vypnou jednotlivé jističe všechny paralelně spojené stejnosměrné motory od kotevního napájení. To v praxi vždy znamená značné časové ztráty a práci navíc, zbytečně vynaloženou pro kontrolu a opětné pozapínání všech kotevních kontaktů jističů stejnosměrných motorů, které většinou bývají montovány do tzv. jističových skříní nebo přímo v rozvaděčích. Podobný případ může nastat i při zapínání stejnosměrných motorů. Při opětném nabuzení těchto motorů, tj. při zapnutí budicího obvodu, se v ovládacích obvodech, které jsou obvykle napájeny z vlastní oddělené sítě, přes klidové kontakty odpadlých minimálních proudových relé znovu nabudí vypínací cívky kotevních jističů, a ty způsobí vypnutí již dříve zapnutých jističů jednotlivých stejnosměrných motorů.The disadvantage of the existing solutions is that in case of an excitation source failure, ie in case of loss of voltage on the constant DC voltage network, the individual circuit breakers switch off all parallel connected DC motors from the anchor power supply. In practice, this always means considerable time loss and extra work, unnecessarily spent on checking and re-closing all anchor contacts of DC circuit breakers, which are usually mounted in so-called circuit breakers or directly in switchboards. A similar case may occur when starting DC motors. When these motors are re-energized, ie when the field circuit is energized, the normally open circuit breakers of the anchor circuit breakers re-energize via the normally closed contacts of the dropped minimum current relays in the control circuits, which are normally powered from their own separate mains. DC motors.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení obvodu ochrany podle vynálezu, který sestává z čidel minimálního proudu buzení, čidla součtového minimálního proudu buzení, hradla, vyhodnocovacího bloku, řídicího bloku a regulátoru pohonů.These disadvantages are overcome by the wiring of the protection circuit according to the invention, which consists of the minimum excitation current sensors, the minimum minimum excitation current sensor, the gate, the evaluation block, the control block and the drive controller.

Podstatou zapojení obvodu ochrany podle vynálezu je to, že výstupy jednotlivých čidel minimálního proudu buzení stejnosměrných motorů jsou spojeny s korespondujícími informačními vstupy vyhodnocovacího bloku, jehož blokovací výstupy jsou připojeny na odpovídající ovládací vstupy kotevních jističů jednotlivých stejnosměrných motorů. Se sběrnicí se zápornou polaritou obvodu buzení stejnosměrných motorů je potom spojen napěťový vstup vyhodnocovacího bloku, na jehož hradicí vstup je zapojen výstup hradla, jehož napěťový vstup je spojen se sběrnicí s kladnou polaritou obvodu buzení stejnosměrných motorů, ke které je také připojeno čidlo součtového minimálního proudu buzení. Výstup tohoto čidla je zapojen na informační vstup řídicího bloku, jehož první řídicí vstup je spojen s ovládacím vstupem regulátoru pohonů a druhý řídicí výstup s ovládacím vstupem kotevního stykače.The principle of the circuit according to the invention is that the outputs of the individual sensors of the minimum excitation current of the DC motors are connected to the corresponding information inputs of the evaluation block, whose blocking outputs are connected to the corresponding control inputs of the anchor circuit breakers of the individual DC motors. The negative input fieldbus of the DC motors is then coupled to the voltage input of the evaluation block, the gate input of which is connected to a gate output whose voltage input is connected to the positive polarity fieldbus of the DC motors to which the minimum minimum current sensor is connected. excitation. The output of this sensor is connected to the information input of the control block whose first control input is connected to the control input of the drive controller and the second control output to the control input of the anchor contactor.

Zapojení obvodu ochrany podle vynálezu je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu. Jak patrno z blokového schématu, sestává obvod ochrany paralelně spojených stejnosměrných motorů podle vynálezu z čidel 1[ až l_n minimálního proudu buzení, čidla 2 součtového minimálního proudu buzení, což jsou například proudová relé, hradla 3 realizovaného například pomocí relé a diod, vyhodnocovacího bloku 4 a řídicího bloku 5, sestavených v daném případě také z relé. Součástí obvodu ochrany podle vynálezu je i regulátor 6 pohonů s tyristorovým měničem, realizovaný pomocí pasivních prvků. Jednotlivé bloky 1 až 6 jsou potom zapojeny tak, že výstupy jednotlivých čidel l_t až l_n minimálního proudu buzení stejnosměrných motorů Mj až M_n jsou spojeny s korespondujícími informačními vstupy ai až a_nvyhodnocovacího bloku 4, jehož blokovací výstupy bi až b_n jsou připojeny na odpovídající ovládací vstupy ki až k„ kotevních jističů Qi až Q„ jednotlivých stejnosměrných motorů Ml až Mn. Se sběrnicí B se zápornou polaritou obvodu buzení stejnosměrných motorů Ml až Mn je potom spojen napěťový vstup d vyhodnocovacího bloku 4, na jehož hradicí vstup e je zapojen výstup hradla 3, jehož napěťový vstup c je spojen se sběrnicí A s kladnou polaritou obvodu buzení stejnosměrných motorů Ml až Mn, ke které je také připojeno čidlo 2 součtového minimálního proudu buzení. Výstup tohoto čidla 2 je zapojen na informační vstup f řídicího bloku 5, jehož první řídicí výstup g je spojen s ovládacím vstupem i, regulátoru 6 pohonů a druhý řídicí výstup h s ovládacím vstupem j kotevního stykače Κμ V kotevních obvodech jednotlivých stejnosměrných motorů Ml až Mn jsou potom zapojeny kotevní jističe Qi až Qn a v hlavním napájecím obvodu pracovní kontakty kotevního jističe Kl, rychlovypínač Q_A a tlumivka t. S budicími vinutími jednotlivých stejnosměrných motorů Ml až Mn jsou v sérii spojena čidla li až l_n minimálního proudu buzení a celý budicí obvod je jištěn ochranným jističem Q_B.The circuit according to the invention is schematically illustrated by way of example in a block diagram in the accompanying drawing. As can be seen from the block diagram, the protection circuit of the parallel-connected DC motors according to the invention consists of the minimum excitation current sensors 1 to 1 _{n, the} minimum excitation current sensors 2, such as current relays, gates 3 realized by relays and diodes. 4 and control block 5, which in this case also consist of a relay. The protection circuit according to the invention also comprises a drive controller 6 with a thyristor transducer realized by means of passive elements. Individual blocks 1 to 6 are then connected so that the outputs of the individual sensors L _t and L _n of the minimum field current motors Mi through _Mn are connected with corresponding information inputs AI to A _n of the evaluation unit 4, the locking outputs bi and b _n are connected to the corresponding control inputs ki up to the "anchor circuit breakers Qi to Q" of the individual DC motors M1 to Mn. A negative input polarity of the DC motors M1 to Mn is then connected to the bus B of the evaluation motor 4, the input of which is connected to the gate output 3, whose voltage input c is connected to the positive motor polarity bus A of the DC motor. M1 to Mn, to which also the summation minimum excitation current sensor 2 is also connected. The output of this sensor 2 is connected to the information input f of control block 5, the first control output g of which is connected to the control input i of the drive controller 6 and the second control output h to the control input j of the contactor Κμ. then the anchor circuit breakers Qi to Qn are connected and the main contacts of the anchor circuit breaker Kl, the quick disconnect switch Q _A and the choke t are connected in the main supply circuit. The minimum current excitation sensors li to l _n and the entire excitation circuit are connected in series is protected by a protective circuit breaker Q _B.

Funkce obvodu ochrany podle vynálezu je následující:The function of the protection circuit according to the invention is as follows:

V případě ztráty buzení některého z paralelně spojených stejnosměrných motorů Ml až M_n zapůsobí příslušné čidlo li až l_nminimálního proudu buzení a vyšle impuls do vyhodnocovacího bloku 4, na jehož odpovídajícím výstupu bi až b_n se objeví signál pro vypnutí kotevních jističů Qi až Q_n v kotevním obvodu příslušného stejnosměrného motoru Ml až Mn. Ostatní kotevní obvody jednotlivých stejnosměrných motorů Ml až Mn zůstávají sepnuty a tyto motory Ml až Mn jsou tedy i nadále v provozu. Při vypnutí obvodu buzení stejnosměrných motorů Ml až Mn, nebo při ztrátě napětí v síti konstantního napětí, ať již z důvodů poruchy nezakresleného zdroje, nebo vypnutí ochranného jističě Q_b v přívodu buzení, nedojde k vypnutí kotevních jističů Q1 až Qn jednotlivých stejnosměrných motorů Ml až Mn. Vyhodnocovací blok 4 je totiž okamžitě svým napěťovým vstupem d a hradicím vstupem e vyřazen z činnosti ztrátou napětí na těchto vstupech d, e. Možnosti případného oživení vyhodnocovacího bloku 4 proudem opačného směru, který působí při vypnutí nebo ztrátě napětí v obvodu buzení od indukce budicích vinutí paralelně spojených stejnosměrných motorů Ml až Mn, zamezuje hradlo 3, které je sériově zařazeno mezi sběrnici A s kladnou polaritou obvodu buzení a hradicím vstupem e vyhodnocovacího bloRu 4. Při této poruše současně zapů202 233 sobí čidlo 2 součtového minimálního proudu buzení, jehož výstupní signál uvede do činnosti řídicí blok 5. Výstupní signál na druhém řídicím výstupu h řídicího bloku 5 působí na vypnutí kotevního stykače Kl, čímž se odepnou všechny kotevní obvody stejnosměrných motorů Ml až Mn od napájecího zdroje, tj. v daném případě od tyristorového měniče a výstupní signál na prvním řídicím výstupu g způsobí současně odpojení zadaného povelového signálu v regulátoru 6 pohonů, což má za následek vypnutí — zablokování — tyristorového měniče. Kotevní jističe Q1 až Qn stejnosměrných motorů Ml až Mn při této poruše zůstávají potom nadále zapnuty.In case of loss of excitation of one of the parallel connected DC motors M1 to M _{n, the} respective sensor Li to 1 _{n of the} minimum excitation current acts and sends a pulse to the evaluation block 4, whose corresponding output bi to b _n _n in the anchor circuit of the respective DC motor M1 to Mn. The other anchor circuits of the individual DC motors M1 to Mn remain closed and these motors M1 to Mn remain in operation. If the excitation circuit of the DC motors M1 to Mn is switched off, or the voltage in the constant voltage network is lost due to the failure of the undisturbed power supply, or the circuit breaker Q _{b is} tripped in the excitation line, the anchor circuit breakers Q1 to Qn Mn. Indeed, the evaluation block 4 is immediately disabled by its voltage input d and the input e by the loss of voltage at these inputs d, e. Possible revival of the evaluation block 4 by the opposite direction current, which acts in parallel with switching off or loss of excitation circuit connected DC motors M1 to Mn, prevents gate 3, which is serially connected between bus A with positive polarity of excitation circuit and gate input e of evaluation block 4. At this fault, simultaneously the sensor 2 of total minimum excitation current acts on its output. The output signal on the second control output h of the control block 5 acts to switch off the anchor contactor K1, thereby disconnecting all the anchor circuits of the DC motors M1 to Mn from the power supply, i.e. in the present case, from the thyristor converter and the output. gnal at the first control output g causes the command signal in the drive controller 6 to be disconnected at the same time, which results in tripping - blocking - of the thyristor converter. The anchor circuit breakers Q1 to Qn of the DC motors M1 to Mn continue to be switched on during this fault.

PREDMET VYNALEZUOBJECT OF THE INVENTION

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Circuit protection of parallel connected DC motors, consisting of the minimum excitation current sensors, the minimum excitation current sensor, the gate, the evaluation block, the control block, and the drive controller, wiring, characterized in that the outputs of the individual minimum excitation current sensors (li to l _n ) DC motors (M1 to Mn) are connected to the corresponding information inputs (al to an) of the evaluation block (4), whose blocking outputs (bl to bnj are connected to the corresponding control inputs (kl to knj of the anchor circuit breakers (Q1 to Qn)) motors (M1 to Mn), the voltage input (dj of the evaluation block (4j) connected to the gate input (e) of which the gate output (3) is connected to the negative polarity fieldbus of the DC motors (M1 to Mn). whose voltage input (cj is connected to the bus (Aj with positive polarity motor (M1 to Mnj), to which also the minimum excitation current sum sensor (2) is connected, the output of which is connected to the information input (f) of the control block (5), whose first control output (g) is connected to the control input ( (i) a drive controller (6) and a second control output (hj with a control input (jj of the anchor contactor) (Klj.

1 drawing

202 233