Устройство для защиты электродвигателя от перегрева Советский патент 1984 года по МПК H02H5/04 H02H7/08 

1 Изобретение относится к области защиты от аварийных режимов электро двигателей, работаюви х в промышленности и сельском хозяйстве. Известно устройство для защиты электродвигателя от .перегрузки и тока короткого замыкания, в котором термодагчики с отрицательным температурным коэффициентом сопротивлени (ТКС) включены в цепь управляющего перехода тиристора. При перегрузке Электродвигателя eiO температура повышается, сопротивление термодатчиков уменьшается , срабатывает тиристор, вызывая отключение электродвигателя О. Вследствие того, что характеристика термодатчика подчинается экспо ненциальному закону, а параметры срабатывания тиристора имеют разбро для увеличейия крутизны управляющег сигнала между термодатч1иками и тиpHCTOipoMi-включен усилитель, что усложняет устройство. Кроме того, включение термодатчиков параллельно стабилитрону перегружает последний при перегреве электродвигателя Это отражается на напряжении питани усилителя ив некоторьк случаях защитное устройство вообще мсикет не сработать. . Известно устройство для температурной защиты электродвигателя, в котором термодатчики с положительным ТКС (позисторы) включены чере.з промежуточный усилитель в цепь упра Лжощего перехода тиристора. Питание промежуточного усилителя осуществляется от дополнительных обмоток, имею щих индуктивную связь с обмотками фаз сети. При перегреве электродвигателя сопроаявление позисторрв воз растает, транзисторы один или два) закрьшаются, управляющий переход тирис:тора обесточивается, тиристор закрьгаае1 -ся, что вызывает отключение .электродвига-геля. 2} .,.. Недостатком данной схемы является неустойчивый режим работы тиристора вследствие нерелейностя характеристики позйсторов и нерелейяого закрытия транзисторов. Это может привести к дребезгу магнитного пускателя, подгоранию его контактов, дополнительному перегреву электродвигателя и пробою тиристора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для Защиты электродвигателя 7 от перегрева, содержащее тиристорный ключ, включенный параллельно кнопке Пуск кнопочной станции через аамькающий слаботочный контакт магнитного пускателя, термодатчики с отрицательным ТКС, размещенные на лобовых частях обмотки статора, и стабилизированный источник постоянного тока, вьлолненный на основе дополнительной обмотки, намотанной на катушку, магнитного пускателя, выпрямительного моста, стабилитрона, балластного резистора, включенного между минусом въщрямительного моста и анодом стабилитрона и сглаживающего конденсатора зТ. I Однако известное устройство не обеспечивает необходимого уровия на/|ежности при работе в зоне срабатывания защиты, так как в ием имеет место неустойчивый режим работы тиристора тиристорного ключа. Тиристор запирается нечетко, ток через катушку магнитного пускателя то.прорьшается, то появляется вновь. Пропускается один - три периода и пускатель, не успев отключиться в силу своей иИерционности, вновь подключается к сети. При вибрации силовых контактов пускателя возникает электрическая дуга, оплавляющая контакты. Возможно даже их. сваривание, слеДова.тельно, в динамической режнме работают пускатель и электродвигатель с отрицательным эффектами: возникают перенапряжения в цепи катушки тиристорного ключа и обмотках статора, двигатель греется не только вследствие технологической перегрузки, но и вследствие повьш1енного скольжения ротора. Перенапряжения могут вывести из строя обмотку статора электродвигателя, катушку .магнитного пускателя, тйристориый ключ, работанщий на иидукт ную нагрузку. Неустойчивый режим работы тиристора объясняется тем, что характеристика примененных в качестве термо- . атчиков терморезисторов имеет паающую по закону экспоненты характеистику. Причем в области темпераур 2О-7Ъ С характеристика имеет знаительную крутизну, а в области сраатывания- тиристорного ключа сопроивление термодатчиков уменьшается в еньшей степени. Положение усугублятся в том случае, если технологичесая перегрузка незначительна и темпеатура электродвигателя повышается медленно. При уменьшении тока управ ления тиристора увеличивается угол открытия тиристоров. Поэтому в обла ти срабатывания защитного устройств ти1оисторы имеют угЛл открытия 2060 , катушка магнитного пускателя чарть времени остается без тока. Кроме Tjoro, недостатком устройства является вибрация магнитного пускателя, увеличение тока через ка тушку и ее перегрев. Для обеспечения работы тиристора завышают класс тиристора и диодов по напряжению, что удорожает схему защитного устройства. Простая замена в защитном устрой стве терморезисторов на позисторы н у.страняет эти недостатки из-за того, что реальная характеристика позистора не является релейной, как э принято считать. Нарастание сопроти ления в зоне температуры срабатыван позистора составляет только 250,750) Ом : 50-150 Ом/°С. При возрастании температуры на последую щие 5 С нарастание сопротивления составляет 5-10 . Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения четкости запирания тиристорного ключа защитного устройства при возникновении перегрева электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве дпя защиты электродвигателя от перегрева, содержащем тиристорный ключ, включенный параллельно кнопке Пуск ч рез замыкаквдий слаботочный контакт магнитного пускателя, в цепи питания катушки которого включена указанная кнопка Пуск, термодатчики размещенные на лобовых частях обмо ки статора, и стабилизированный источник постоянного тока, выполненный на основе дополнительной обмотки, намотанной на катушку маг нитного пускателя, к которой подкл чен вьтрямительный мост, к выходной диагонали которого подключены стабилитрон и балластный резистор, соединенный с анодом стабилитрона, термодатчики, в качестве которых использованы позисторы, подключены через вновь введенный дополнительный замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателямежду другим выводом балластного резистора и минусом выпрямительного моста стабилизированного источника постоянного тока. На чертеже показана электрическая схема устройства для защиты электродвигателя от перегрева. Устройство содержит термодатчики I и 2, в качестве которых использованы позисторы и которые включены через замыкающий дополнительный слаботочный контакт -3 последовательно с балластньм резистором 4 стабилизированного источника постоянного тока, выполненного на основе дополнительной обмотки 5, намотанной на катушку 6 магнитного пускателя, выпрямительного моста. 7, стабилитрона 8 и конденсатора 9, тиристорный ключ с одним тиристором 10, четырьмя диодами 11-14 и конденсатором 15, вы ход которого через.замыкающий слаботочный контакт 16 Магнитного пускателя подключен параллельно пусковой кнопке 17, соединенной последовательно со стоповой кнопкой 18 и ка тушкой 6 магнитного пускателя, а вход, которым является управляющий переход тиристора 10, :через резистор 19 - параллельно стабилитрону 8 и конденсатору 9 стабилизиров-анного источника постоянного тока, электродвигатель 20, подключенный к сети трех- , фазного переменного тока силовыми .контактами 21 магнитного пускателя. , Устройство работает следукицим образом.. При нажатии на пусковую кнопку 17 катушка 6 магнитного пускателя получает питание, замыкаются его силовые контакты 21 и электродвигатель 20 включается в работу. Одновременно в дополнительной обмотке 5, намотанной на катушку 6, наводится ЭДС, подаваемая на выпрямительный мост 7, входящий в состав стабилизированного источника постоянного тока. Магнитный пускатель, срабатывая, замыкает также слаботочные контакты 3 и 16. На стабилитроне 8 появляется напряжение, которое подается через, резис.тор 19, слаботочный контакт 3 и позисторы 1 и 2 на управляюп й переход тиристора 10 тиристорного ключа. Последний открывается, шунтируя пусковую кнопку 17. При перегреве обмоток электродвигателя 20 сопротивление позисторов 1 и 2 резко возрастает, происходит перераспределение потенциалов стабилизированного источника постоянного .

тока. Ток, протекакмций через стабилитрон, и напряжение на нем становятся практически равны нулю. Тиристор 10 закрывается, катушка 6 обесточивается и электродвигатель 20 отключается от сети. Отключение электродвигателя при его нормальной работ,е осуществляется нажатием на стоповую кнопку 8.

Особенность о схемы является включение позисторов I и 2 через замыкаю ций слаботочный контакт 3 последовательно с балластным резистором 4 стабилизированного источника постоянного тока.

Это усиливает р.елейный эффект исчезновения напряжения на управляющем Перез оде тиристора 10 за . счет одновременного действия двух факторов: возрастания сопротивления позисторов в зоне температуры срабатывания згщиты и стабилизирующего действия стабилитрона 8.

Когда сопротивление позисторов начинает возрастать в зоне срабатывания, т.е. когда характеристика позисторов еще имеет малую крутизну, это практически не отражается на величине напряжения, поступающего со стабилитрона В на управляющий переход тиристора 10. При дальнейшем повышении температуры происходит резкое нарастание сопротивления позисторов и исчезновение стабилизирующего действия стабилитрона. При этом передаточные функции позисторов и стабилитрона перемножаются, так как эти звенья в защитном уст-

ройстве включены мезаду собой последовательно . Этим достигается фак тически релейное снятие напряжения с управляющего перехода тиристора. Учитывая возможньц разброс параметров позисторов, стабилитрона и тиристора, для обеспечения абсолютной релейности отключения тиристора при медленном нарастании температуры электродвигателя, для исключения самопроизвольных открытий тиристора, например при повышении напряжения в сети и наличии .остаточного тока через управляющий переход, последовательно с позисторами вkлючeн замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателя. При перегреве электродвигателя снижается почти до нуля напряжение на стабштитроне, тиристор закрьтается, катушка магнитного пускателя обесточивается, размыкающий контакт 3 размыкается, обеспечивая релейное возрастание сопротивления цепи балластного сопротивления 4 и позисторов 1 и 2 до бесконечности.. Это устраняет дребезг магнитного пускателя, повьшгает надежность заищтного устройства и всей электроустановки в целрм, значительно увеличивает среднее время безотказной работы устройства при одновременном уменьшении его стоимости.

Предложенное устройство выполнено из малогабиритных, недефицитных элементов, легко размещается в корпусе Любого магнитного пускателя совместно с последним.

А В С N jy jy Jf

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДОШ ЭЖКТРОДВИГАТЁЛЯ ОТ ЙЕРЕГРЕВА, содержащее тиристорный ключ, включенный парап-/ лельно кнопке Пуск через зам|акающий слаботочный контакт магнитного пускателя, в цетш питания катушки которого включена указанная кнопка Пуск, термодатчики, размещенные на лрбовых частях обмотки статора, и стабилизированнь источник постоян- . ного тока, выполненный на основе дополнительной обмотки, намотанной на катушку магнитного пускателя, к которой подключен выпрямительный мост, к выходной диагонали которого подключены стабилитрон и балластный резистор, соединенный с анодом стабилитрона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью пов1%1ения надежности путем обеспечения четкости запирания тиристорного ключа при возникновении перегрева электродвигателя, термодатчики, в качестве которых использованы позисторы, подключены через вновь введенный дополнитель. (Л ный замыкаю1ций слаботочный контакт магнитного пусТкатёля между другим выводом бапластиого резистора и минусом выпрямительного моста стабипизнрованного источника постоянного тока.

1в

тР

(-f

17

Y

1

fl

в.

-и