Устройство для защиты электродвигателя переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02H7/08 

Иообретенне отлосится к электротехнике, в частности к устройствам релейн .заишты, и может быть использовано для защиты acHHXpOHJflbix электродвигателей от перегрузки. Известно устройство для заишты электродвигателя переменного тока от перегрузки, содержащее датчики тока,; токовые реле, реле времени и исполнительный орган 1 1 . Данное устройство имеет недостаточн быстродействие Яри значительных перегрузкаХ| а также не позволяет полностью реализовать перегрузочные рпособности электродвигателя, Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для защиты электродвигателя переменного тока от перегруз ки, содержащее датчик тока, выпрямитель, квадратор, вьшолненный на стаби тронах, тепловой аналог, содержащий контур из линейных и нелинейных сопротивлений и конденсатора, и исполнительный орган. Снимаемое с теплового аналога напряжение, пропорциональное температуре обмоток электродвигателя, подается на исполнительный орган. Устройство позволяет более точно реализовать перегрузочные способности электродвигателя С 1., Однако используемый в известном устройстве принцип получения зависимости времени срабатывания устройства защиты от величинь перегрузки, а такж применение в тепловом аналоге конденсаторов большой емкости (более 1ОО м не позволяет иметь характеристики защиты, полностью соответствующие пе- регрузочньш характеристикам электродвигателя, особенно при переменном графике нагрузки, что не обеспечивает необходимой надежности и точности устройства для защиты. Применение трансформатора тока, включенного только в одну фазу, делает устройство защиты нечувствительным к несимметричным режимам работы элект родвигателя. Целью изобретения является повышен надежности и точности устройства для защиты электродвигателя переменного тока. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты электродви гателя переменного тока, содержащее трансформатор тока, выпрямитель, квад ратор, тепловой аналог и исполнительны элемент, дополнительно введены два трансформатора тока, а квадратор соотоГгг 113 иоследО11ате,|Пдио соудипсмипих щюобразователя напряжение - частота, формирователя импульсов, токового ключа и диода, а также из преобразователя напряжение - ток, вход которого соединен с входом преобразователя напряжение - частота, а выход - с выходом токового ключа, причем тепловой аналог состоит из трех последовательно соединенных резисторов и трех конденсаторов, причем первый конденсатор включен параллельно всем трем резисторам, второй - параллельно второму и третьему резисторам, а третий конденсатор .включен параллельно третьему резистору. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для зашиты электродвигателя переменного тока; на фиг. 2 - схема теплового аналога. Устройство для защиты (фиг. 1) содержит трансформаторы 1-3 тока, выпрямитель 4, преобразователь 5 напряжение - частота, формирователь 6 импульсов, токовой ключ 7, преобразователь 8 напряжение - ток, диод 9, тепловой аналог Ю и исполнительный элемент 11. Тепловой аналог (фиг.2) выполнен на резисторах 12 - 14 и конденсато рах 15-17. Устройство для защиты электродвигателя переменного тока работает следуюшим образом.: С трансформаторов 1-3 тока напряжение, пропорциональное току электродви- гателя, подается на выпрямитель 4. Выпрямленное напряжение управляет частотой колебаний прербра.зователя 5 напр жение - частота. Из этих колебаний формирователь 6 импульсов формирует короткие импульсы, имеющие постоянную величину длительности, которые далее поступают на токовый ключ 7, закрывающийся на время действия импульса. Напряжение с выхода выпрямителя 4 подается также и на преобразователь 8 напряжение - ток, на выходе которого ток пропорционален току электроцвигателя. Выходной ток преобразователя 8 напряжение - ток идет на токовый ключ 7, когда последний открыт. При закрывании токового ключа 7 ток поступает через диод 9 на тепловой аналог 10 и заряжает конденсаторы теплового аналога. Диод 9 служит для того, чтобы конденсаторы теплового аналога не разряжались на токовый ключ 7, когда он открыт.

311

Таким образом, на тепловой aiiajior 10 поступают импульсы тока, частота и амплитуда которых изменяется nponoiiционапьно току электродвигателя. Среднее значение тока, поступающего на тепловой аналог Ю, пропорционально кваарату тока электродвигателя. С теплового аналога 1О напряжение, пропорциональное температуре обмоток статора электродвигателя, подается на исполнительный элемент 11. При превышении этим напряжением определенной величины исполнительный элемент 11 выключает электродвигатель.

Сущность предложенного теплового аналога (фиг.2) заключается в том, что при условном разделении электродвигате- 11я на три части - обмотку статора, статор и , конденсаторы 15 - 17 теплового аналога моделируют соответственно теплоемкости этих частей. Резисторы 12 и 13 моделируют тепловую связь межау обмоткой статора, статором и корпусом, а резистор 14 - тепловую связь между корпусом электродвигателя и окружающей средой. Если на тепловой аналог подавать ток, величина которого пропорциональна квадрату тока электродвигателя, то напряжение на конденсаторах щхэпорциональио температуре тех частей электродвигателя, теплоемкость которых эти конденсаторы моделируют. Предложенный тепловой

ИП)7 4

. «налог моделирует не только накопление, но 1 распределение тепла в электродв гателе, что позволяет более точно поддерживать пропорциональность между 5 тектературой обмоток статора и напряжением на тепловом аналоге при любом графике нагрузки электродвигателя в любой момент времени.

Квадратор с предложенной структурой 10 позволяет генер1фовать ток, величина которого может быть менее Ю А, что позволяет в тепловом аналоге использовать стабильные и малогабаритные ксжденсаторы емкостью порядка 1О мкф и при 15 этом получать стабильные выдержки времени при срабатывании защиты более одного часа.

Дополнительное введение в устройств во для защиты двух трансформаторов 20 тока позволяет повысить его чувствительность к несимметричным режимам работы электродвигателя.

Предлагаемое устройство для защиты 2S по сравнению с йзвестнь1ми имеет ряд преимуиеств: высокую надежность, быстродействие, стабильность характеристик. Дополнительным достоинством предлагаемого устройства 5шпяется его 3Q компактность, возможность установки в магнитном пускателе на месте теплового реле без каких-либо дополнительных монтажных работ.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее трансформатор тока, вьтрямитель, квадратор, тепловой ана лл:::3 х, лог, исполнительный элемент, отличающееся тем, чщ с целью повышения надежности и точности, в него дополнительно введены два трансформатора тока, а квааратор состоит из последовательно соединенных преобразователя напР51жение - частота, формирователя импульсов, токовоххэ ключа и диода, а также из преобразователя напряжение - ток, вход вход которого соединен с входом преобразователя напряжение - частота, а выходс выходом токового ключа, причем теп-. ловой аналог состоит из трех последовйгтельно соединенных резисторов и трех конденсаторов, причем первый конденсатор включен параллельно всем трем резисто- § рам, второй - параллельно второму и (Л третьему резисторам, а третий конденсатор включен параллельно третьему ре- . зистору. СО О СО О

ю

15

Фиг.г