УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ Российский патент 2005 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей, работающих в промышленности и сельском хозяйстве. Известен патент СССР № 1522342 A1, кл. Н 02 Н 3/17, 15.11.89. Бюл. № 42. Устройство для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью содержит источник операктивного напряжения, вход которого соединен с клеммами для подключения к фазам сети, реагирующий орган, вход которого подключен параллельно датчику тока утечки между клеммой для подключения к земле и минусом источника оперативного напряжения, выход реагирующего органа соединен последовательно с отключающей катушкой автоматического выключателя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является (СССР № 1817184 A1, кл. Н 02 Н 7/08, 7/085, 23.05.93. Бюл. № 19) устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащее блок питания со сглаживающим конденсатором на выходе, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации на стабилитронах, имеющему выходы повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены транзисторные блоки температурной защиты и защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз и исполнительный орган.

Устройство, выбранное в качестве прототипа, защищает электродвигатель от технологических перегрузок и от несимметрии напряжений и обрыва фаз, но не защищает электродвигатель от снижения сопротивления изоляции обмоток статора и появления токов утечки. Техническим решением задачи является повышение надежности защиты и расширение функциональных возможностей устройства защиты.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащее блок питания со сглаживающим конденсатором на выходе, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации на стабилитронах, имеющему выходы повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены транзисторные блоки температурной защиты и защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз и исполнительный орган, введен дополнительный блок защиты, состоящий из магнитного пускателя, ветвей прямого и обратного направления, состоящих из последовательно соединенных резисторов и диодов, при этом ветвь прямого направления включена параллельно силовому контакту магнитного пускателя, а ветвь обратного направления включена через размыкающий контакт магнитного пускателя к одной из свободных фаз и к общей точке резисторов датчика обрыва фаз.

Новизна заявляемого изобретения заключается в том, что, произведя незначительные конструктивные изменения в устройстве для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, мы получили новое устройство, позволяющее защищать электродвигатель не только от технологических перегрузок, несимметрии напряжения и обрыва фаз, но и от уменьшения сопротивления изоляции обмотки статора.

Предложенное техническое решение поясняется чертежом, где изображена принципиальная электрическая схема нашего устройства.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы содержит блок 1 питания, выполненный в виде балластного конденсатора 2 и разрядного резистора 3, диодов 4, 5, сглаживающего конденсатора 6; блок стабилизации 7, содержащий стабилитрон повышенного напряжения 8, балластный резистор 9 и стабилитрон пониженного напряжения 10. К плюсу сглаживающего конденсатора 6 подключен первый вывод катушки 11 выходного реле 12, второй вывод катушки 11 подключен к катоду стабилитрона 8. К стабилитрону 10 пониженного напряжения подключены: блок температурной защиты 13, включающий транзисторы 14, 15, 16, резисторы 17, 18, 19, 20, 21, 22, терморезисторы с положительным ТКС 23, 24, 25, диоды 26, 27, конденсатор 28, блок защиты от 29, включающий транзисторы 30, 31 резисторы 32, 33, 34, 35, 36, диод 37, конденсатор 38. Вход блока защиты от несимметрий напряжений и обрыва фаз 29 соединен с выходом датчика обрыва фаз 39, вкючающего соединенные "звездой" резисторы 40, 41, 42. Выходной транзистор 30 блока защиты от несимметрий напряжений и обрыва фаз 29 соединен коллектором с эмиттером выходного транзистора 16 блока температурной защиты, коллектор которого соединен с входом исполнительного органа 43, включающего диод 44, транзистор 45, резисторы 46, 47. К коллекторам выходных транзисторов 16, 30 подключен блок сигнализации 48, включающий транзисторы 49, 50, резисторы 51, 52, светодиоды 53, 54. Питание блока сигнализации осуществляется от стабилитрона 10. Один выход резистора 46 исполнительного органа 43 соединен с катушкой 11 выходного реле 12, имеющего контакт 55, соединенный с магнитным пускателем, управляющим электродвигателем.

К выходу блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз 29 подключен блок защиты от снижения сопротивления изоляции обмотки статора трехфазного электродвигателя 56, состоящий из резисторов 57, 58, диодов 59, 60, размыкающего контакта 61 магнитного пускателя.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы работает следующим образом. При включении автоматического выключателя 67 на схему подается однофазное напряжение, при нормальном сопротивлении изоляции и нормальной температуре обмоток статора на выходе блока питания 1 появляется постоянный ток.

Ток проходит через катушку 11 выходного реле 12 на блок стабилизации 7. В общей точке резисторов 40, 41, 42 появляется переменное напряжение, причем амплитуда отрицательной полуволны гораздо меньше положительной. Данное напряжение создается за счет протекающего тока: фаза А, размыкающий контакт 61 магнитного пускателя, диод 60, резистор 58, параллельно включенные резисторы 40, 41, 42, резистор 57, диод 59, фаза С. Транзистор 31 закрыт, а транзистор 30 открыт положительным смещением, подаваемым на его базу через резистор 32 с плюса пониженного напряжения блока стабилизации 7. Сопротивление терморезисторов 23-25 мало и транзистор 15 закрыт, так как потенциал его базы недостаточен для открытия перехода эмиттер-коллектор. Транзистор 14 также закрыт, так как потенциал его базы ниже потенциала эмиттера. Транзистор 16 открыт положительным смещением, подаваемым через резистор 19 с плюса блока стабилизации пониженного напряжения.

Таким образом, транзисторы 16, 30 открыты, поэтому потенциал базы транзистора 45 исполнительного органа 43 ниже потенциала эмиттера на величину напряжения стабилизации стабилитрона 10, и транзистор 45 поэтому закрыт.

На базы транзисторов 49, 50 подается отрицательный потенциал через эмиттер-коллекторные переходы транзисторов 30, 16, а поэтому первые закрыты и ток через светодиоды 53, 54 не протекает.

При нажатии кнопки 65 напряжение подается с фаз С на катушку 62 магнитного пускателя через контакт 55, пускатель срабатывает, при этом контакты 63, 66 замыкаются, а 61 - размыкается, и на электродвигатель подается симметричное переменное трехфазное напряжение, двигатель начинает работать.

При нажатии кнопки 64 прекращается подача переменного напряжения с фазы С на катушку 62 магнитного пускателя, контакты 63, 55, блок контактов 66 размыкаются, контакт 61 замыкается, подача симметричного переменного трехфазного напряжения прекращается и электродвигатель отключается.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей, работающих в промышленности и в сельском хозяйстве в автоматическом режиме. Технический результат от использования данного изобретения - повышение надежности защиты и расширение функциональных возможностей устройства защиты. Сущность изобретения состоит в том, что сигнал аварийного режима с выхода блока соответствующей защиты поступает на вход исполнительного органа, выполненного на транзисторе. Это исключает возможность его ложного срабатывания из-за колебаний напряжения питающей сети. Наличие в данном устройстве световой сигнализации аварийных режимов облегчает поиск причины отключения электродвигателя, а наличие предупредительной сигнализации позволяет принять необходимые меры до наступления аварийного режима. 1 ил.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащее блок питания со сглаживающим конденсатором на выходе, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации на стабилитронах, имеющему выходы повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены транзисторные блоки температурой защиты и защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз и исполнительный орган, отличающийся тем, что имеет дополнительный блок защиты, состоящий из магнитного пускателя, ветвей прямого и обратного направления, состоящих из последовательно соединенных резисторов и диодов, при этом ветвь прямого направления включена параллельно силовому контакту магнитного пускателя, а ветвь обратного направления включена через размыкающий контакт магнитного пускателя к одной из свободных фаз и к общей точке резисторов датчика обрыва фаз.