Устройство для температурной защиты электродвигателя Советский патент 1986 года по МПК H02H5/04 

усилителя на транзисторе, первичная обмотка первого импульсного трансформатора подключена параллельно регулируемому сопротивлению первого датчика тока, а вторичная обмотка - первым выводом соединена через анод-катод третьего диода с эмиттером первого ключа на тран зисторе и плюсовым выводом первого конденсатора, вторым выводом - с минусовым выводом первого конденсатора и через первый резистор с базовым выводом первого ключа на транзисторе, первичная обмотка вто1

Изобретение относится к электро- технике, в частности к устройствам для температурной защиты обмоток электродвигате,т1ей переменного тока.

Цель изобретения° повьппение точ- 5 ности срабатывания защиты при больших скоростях нарастания температуры и при обрыве провода в фазных обмотках.

На фиг.1 и 2 дана принципиальная 0 схема устройства.

На схеме обозначены первый усилитель 1 на транзисторе, второй усилитель 2 на транзисторе, первый 3 и второй 4 источники питания с вы- 15 ходом на постоянном токе. Между эмиттером усилителя 1 на транзисторе и пололштельным полюсом первого источника 3 питания включены цепь термодатчиков (позисторов) 5-7, уста- 20 новленных на каждой обмотке электродвигателя, и пятый диод, 8.

Для получения сигнала, пропорционального току двигателя,в фазах А и С установлены датчики тока с выходом на постоянном токе, состоящие из трансформаторов 9 и 10 тока с подключенньи 1И параллельно их обмоткам регулируемьми резисторами 11 и 12 и полупроводниковыми выпрямителями 13 и 14, к выводу кажжого из которых подключены RC-цепочки 15,16 и 17,8.

.Положительный вывод конденсатора RC-цепочки 16 первого датчика тока соединен с анодом первого

25

03625

рого импульсного трансформатора подключена параллельно регулируемому сопротивлению второго датчика тока, а вторичная обмотка - первым выводом через анод-катод четвертого диода с плюсовым выводом второго конденсатора, коллектором первого ключа на транзисторе и эмиттером второго ключа на транзисторе, вторым выводом - с минусовым выводом второго конденсатора и через второй резистор с базовым вьшодом второго ключа на транзисторе,коллектор которогоподключен к минусу второгоисточника питания

5 0

5

диода 19, а положительньш вывод конденсатора RC-цепочки 18 второго датчика тока - с анодом второго диода 20, катоды первого 19 и второго 20 диодов соединены с эмиттером первого усилителя 1 на транзисторе. Параллельно регулируемым резисторам 11 и 12 подключены соответственно первичные обмотки первого 21 и второго 22 импульсных трансформаторов. Эмиттер первого ключа 23 на транзисторе соединен с эмиттером первого усилителя 1 на транзисторе, а коллектор - с эмиттером второго ключа 24 на транзисторе, коллектор которого соединен с отрицательным полюсом второго источника 4 питания. К катоду пятого диода 8 подключены первый вывод катушки реле 25 и анод стабилитрона 26, катод которого соединен с базовым выводом второго усилителя 2 на транзисторе, его коллектор соединен через резистор 27 с отрицательным полюсом второго источника 4 питания, а его эмиттер - с вторым выводом реле 25, общая точка которых подключена через последовательно соединенные второй регулируемый резистор 28 и шестой диод 29 к положительному полюсу второго источника 4 питания.

Первый вывод вторичной обмотки первого импульсного трансформатора 21 подсоединен через третий диод 30 к эмиттеру первого ключа 23

на транзисторе и положительному выводу первого конденсатора 31, а второй вывод подсоединен к минусовому выводу первого конденсатора ,31 и через первый резистор 32 к базовому выводу первого ключа 23 на транзисторе .

Первый вывод вторичной обмотки второго импульсного трансформатора 22 подсоединен через четвертый диод 33 к эмиттеру второго ключа 24 на транзисторе и положительному выводу второго конденсатора 34, а второй вывод подсоединен к минусовому выводу второго конденсатора 34 и через второй резистор 35 к базовому выводу второго ключа 24 на транзисторе. Первый источник 3 питания входами подключен к двум фазам сети, а второй - к двум другим фаза

сети.

Отрицательные выводы конденсатор 16 и 18 объединены в общую точку и через первый регулируемый резистор 36 соединены с базовым выводом усилителя 1 на транзисторе.

Устройство работает следующим образом.

Если ток двигателя равен нулю,то напряжение, подаваемое на базовый вывод усилителя I на транзисторе с выхода полупроводниковых выпрямителей 13 и 14 через конденсаторы 16 и 18 RC-цепочек 15,16 первого датчика тока и RC-цепочки 17,18 второго датчика тока, тоже равно нулю. П этом первьш 23 и второй 24 ключи на транзисторах закрыты, так как на входе первого 21 и второго 22 импульсных трансформаторов напряжение равно нулю, ток реле 25 равен тоже нулю. После включения электродвигателя с помощью магнитного пускателя на базовый вывод усилителя 1 на транзисторе от датчиков тока подается управляющий сигнал, пропорциональный сумме токов фаз А и С, одновременно подается напряжение на первичные обмотки первого 21 и второго 22 импульсных трансформаторов. При этом появляется управляющее напряжение на первом 23 и втором 24 транзисторных ключах. В результате этого образуется замкнутая цепь для срабатывания от второго источника питания исполнительного реле 25, контакты которого образуют последовательно с замкнутым нормально открытым блок-контактом магнитного пус

03625

кателя цепочку, включенную параллельно кнопке Пуск. При минимальном токе и небольших перегрузках (например до 21 И ), когда скорость нарас- 5 тания температуры мала, по цепи по- зисторов 5-7 протекает ток, не вызывающий их саморазогрев. Этот toK состоит из двух составляющих: первой, не зависящей о.т скорости нара- .

10 стания температуры, определяемой током срабатывания исполнительного реле 25 от второго источника 4 питания и второй, зависящей пропорци- онально от суммы токов фаз А и С ,

15 определяемой током коллекторного вьгоода усилителя 1 на транзисторе, от первого источника 3 питания.

При больших перегрузках, например больше 21 Н, когда скорость

2Q нарастания температуры обмоток

заметно увеличивается и динамическая погрешность позисторов также увеличивается, вторая составляющая тока позисторов 5-7 возрас25 тает пропорционально сумме токов фаз А и С двигателя, за счет этого происходит дополнительный нагрев позисторов, что обеспечивает их ускоренное срабатывание и компенсацию динамической погрешности.

Изменение величины подогревного тока (времени срабатывания по- зистора) осуществляется с помощью первого регулируемого резистора 36. В режиме нормальных частных пусков за счет второй составляющей тока позистора может произойти опережающее срабатывание защиты, хотя температура обмоток эле1стродвигате- ля не превышает допустимой для данного класса изоляции. В этом случае в схеме первого и второго датчиков тока фаз А и С предусмотрены RC-цепочки 15, 16 и 17,18 соответственно, подключенные к полупроводниковым выпрямителям 13 и 14, которые обеспечивают нарастание управляющего сигнала на базовом входе усилителя 1 на транзисто50 ре в зависимости от времени дей- , ствия пускового тока.

Если незначительная и длительная перегрузка такая, что происходит нагрев двигателя выше допусти55 мой для данного класса изоляции (классификационной температуры позисторов), то это приводит к резкому возрастанию сопротивления

30

35

40

45

позисторов 5-7 и отпусканию исполнительного реле 25.

При целостности фазных обмоток А. и С двигателя напряжения, подаваемые на базовые выводы первого 23 и второго 24 электронных ключей, не равны нулю и достаточны .для их полного открывания.

При обрыве фазпых обмоток двигателя А или С транзисторный ключ (соответственно первый или второй 1 закрывается, так как напряжение на входе первого или второго импульсных трансформаторов 21 или 22, подаваемое с регулируемых резисторов 11 или 12, соответственно равно нулю.

.Так как электронные ключи 23 и образуют последовательную цепь с позисторами 5-7 и катушкой исполнтельного реле 25, то катушка реле обесточивается и это приводит--к оключению магнитного пускателя.

При обрыве фазы В устройство ре- создаваемое токами реле и коллектоагирует как на обычную перегрузку.

Для исключения взаимного влияния первого 3 и второго 4 источников питания подключены к их положительным полюсам соответственно пятый 8 и шестой 29 диоды.

При протекании тока подогрева по зисторов 5-7 на них возникает падение напряжения, действующее встречно с напряжением второго источника 4 питания.

Это может привести к уменьшению тока, протекающего -через исполнительного реле 25, до величины тока отпускания.

Для исключения этого влияния параллельно катушке реле 25 включены последовательно соединенные переход эмиттер-база второго усилителя 2 на транзисторе и стабилитрон 26.

При появлении значительного падения напряжения на позисторах 5-7 появляется подпирающее напряжение в базовой цепи второго усилителя 2

на транзисторе, что вызывает частич- ggмонтами, ; ту1еньшением общего числа ное .запирание указанного транзисто-отказов электрооборудования за ра и перераспределение токов в це-счет сохранения целостности изоля- пи реле 25 и перехода эмиттер-коллек-ции обмоток двигателя при перегруз- тор транзистора 2. В результате токках.

036256

исполнительного реле 25, который протекает по позисторам 5-7, остается практически неизменным.

При дос Г Е«ении температуры сраба- 5 тывания поуисторов исполнительное реле 25 отключает двигатель, как при обычном аварийном режиме.

По отношению к подпирающему напряжению на входе второго усилителя 10 2 стабштитрон 26 включен как диод, а по отношению к исполнительного реле 25 стабилитрон 26 используется по прямому 11азначению.

Предложенное устройство по срав- 15 нению с известным имеет более высокую точность срабатывания, так как исключено влияние на управляющий ток первого усилителя на транзисторе со стороны тока реле и тока кол- 20 лектора, определяемого током подогрева позисторов, благодаря тому, что цепь подогрева позисторов не связана с входной цепью первого усилителя на транзисторе и падение напряжения.

ра, не уменьшает входной сигнал на базе первого усилителя на транзисто- pej срабатывание защиты происх- дит ке только при обрыве фазы А или-С, но и при выходе из строя любого из транзисторов первого и второго ключей за счет их последовательного соединения с катушкой реле; исключается влияние разброса параметров датчиков тока фаз А или С , а также несимметрии фазных токов за счет использования насыщающихся импульсных трансформаторов.

уровень сигнала насьще- ния их -выбирается малым, при токах намного меньщих номинального тока двигателя, а выходной сигнал импульсных трансформаторов остается неизменным до пусковых токов двигателя .

Экономическая целесообразность применения изобретения определяется увеличением срока службы электродвигателя между капитальными реФг/t/

.2

Редактор О.Головач

Составитель О.Муратов

Техред М.Пароцай Корректор И.Муска

8426/57Тираж 619Подписное

ВНИИПИ Государственного KONiHTeTa СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4