Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима Советский патент 1985 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты, электродвигателей ответственных механизмов, .например в поточных линиях, где необходимо максимално использовать перегрузочные способности электродвигателя как в симметричном, так и в неполнофазном режимах.

Целью изобретения является повышение использования перегрузочной способности двигателя при обрыве фазы.

На фиг.1 представлена схема устройства защиты электродвигателя; на фиг.2 - векторные диаграммы, поясняющие работу устройства.

. Устройство для защиты электродвигателя 1 содержит трансформатор тока с двухсекционным магнитопроводом 3, токовыми обмотками 4г-б и сигнальной обмоткой 7, расположенно на среднем стержне магнитопровода 3 и подключенной к входам органа 8 сравнения, выход которого соединен с исполнительным органом 9, связанным с магнитным пускателем 10. При этом одни из вьшодов токовых обмоток 4-6 связаны с магнитным пускателем 10, другие их вьшоды подключены к защищаемому электродвигателю 1.

Токовые обмотки 4-6 включены согласно, при этом отношение числа витков токовой обмотки 5, расположенной на среднем стержне магнитопровода 3, к числу витков токовых обмоток 4 и 6, расположенных на крайних стержнях, равно 3:1.

Орган 8 сравнения выполнен, например, следующим образом. Первый вход органа 8 сравнения подключен к резистору 11, аноду тиристора 12 и аноду диода 13. Общая точка резистора 11 и потенциометра 14 соединена с управляющим электродом тиристора 12, Балансировочный потенциометр. 15 включен другим вьшодом потенциометра 14 и катодом тиристора 12. Резистор 16 одним вьшодом подключен к эммитеру однопереходного транзистора 17 и к положительной клемме конденсатора 18, а другой его вывод подключен к катоду тиристора 12 и одному из выводов резистора 19. Второй вход органа 8 сравнения подключен к общей точке резисторов 19 и 20, анода ста196992г

билитрона 21 и отрицательных клемм конденсаторов 18 и 22. Катод диода 13 подключен к одному из выводов резистора 23, второй вьшод которого соединен с общей точкой второй базы однопереходного транзистора 17, катода стабилитрона 21 и положительной клеммы конденсатора 22. К первой базе однопереходного транзистора 17 подключен другой вывод резистора 20 и вход исполнительного органа 9..

Устройство работает следующим образом.

15 С помощью магнитного пускателя 10 защищаемый электродвигатель 1 подключается к фазам питания А, В и С, При прохождении тока нагрузки электродвигателя 1 через- токовые

20 обмотки 4-6 трансформатора 2 тока в сигнальной обмотке 7 наводится напряжение, амплитуда которого пропорциональна величине суммарного магнитного потока, замыкающего в

25 -йагнитопроврде 3 трансформатора 2. Вектор суммарного магнитного потока является геометрической суммой векторов магнитных потоков, создаваемых токами отдельных фаз.

2Q При соотношении между числом витков токовой обмотки 5, расположенной на среднем стержне, и числом витков обмоток 4 и 6, расположенных на крайних стержнях (фиг.2) равном 3:1, обеспечивается постоянство ве-, личины модуля вектора суммарного магнитного потока как в симметричном, так и в неполнофазном режиме . (например, при кратковременном обрыве фазы). Величина модуля вектора суммарного магнитного потока, а следовательно и напряжения, н водимого в сигнальной обмотке 7, зави-. сит от величины тока нагрузки электродвигателя 1.

Напряжение сигнальной обмотки 7 подается на вход органа 8 сравнения, где осуществляется его сравнение с пороговым напряжением, устан ав лив аемь1м потенциометром 14.

Величина порогового напряжения выбирается исходя из условия обеспечения перегрузочной способности электродвигателя 1, т.е. обеспечения максимального допустимого времени его работы в неполнофазном режиме. Таким образом, орган 8 сравнения вырабатывает сигнал на отключение работающего в неполнофазном режиме электродвигателя 1 не в момент обрыва фазы, а лишь при пре.вышении током нагрузки .определенного заранее выбранного значения, чем обеспечивается использование перегрузочной способности электродвигателя 1.

При работе электродвигателя 1 в нормальном режиме амплитуда напряжения, наводимого в сигнальной обмотке 7, оказывается ниже порогового напряжения, установленного потенциометром 14, тиристор 12 находится .в закрытом состоянии и орган 8 сравнения выходного сигнала н вырабатывает, исполнительный орган 9 не подает команду на отключение магнитного пускателя 10 и защищаемы электродвигатель 1 остается подключенным к фазам питания А, Б и. С . В случае возникновения перегрузки электродвигателя 1 как в симметричном, так и в неполнофазном режимах, с ростом тока нагрузки возрастает и амплитуда напряжения, наводимогр в сигнальной обмотке 7, достигая порогового значения открываниятиристора 12. Последний открывается и начинает пропускать положительные импульсы тока, которые через зарядный резистор 16 заряжают накопитель ный конденсатор 18. Когда напряжение заряда конденсатора 18 достигае значения напряжения открывания однопереходного транзистора 17, опред

, ленного стабилитроном 21, однопереРА

Ф,,

Ф

1969924

ходный транзистор 17 открывается и накопительный конденса.тор 18 начинает лавинообразно разряжаться через транзистор 17 и его режимный

5 резистор 20, подавая импульс напряжения на исполнительный орган 9, подающий команду на магнитный пускатель 10, который отключает защищаемый электродвигатель Т от .фаз питания А , В и С .

Если перегрузка лишь кратковременна, с уменьшением тока нагрузки при прекращении перегрузки уменьшается амплитуда напряжения, наводимого в

J5 магнитной обмотке 7, тиристор 12 закрьшается, а накопленный за время его открытого состояния заряд конденсатора 18, не достигнув величины, достаточной для открывания од20 нопереходного транзистора 17, стекает через резисторы 16 и 19. Однопереходный транзистор 17 остается закрытьш и состояние схемы оказывается аналогичным работе электродви- .

25 гателя 1 в номинальном режиме.

Предлагаемое устройство является универсальным, пригодным для защиты как трехфазных, так я однофазных электродвигателей. Особенно эффек,р тивно использование устройства для защиты электродвигателей ответственных механизмов, например в поточных линиях, где необходимо максимально использовать перегрузочные Способности электродвигателя как в сим35метричном, так и в неполнофазном режимах.

1,0 РЙ Ф.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЖКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ . АНОРМАЛЬНОГО РЕЖМА, содержащее трансформатор тока на двухсекциочном магнитопроводе с сигнальной обмот ®еайз/,ад: 04 л лиот- д кой, токовые обмотки которого расположены по одной на крайних и среднем стержнях и присоединены к фазам защищаемого; двигателя, сигналь-, ная обмотка присоединена к органу сравнения, соединенному с исполнительным органом, 1, отличающетем, что, с целью повышения е с я «использования перегрузочной спрсоб ности двигателя при обрыве фазы, сигнальная обмотка расположена на среднем стержне магнитопровода трансформатора тока, при этом то- i ковые обмотки фаз. включены согласно, а отношение числа витков токовой I обмотки, расположенной на среднем (П стержне магнитопровода, к числу витков каждой из обмоток, расположенных на крайних стержнях, равно 3:1..