Устройство для тепловой защиты трехфазного электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК H02H7/85 H02H5/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты асинхронных электродвигателей от перегрева и может быть использовано преимущественно для защиты асинхронных электродвигателей при изменяющихся в широких пределах напряжения и частоте питания (на теп ловозах). Известны устройства тепловой защи ты двигателей с тепловыми элементами в цепи питания двигателей, нагрев ко торых осуществляется током двигателя без учета потерь в стали, которые при большом отношении напряжения к частоте и определяемой этим отношени ем магнитной индукции в стали приводят к перегреву двигателя f1 J. Наиболее близкой к изобретению является схема защиты асинхронного двигателя от перегрузки, в которой в фазу двигателя включено тепловое реле, отключающее двигатель при недопустимом токе С 2 3, Однако известная схема не защищает электродвигатель от перегрузок магнитной индукции в стали, когда напряжение и частота меняются в широких пределах. i . . -. . Цель изобретения - повьш1ение надежности защиты путем контроля величины отношения напряжения к частоте питания. Поставленная цель достигается тем что устройство для тепловой защиты трехфазного электродвигателя с тепло вым элементом в одной из фаз в цепи питания дополнительно снабжено линей ным дросселем и понижающим трансформатором, вторичная обмотка которого подключена на тепловой элемент одной из фаз, а первичная через линейный дроссель - на источник напряжения опережающей фазы. Нагрев двигателей определяется как потерями в меди, так и потерями в стали двигателей (в первом приближении их суммой). Тепловое реле или автоматический выключатель в цепи питания двигателя может защитить двигатель от токовых перегрузок, но не защищает от перегрузки по отношению напряжения к частоте, при которой значительно увеличиваются потери в стали. В промьшшенности защита двигателей от перегрузки по отношению напря жения к частоте обычно не применяет5 ся , так как напряжение и частота питания колеблются в небольших пределах. Такая защита необходима на тепловозах, где отношение напряжения к частоте U/f колеблется в широких пределах. Потери в стали определяются магнитной индукцией и частотой Рре . „ Е и где В - -т f индукция в стали; f - частота питания; Е - ЭДС. (f)V Таким образом Перегрев обмоток двигателей над температурой охлаждающего воздуха в значительной степени определяется также коэффициентом теплоотдачи к воздуху, зависящим в первую очередь от скорости омывания воздуха, а для двигателей с самовентиляцией от частоты их вращения и частоты питающего напряжения g ZLtiJ e. /. , ct перегрев обмотки; К - коэффициент, учитывающий влияние потерь в стали на перегрев обмоток; oi - коэффициент теплоотдачи; V - скорость омывания воздухом частей машины. Если рассматривать только действие потерь в стали на нагрев обмоток, тогда fl сг PFC (и : Fe 5 fo«/ для потерь в меди 0„ S Си Суммирование потерь, пропорциональых и , на тепловом элементе ащиты двигателя возможно,если через его пропустить токи, сдвигсутые друг тносительно друга на 90 эл.град. пропорциональные соответственно Jи величинам -р и -щ . Тогда тепловьзделение на тепловом элементе равно (Я ( На чертеже приведена схема, которая позволяет реализовать приведенную зависимость с достаточной точностью. Устройство состоит из теплового реле 1, включенного в фазу Л цепи питания асинхронного трехфазного двигателя 2, дросселя 3, включенного на напряжение фазы С и трансформатора 4, первичная обмотка которого вклю чена через линейный дроссель на напря жение фазы С, а вторичная - на тепловое реле. По тепловому реле 1 протекает суммарный ток, состоящий из двух составляющих: 1-ая составлякяцая - ток, протекающий через дроссель 3 и трансформируемый трансформатором 4; 2-ая составляющая - ток фазы Л двигателя. При изменении величин U и f питающего напряжения, в случае, когда соотношение U/f const, 1-я составляющая тока остается величиной постоянной, что является нормальным режн- мом работы. При увеличении соотношения U/f, увеличивается 1-я составляющая тока Т1ротекающего через тепловое репе 1. Если суммарная величина тока npesidna ет нрминальйоё Значение тока реле,, то оно срабатывает и отключает электродвигатель. Угол между 1-й и 2-й составлякяцими тока в номинальиом реяир е работы двигателя равен примерно ПО и при- , ближается к в тяжелых режимах (равен 90 при сое Ч 05). Приближенно4,.(J,). K(a.)S что близко к зависимости (1). Устройство может найти применение на тепловозах для тепловой защиты асинхронных электродвигателей вспомогательных механизмов. Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить количество«отказов, вызванных выходом из строя двигателей вспомогательных механизмов и простоя тепловозов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАВДГГЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ с тепловым элементом в одной из фаз в цепи питания, отличающееся тем, что, с, целью повышения надежности защиты путем контроля величины отношения напряжения к частоте питания, оно дополнительно снаб жено линейным дросселем и понижающим трансформатором, вторичная обмотка которого подключена на тепловой элемент одной из фаз, а первичная обмотка через линейный дроссель - на источник напряжения опережающей фазы. § сл со сл