Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от работы на двух фазах Советский патент 1983 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к защите лектродвигателей от ненормальных ежимов работы, в частности от брыва фазы, электропрнводов, рабоакзщнх в промышленности и сельском хозяйстве.

Известны различные .типы защит, использующие в качестве датчиков трансформаторы тока, включенные в контролируемые цепи первичными обмотками .Вторичные обмотки для обеспечения измерительного режима работы трансформаторов тока (для обеспеченля ненасыщенного режима магнитопровода) нагружены пофазно резистврами, подключенными или непосредственно к клеммам вторичной обмотки или через выпрямительные устройства l -.7. 2.

Сигнал с трансформаторов тока поступает либо на предварительный усилитель, имеющий пороговый элемент, с дальнейшим выходом на исполнительный механизм, либо непосредственно на реле,выполняющее функцию порогового элемента и исполнителЬного механизма.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты трех фазной электроустановки от работы на двух фазах, в котором три транформатора тока с прямоугольной пет ей гистерезиса соединены в разомнутый треугольник и подключены к , исполнительному органу в виде однополупериодного тиристорного Kjnoча СЗ. . .

Однако трансформаторы тока необходимо иметь с различными номиналами первичного тока для различных электродвигателей .

Регулирование величины импульсов управления невозможно.

Кроме того, устройство неудобно в эксплуатации вследствие того, что при случайном кратковременном исчезновении 4i,i3bi произойдет отключение электродвигателя, а при пуске цепь катушки коммутирующего аппарата будет прерываться контактами реле исполнительных органов, срабатывающих на токи выше номинальных.

Исполнительные органы имеют значительные габариты вследствие того, что во-первых тиристорный ключ является однополупериодным, во-вторых, тиристор открывается при положительных, импульс ах, в то время как на него подаются импульсы разнополярные. . Полярность последних соответствует полярности фаа контролируемой С€Ти.В то же время, исполнительный орган подключен на линейное напряжение фаз А и В. Анализ векторных диаграмм показывает, что вектор линейного напряжения А В опережает вектор фазы А (чередование фаз принято слева направо ) на 30°и отстает

от вектора фазы В на 90, а от вектора фазы С на 210°. Положительные импульсы от трансформаторов тока поступают после прохождения синусоидами фаз А С В сети О, 120, 240, 5 360, 480 . ..; отрицательные импульсы, которые не открывают тиристор после прохождения фаз С Л В сети 60, 180, ЗОР, 420, 540%.. . Следовательно,. импульсами фаз А и С.

Q тиристор, подключенный к фазам А В, не открывается.Открывается он только положительным и шyльcoм фазы В, т.е. при oi 120, 480, 840°,... в области максимального значения

напряжения А В. Таким образом, в каждом полупериоде тиристор остается открытым только 90°Это заставило в прототипе шунтировать катушку реле исполнительного органа конденсатором значительной емкости на напряжение не ниже 500 В, включенным последовательно с мощным ( Вт ) токоограничительным резистором.

Катушка с конденсатором работает

вблизи резонанса токов, что ставит , тиристор ключа в тяжелые условия и снижает эксплуатационную надежности защитного устройства.

При пуске электродвигателя на управляющий переход поступает импульс повышенной мощности , что также снижает эксплуатационную надежность .

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем., что устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от работы на двух фазах, содержащее три трансформатора тока,вклю. ченны а первичные обмотками в питающие провода электродвигателя, вторичные обмотки которых соединены в разомкнутый треугольник, выход катоу рого функционально связан с тирис.торным ключом и магнитным пускателем, и стабилизированный источник питалия, дополнительно снабжено двухполупериодным выпрямительным мостом, регулировочным потенциометром и блоком временной задержки, а трансформаторы тока выполнены на сердечнике из трансформаторной стали, причем между выходом разомкнутого треугольника и стабилизатором напряжения, стабилитрон которого подключен к управляющему переходу тиристора тиристорного ключа, подключенного совместно с катушками магнитного пускателя на фазное напряжение сети, 0 включены двухполупериодный выпрямительный мост, регулировочный потенциометр, присоединенный крайними клеммами к упомянутому мосту и блок временной задержки, подключенный 5 между выходом регулировочного потенциометра и общей точкой анода стабилитрона и катода тиристора тиристорного ключа.

На чертеже представлена схема устройства для защиты электродвигателя от работы на двух фазах.

Устройство содержит три трансформатора 1 тока, соединенные с двухполупериодным выпрямительным мостом 2, к выходу которого подключен регулировочный потенциометр 3, ограничивающий резистор 4 и конденсатор 5 бл--ка временной задержки, которые включены между движком потенциометра 3 и плюсом выпрямительного моста 2, балластный резистор одним концом подключен к точке соединения резистора 4 с конденсатором 5, а другим концом - а.ноду стабилитрона 7 стабилизатора напряжения, катод которого соединен с плюсом выпрямительного моста 2 и управляющим переходом тиристора 8, составляющим совместно с диодами 9-12 тиристорный ключ 4, подключенный параллельно пусковой кнопкой 13 кнопочной станции, имеющей, кроме упомянутой кнопки стоповую кнопку 14, и последовательно с катушкой 15 магнитного пускателя силовые контакты которого 16 коммутируют статорную обмотку электродвигателя- 17..

Трансформаторы тока изготовлены таким образом, чтобы при номинальном токе нагрузка электродвигателя 17 число первичных ампервитко было достаточным для намагничивания железа до насыщения. Вторичные обмотки подключены к нагрузке с большим входным сопротивлением и малым током. В этом случае трансформатор при подаче на первичную обмотку синусоидального тока передает его на вторичную обмотку с искажением. Ток будет содержать первую, третью, пятую, седьмую, (евятую и т.д. гармоники. При соединении вторичных обмоток трансформатора тока в разомкнутый треугольник гармоники 1, 5, 7, 11-13 не кратные трем исчезают, а гармоники кратные трем, складываясь по фазам дают величину Зи,, где UQ - напряжение гармоник, кратных трем, отдельных фаз.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на замыкающую кнопку 13 срабатывает магнитный пуЪкатель с катушкой 15 и контактами 16, и двигатель 17 подключается к сети. По статору протекает пусковой ток и на клеммах d, 2 появляется потенциал до 70 В. После разгона электродвигателя потенциал устанавливается равным 20 - 35 В. В зависимости от величины первичного номинального тока регули|ровочным потенциометром 3 устанавливается напряжение питания схемы 18 В. Со стабилитрона 7 осущест-ч вляется питание управляющего перехода тиристора В тиристорного ключа 8-12, который шунтирует замыкающую кнопку 13. Магнитный пускатель остается включенным, двигатель нормально запускается. Конденсатор 5 fO и резистор 4 служат для задержки

времени отключения схемы при кратковременных исчезновениях фазы сети и для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.

При обрыве фазы направление тока в одной из оставшихся фаз двигателя меняется, следователь но во втОричных обмотках трансформаторов этих фаз векторы токов направлены встречно. Их вычитание приводит к тому,

что напряжение на клеммах А,- В исчезает. Если исчезновение-фазы не было случайным и симметрия в сети не восстановилась, то после разряда

25 конденсатора 5 тиристор 8 закрывается, обесточивая катушку 15 -пускателя и отключая электродвигатель 17 от поврежденной сети. Повторный запуск возможен только после восста30 новленйя симметрии напряжения сети, так как векторы гармоник, кратных :трем в двух оставшихся фазах направлены встречно и потенциал на зажимах , равен

35 нулю.

Использование трансформаторов тока с сердечником из трансформа- .. торной стали, соединенных в разомкнутый треугольник и работающих в насыщенном режиме, в качестве источника питания схемы управления тиристором и датчиков обрыва фаз, введение в схему дополнительных

45 двухполупериодного выпрямительного моста, блока временной задержки, регулировочного потенциометра и подключение выхода тиристорного ключа и катушки магнитного пускасп теля на фазное напряжение сети выгодно отличают предлагаемое устройство для защиты электродвигателя от работы на двух фазах от прототипа, с помощью двухполупериодиого выпрямителя, конденсатора

55 блока временной задержки и подключения тиристорного ключа и катушки пускателя на фазное 1 апряжение обеспечивается открытие тиристора в течение всего периода, регулируется пускателем до шестого габарита включительно, а блок временной I задержки оставляет двигатель в работе при случайньлх, кратковременных потерях фаз. Кроме того, если кон65-Денсатор принимает на себя всплеск

.токов при пуске двигателя. Исключение из схемл конденсатора и резистора, шунтирующих катушку реле, позЛ

д

врлкло повысить экономичность и УА4ены11Ить габариты устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ tPEXЙЛЗНОГр АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГА,ТЕЛЯ ОТ-РАБОТЫ НА ДВУХ ФДЗАХ, содержащее три трансформатора тока, включенные первичными обмотками впитаю1 е провода электродвигателя, вторичные обмотки которых соединены S разомкнутый треугольник, выход которого функционально связан с тирйсторным ключом и магнитным пускателем/ и стабилизированный источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства оно дополнительно снабжено двухполупериодным выпрямительным мостом, регулировочнь 1 потенциометром и блоком временной задержки, а трансформато ж тока выполнены на сердечнике из трансформаторной ста-ли, причем между выходом разомкнутого треугольника и стабилизатором напряжения, стабилитрон которого подключен к управляющему переходу тиристора тиристорного ключа, подключенного совместно с катушкой магнитного пускателя на фазное напряжение сети, включены двухполупериодный выпрямительный мост, регуi лировочный потенциометр , присоединен(шй крайними клеммами к упомянутому мосту, и блок временной задержки, подключенный между выходом регулировочного потенциометра и общей точкой анода стабилитрона .и катода тиристора тиристорного ключа. оо 42

л