УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ДВУХСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2006 года по МПК H02P5/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам регулирования скорости вращения двухскоростного электродвигателя.

Известно устройство управления и защиты двухскоростного трехфазного электродвигателя, которое содержит два коммутационных аппарата (пускателя), каждый из которых соединен тремя силовыми токоведущими жилами с одной из обмоток электродвигателя, а к выходным зажимам указанных коммутационных аппаратов подключены два независимых устройства предварительного контроля изоляции отходящих силовых жил и соответствующей обмотки электродвигателя [1].

Недостатками такого устройства являются низкий уровень безопасности их эксплуатации и сложность. Объясняется это тем, что при переключении с одной обмотки электродвигателя на другую (не подключенную к источнику питания) в обмотке может наводиться за счет трансформаторной связи значительное напряжение, которое передается на отключенные кабели, коммутационный аппарат и блок предварительного контроля изоляции, чем создается повышенная опасность поражения людей электрическим током, а в угольных шахтах возникает опасность взрыва окружающей среды. Кроме того, требуется применение двух самостоятельных кабелей для электрической связи каждого аппарата с соответствующей обмоткой электродвигателя.

Известно также устройство управления и защиты двухскоростного электродвигателя, совпадающее с предлагаемым изобретением по большинству основных признаков, содержащее два коммутационных аппарата, один из которых соединен силовыми токоведущими жилами с фазными выводами одной обмотки, а второй соединен силовыми токопроводящими жилами с фазными выводами другой обмотки электродвигателя и блоком предварительного контроля изоляции [2].

Недостатком такого устройства является его сложность и невозможность переключения обмоток электродвигателя со звезды на треугольник, то есть на понижение в корень из 3 раз напряжения, так как требуется наличие нейтрали, обеспечиваемое лишь при соединении обмоток звездой. Кроме того, необходимо шесть силовых жил и два устройства предварительного контроля изоляции, которые могут выходить из строя при подаче на них напряжения из сети. Усложняется также и конструкция электродвигателя, так как необходимо иметь шесть силовых и два контрольных зажима в его коробке выводов.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства за счет сокращения числа силовых токоведущих жил кабеля с шести до пяти с использованием только одного блока предварительного контроля.

Для решения указанной задачи, в известном устройстве управления и защиты двухскоростного электродвигателя, содержащего два коммутационных аппарата, один из которых соединен силовыми токоведущими жилами с фазными выводами одной обмотки, а второй силовыми токоведущими жилами с фазными выводами другой обмотки электродвигателя, и блок предварительного контроля изоляции, предлагается один фазный вывод первой обмотки соединить с таким же фазным выводом второй обмотки и через силовую токоведущую жилу подключить к полюсу второго коммутационного аппарата и через вспомогательные размыкающие контакты к блоку предварительного контроля изоляции.

Подключение одного фазового вывода первой обмотки к такому же фазовому выводу второй обмотки через силовую токоведущую жилу к полюсу второго коммутационного аппарата и через вспомогательные размыкающие контакты к блоку предварительного контроля изоляции позволяет упростить конструкцию устройства, сократить число силовых токоведущих жил кабеля с шести до пяти и применить не два, а один блок контроля изоляции.

Предложенные отличительные от прототипа признаки изобретения необходимы и достаточны во всех случаях, на которые распространяется правовая охрана изобретения.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит два коммутационных аппарата 1, 2, силовые выводы которых токоведущими жилами соединены с обмотками 3 и 4 двухскоростного электродвигателя, блока 5 предварительного контроля изоляции, соединенного с фазой сети через размыкающие вспомогательные контакты 6 и 7 соответственных коммутационных аппаратов 1 и 2.

Один полюс 8 коммутационного аппарата 1 посредством силовой токоведущей жилы 9 соединен с полюсом 10 коммутационного аппарата 2 и размыкающими вспомогательными контактами 6 и 7. Фазный вывод 11 обмотки 3, подключенный к питающей сети силовой жилой 8, электрически, соединен с таким же фазным выводом 12 обмотки 4 электродвигателя. Ко входным зажимам коммутационных аппаратов 1 и 2 подключен блок 13 общесетевой защиты от токов утечки.

Устройство работает следующим образом.

Перед подачей напряжения на обмотки 3 и 4 электродвигателя блок 5 контролирует состояние изоляции всей силовой сети, так как все ее элементы гальванически соединены друг с другом.

При исправной сети и подаче команды на включение электродвигателя на низкую скорость срабатывает коммутационный аппарат 1 и подает напряжение на обмотку 3, электродвигатель начинает вращаться с низкой скоростью. Контакт 6 в этом режиме размыкается, отключая блок 5 от сети. Но блок 13 через силовые контакты коммутационного аппарата 1 контролирует всю сеть, находящуюся под напряжением.

Для включения электродвигателя в режим высокой скорости подают команду на отключение коммутационного аппарата 1 и включение аппарата 2. В результате обмотка 3 отключается, а на обмотку 4 электродвигателя подается напряжение. При этом алгоритм работы блоков защиты 13 и 5 не изменяется, т.к. силовые жилы 8, 10, а также фазные выводы 11, 12 электрически соединены.

В отличие от известных устройств в предлагаемом устройстве одна фаза сети соединена с двумя выводами коммутационных аппаратов и выводами обмоток 3, 4 электродвигателя, которые обеспечивают низкую и высокую скорости. Это дает возможность одним блоком 13 общесетевой защиты от токов утечки и одним блоком 5 контролировать состояние изоляции обоих выводов обмоток 3 и 4 электродвигателя. При этом сокращается количество силовых жил с 6-ти до 5-ти, соединяющих устройство с электродвигателем. Это упрощает систему, потому что сокращается не только количество силовых жил, но и число проходных зажимов в устройстве и электродвигателе, а также количество блоков предварительного контроля изоляции с двух до одного.

Существенным преимуществом является также то, что при этом не требуется обеспечивать выводы нейтральных точек от каждой из обмоток электродвигателя для их гальванической связи, что кроме упрощения обеспечивает расширение функциональных возможностей электродвигателей, так как допускается соединение его обмоток как в звезду, так и в треугольник, то есть электродвигатель может быть универсальным, например, на напряжения 1140 и 660В, что невозможно обеспечить в прототипе. В то же время обеспечивается необходимый уровень безопасности эксплуатации такого электропривода.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Устройство управления комплектное взрывозащищенное типа КУУВ-250 Д2. Руководство по эксплуатации ПИЖЦ.656357.009.РЭ.

2. Руководство по эксплуатации ПИЖЦ.645643.003.РЭ.

Использование: для регулирования скорости вращения двухскоростного трехфазного электродвигателя. Технический результат заключается в повышении надежности, безопасности и упрощении конструкции устройства. В устройстве зажим одной фазы первого коммутационного аппарата непосредственно подключен к зажиму соединенных между собой одноименных фаз двух обмоток электродвигателя. Зажимы двух других фаз указанного аппарата подключены к зажимам переключающих контактов второго двухфазного аппарата. Зажимы размыкающих контактов второго коммутационного аппарата соединены с зажимами других фаз обмотки низкой скорости электродвигателя. Блок предварительного контроля изоляции через размыкающий контакт первого коммутационного аппарата подключен к зажиму фазы указанного аппарата, непосредственно подключенного к одноименным фазам обмоток электродвигателя. 1 ил.

Устройство управления и защиты двухскоростного электродвигателя, содержащее два коммутационных аппарата, соединенных пятью силовыми токоведущими жилами с фазными выводами соответствующих обмоток электродвигателя, причем одна токоведущая жила соединяет фазный вывод первой обмотки с таким же фазным выводом второй обмотки, соответствующий полюс первого коммутационного аппарата с таким же полюсом второго коммутационного аппарата и через вспомогательные размыкающие контакты коммутационных аппаратов подключает блок предварительного контроля изоляции.