Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима Советский патент 1983 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты. Известно устройство релейной защиты для обнаружения неполнофазных режимов трехфазной сети, содержащее однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам. Выход выпрямителя соединен с анодом тиристора и кнопкой включения, прич последняя вторым концом присоединен к управляющему электроду тиристора. 1Между катодом и нулевой точкой сети включен реагирующий орган f13. Недостатками устройств являются ограниченные функциональные возможности - устройство не реагирует на неполнофазные режимы трехфазной сети при индуктивном характере трехфа ной нагрузки. В этом случае при обр ве или случайном отключении одного из линейных проводов сети питания, напряжение в этой фазе нагрузки не |Исчезает, а лишь уменьшается. При вращении ротора электродвигателя амплитуда генерируемой ЭДС в провод исчезнувшей фазы может достичь почт той же величины, что и амплитуда пи тающего напряжения. Следовательно, устройство не обнаружит неполнофазный режим, кроме того возможность быстрого выхода из строя тиристора, равно как и устройства в целом, изаа отсутствия ограничительного рези тора в его управляющей цепи. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля наличия напряжения в фазах, содержа щее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контроли руемым фазам. Выход выпрямителя под ключен к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кропку пуска - к управляющему электроду тиристора. Между нулевой точкой сети и катодом тиристора включен реагирующий орган. При наличии на входных зажимах устройства напряжения трехфазной системы будет приложено положительное,/ выпрямленное трехфазным однополупериодным выпрямителем/ напряжение к аноду тиристора. Если при этом кратковременно замкнуть контакт кнопки то тиристор откроется/ -реагирующий орган подаст сигнал, соответствующий наличию напряжения во всех трех фазах или сигнал на включение нагрузки . Схема переходит в устойчивое состояние, сохраняемое при размыкании кнопки Пуск. В этом случае тиристор удерживается в открытом состоянии под действием протекающего через него тока. При полном исчезновении одной из фаз контролируемого напряжения трехфазной системы в случгае активного или емкостного характера нагрузки будет отсутствовать на выходе выпрямительного моста положительная полуволна этой фазы. При бО напряжение на аноде тиристора равно нулю, уменьшается до нуля и ток через него. Тиристор закрывается и ввиду отсутствия управляющего напряжения остается в этом состоянии и в положительные полуволны неповрежденных двух фаз сети трехфазной системы. Реагирующий орган срабатывает, и устройство сигнализирует об отсутствии фазы 2 , Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности - устройство не реагирует на исчезновение напряжения одной из фаз/ если в трехфазной системе включен трехфазный электродвигатель. Кроме того/ снижается надежность работы устройства при использовании его в качестве защиты от двухфазного режима работы трехфазного потребителя с активным и емкостным характером нагрузки из-за необходимости применения дополнительного промежуточного контактного реагирующего органа,который подает сигнал на исполнительный орган, а последний, в свою очередь/ отключает трехфазный потребитель от сети при переходе его в двухфазный режим работы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем контроля фазных токов электродвигателя. ХТоставленная цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым флзам, выход которого связан с анодом тиристора/ в управляющую сеть которого через ограничительный резистор включена кнопка Пуск, между общей точкой кнопки Пуск и ограничительного резистора включен диод, а катод через кнопку Стоп, другой ограничительный резистор и обмотку исполнительного органа подключен к нулевому проводу сети/ дополнительно снабжено герконом с тремя обмотками управления, тремя диодами и тремя силовыми резисторами/ каждый из которых включен в фазовый провод трехфазного питания электродвигателя/ причем один конец каждой из управляющих обмоток соединен с катодом диода, анод диода и другой конец каждой из управляющих обмоток подключены в каждой фазе к концам своего силового резистора, а замыкающий контакт геркона включен в анодную цепь тиристора. Причем величина сопротивления каждого из силовых резисторов не превышает 1 Ом.

На фиг. 1 показана электрическая cXviMa устройства; на фиг, 2 диаграммы мгновенных значений ампервитков.

Устройство содержит диоды 1-3, подключенные к силовым резисторам 4-6 и к управляющим обмоткам 7-9 фаз В, С. А. Ограничительный резистор 10 включен в цепь управления тиристора 11, к аноду которого присоединены контакты геркона 12 и диод 13, геркон 11 подключен также к выходу трехфазного однополупериодного выпрямителя, выполненного на диодах 14-1-6. Второй ограничительный резистор 17 включен между обмоткой исполнительного органа 18 и кнопкой Стоп 19, кнопка Пуск 20 подключена между трехфазным однополупериодным выпрямителем и диодами 13, обмотка магнитного пускателя 21 подключена между фазами В и С через замыкающий контакт 22 исполнительного органа реле 18, силовые контакты пускателя .23 подключены к электродвигатели 24

Управляющая обмотка геркона 11 состоит их трех 7-9 обмоток, каждая из которых соединена одним концом с катодом диода фиг. 1 и 2 , образуя последовательную цепочку, а каждая из трех цепочек 1-7, 2-8, 3-9 подключена параллельно к своему резистору 4,5,6. соответственно

фазам Л,В,С.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании контакта кнопки 20 (запуск электродвигателя) на ано тиристора 12 и его управляющий электрод будет подан плюс с выхода выпрямительного моста, выполненного на диодах 14-16, Тиристор 12 открывается и катушка 18 исполнительного реле обтекается током.. Реле срабатывает и замыкает свой контакт 21, создавая цепь питания катушки 22 магнитного пускателя. Пускатель срабатывает и замыкает свои силовые контакты 23, По резисторам 4-6 начинает протекать ток и электродвигатель 24 запускается,

При наличии напряжения во всех трех фазах А,В,С, образовавшиеся падения напряжения на резисторах 4-6 (фиг. 1 и 2) будут приложены к соответствующим трем цепочкам, каждая из которых состоит из диода и катушки. При этом выпрямленный по однополупериодной схеме ток, протекая по катушкам 9,7,8, создает ампервитки намагничивания , WC Диаграмма мгновенных значений ампервитков для нормального режима -работы ( во всех трех фазных проводах протекают токи) показана на фиг. 2а, Результирующие ампервитки пульсируют. При контакт геркона 11 ( фиг. Г; будет находиться в замкнутом состоянии: где Wj-.. - минимальное значение результирующих ампервитков; ампервитки срабатывания геркона. Тиристор 12 (фиг. 1) однажды открывшись, пусковым импульсом в его цепи

0 управления, будет находиться в открытом состоянии.

При исчезновении в трехфазной системе А,В,С одного из токов например тока в фазе , исчезает и падение напряжения на резисторе 5

5 (фиг, 1). Намагничивающие ампервитки iWg в катушке 7 становятся равными нулю.

Результирующие ампервитки для случая исчезновения фазы В 1 сле0довательно и тока в этой фазе) показаны на фиг. 2-6. Как следует из фиг. 2-6 результирующие ампервитки iWj- пульсируют с частотой 2f от нуля до максимума. В момент времени

5 г (фиг. 2-6) становится равными ампервиткам отпускания JWor геркона 11 (фиг. 1). Контакт геркона размыкается и разрывает анодную цепь тиристора 12 тиристор 12 закрыва0ется. Разомкнутое состояние геркона 11 будет продолжаться в промежутке времени t - t (фиг. 2-6). В момент времени t2 резулыируюпше ампервитки iW становятся равны5ми ампервиткам срабатывания геркона 11 и тем самым создается анодная цепь тиристора 12 (фиг. 1). Но открытие тиристора не происходит, так кагк на его управляющем электроQде отсутствует запускающий импульс.

При закрытом состоянии тиристора 12 катушка исполнительного реле 18 обесточивается, реле отпускает и разрывает своим контактом 21 (фиг. 1 ) цепь питания катушки маг5нитного пускателя. Магнитный пускатель отпускает и своими силовыми контактами 23 (фиг. 1 отключает электродвигатель 24 от сети. Такое состояние схемы будет продолжаться

0 сколь угодно долго.

Изобретение может быть использовано на прог«ышленных предприятиях, коммунально-бытовых предприятиях, в сельскохозяйственном производстве для защиты трехфазных электроприемников от неполнофазных режимов работы. Устройство срабатывает мгновенно и надежно защищает

Q от двухфазного режима трехфазную электроустановку при любом характере нагрузки (активном, индуктивном или активно-индуктивном).

А S с

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ НЕТЮЛНОФАЗНОГО РЕЖИМА, содержащее Трехфазный однополупериодный выпрякйтель, подключенный к контролируемым фазам, выход которого связан с анодом тиристора, в управлякицую цепь которого через ограничительный резистор включена кнопка Пуск, между обшей точкой кнопки пуск и ограничительного резистора включен диод, а катод через кнопку Стоп, другой ограничительный резистор и обмотку исполнительного органа подключен к нулевому проводу сети, отличающееся тем, что, с целью расширения функционсшьнда BOSNTOKHOCтей путем контроля фазных токов, оно дополнительно снабжено герконом с тремя обмотками управления, тремя диодами и тремя силовыми резисторами, каждаай из которых включен в фазовый провод трехфазного питания электродвигателя, причем один конец каждой из управляющих обмоток соединен с катодом диода, анод диода и яругой конец каждой из управляющих обмоток подключеi ны в каждой фазе к концам своего силового резистора, а замыкакяций контакт геркон включен в анодную С цепь тиристора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что величина сопротивления каждого из силовых резисторов не превышает 1 Ом.

WffiW«