Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов Советский патент 1987 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электродвигателей от аварийных режимов.

Целью изобретения является упро- щение, сокращение количества элементов.

На чертеже представлена схема прелагаемого устройства.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя содержит два измерительных трансформатора 1 и 2 тока с двумя первичными обмотками с разным числом витков, причем первые обмотки включены в разноименные фазы, а вторые - в третью фазу питания электродвигателя, а к вторичным обмоткам трансформаторов тока присоединен фазочувствительный детектор 3. Исполнительное реле 4 подключено к средним вьшодам вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока.

Для контроля симметричных перегрузок электродвигателя предназначен

блок 5 контроля перегрузок (БКП), а для контроля асимметрии напряжения питающей электросети - блок 6 контроля асимметрии (БКА).

Контроль асимметрии напряжения питающей сети осуществляется при по мощи напряжения нулевой последовательности, которое измеряется между корпусом электродвигателя 7 и средней точкой соединения статорной обмотки..

Известно, что при асимметрии фазных напряжений появляется ток обратной последовательности, вызывающий дополнительньш нагрев обмоток электродвигателя. При этом между корпусом электродвигателя и средней точкой соединения статорных обмоток появляется напряжение нулевой последовательности, величина которого пропорциональна асимметрии фазньк напряже- НИИ. Величина напряжения нулевой последовательности контролируется по цепи, состоящей из диода 8, резистора 9, конденсатора 10, резистора 11j динистора 12, резистора 13 и тирис- тора 14.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Принцип его действия основан на одновременном контроле тока нагрузки фазных проводов и фазового сдвига между напряжениями на них. Стабильным параметром трехфазной сети явля,

ется угол сдвига фазы между напряжениями (токами). При нормальной работе электродвигателя фазы напряжения (тока) сдвинуты на угол 120 , а при обрыве одного из фазных проводов фазовьй угол между токами в двух остальных становится близким к О или 180 . Это явление используется для создания защитного устройства, которое срабатывает при неполнофазном режиме электродвигателя.

В устройстве использованы два одинаковых измерительных трансформатора 1 и 2 тока. Каждый из них имеет две первичные обмотки, которые включены в разные фазные проводники, питающие электродвигатель. Число витков обмоток и их включение подбирают так, чтобы с вьтодов вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока можно было снять ЭДС Е, и E,j, которые сдвинуты по фазе на угол , близкий или равный 90 .

При нормальной работе электродвигателя величины ЭДС Е, и Е равны, но сдвинуты по фазе на угол 90 . Фазочувствительный детектор 3 находится в состоянии, равновесия, сигнал на исполнительном элементе 4 отсут- (ствует.

При обрыве одного из фазных провдов угол фазового сдвига между токами трехфазной сети изменяется, изме няется и угол сдвига между ЭДС Е, и Е. Нарушается равенство значений этих величин. На входе исполнительного реле 4 появляется сигнал. В результате этого исполнительное реле 4 срабатывает и его контакты отключают цепь управления электродвигателя.

При перегрузке электродвигателя, не нарушающей фазовой симметрии,увеличиваются лишь значения ЭДС Е( и Е, одна из которых, например Е,, контролируется БКП 5, который выполнен в виде бесконтактного реле вре- мени с вьщержкой времени, зависящей от величины перегрузки. При увеличении ЭДС Е, сверх установленного уровня, который устанавливается переменным резистором БКП, через некоторое время открывается тиристор 14 БКП и шунтирует балластный резистор фазо чувствительного детектора 3. Равновесие фазочувствительного детектора 3 нарушается, появляется сигнап разбаланса, в результате которого срабатывает исполнительное реле 4.

Из-за относительно большой емкости конденсатора БКП кратковременные и поэтому не опасные .перегрузки электродвигателя устройство не фиксирует, не допуская тем самым необоснованного отключения электродвигателя .

В местностях, где к одной электросети подключены однофазные .и трехфас- ные потребители, часто возникает значительная асимметрия фазных напряжений, вызывающая дополнительное нагревание обмоток электродвигателей, подключенных к такой сети.

Для защиты электродвигателя в этих условиях в устройстве предусмотрен БКА 6, содержащий диод 8, резисторы 9, 11 и 13, конденсатор 10, пороговый элемент 12 и тиристор 14, который является общр-т для БКП и БКА.

При величине асимметрии напряжения, допустимой нормами, величина напряжения на конденсаторе 10 ниже величины срабатывания порогового элемента (динистора) 12 и ток в управляющей цепи тиристора 14 отсутст- .вует. В случае увеличения асимметрии величина напряжения на конденсаторе 10 становится вьипе порога срабатывания порогового элемента 12, на управляющем электроде тиристо11а 14 появляется сигнал, тиристор открывается, шунтируется балластный резистор фазо чувствительного детектора 3, равно- ресие фазочувствительного детектора разбаллансируется. Между средними точками вторичных обмоток измерительных трансформаторов 1 и 2 тока на исполнительном элементе 4 появляется сигнал, устройство отключает электродвигатель от сети.

Использование в качестве реагирующего элемента тиристора 14 для раз- б алансирования фазочувствительного детектора 3 позволяет значительно увеличить чувствительность БКА, уменьшить величину сигнала срабатьшания, так как необходимый сигнал срабаты- вания, подаваемый на управляющий электрод тиристора 14, намного меньше, чем сигнал для срабатывания двух обмоточного электромагнитного реле.

Увеличение чувствительности БКА определяет быстродействие устройства что важно с точки зрения электробезопасности, особенно в случаях, когда р результате замыкания на корпус электродвигателя корпус пйпадает под напряжение, а также когда в нулевом проводе ошибочно появляется напряжение .

Преимуществом предлагаемого усг- ройства является и то, что два выходных сигнала (от ВПК и БКА) фиксируются одним реагирующим элементом-тиристором 1 4 , что повышает над.ежность и создает определенную универсальность схемы,

: Кроме того, псвьшгается надежность работы устройства в смешанных трех- фазно-однофазных сетях, так как контроль неполнофазного осуществляется по двум параметрам - контролю фазового сдвига между напряжениями (токами) трехфазной системы питающей электродвигатель и по напряжению нулевой последовательности.

Предлагаемое устройство характеризуется более высокой достоверностью и надежностью контроля аварийных ре- Ж1ТМОВ. Значительно уменьшается материалоемкость, весогабаритные показатели и потребляемая мощность.устройства за счет того, что номиналы элементов схемы уменьшаются в связи с предложенным включением ЭКА.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов, содержащее два измерительных трансформатора тока с двумя первичными обмотками с разным числом витков, причем первые обмотки включены в разноименные фазы, а вторые в третью фазу питания, а к вторичным обмоткам присоединен фазочувствитель €ый детектор, к средним точкам тех же обмоток подключено исполнительное реле, к крайним вьшодам первой вторичной обмотки подключен вход блока контроля перегрузок, тиристор которого промежутком анод - катод подключе параллельно резистору кольцевого детектора, а его управляющий электрод - к выходу упомянутого блока, блок конроля асимметрии, подключенный входом между корпусом и нейтралью обмоток электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения, исполнительное реле выполнено одно513208606

обмоточным, один вьгоод порогового управляющему электроду тиристора бло- элемеита блока контроля асимметрии ка контроля перегрузок, а второй пы- через введеный резистор подключен к вод - к его катоду.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электродвигателя от аварии. Цель изобретения - упрощение, сокращение количества элементов. Устройство содержит два измерительных трансформатора тока (ТТ) 1,и 2, первичные обмотки которых имеют -различное число витков. Исполнительное реле 4 подключено к средним точкам вторичных обмоток ТТ. Для контроля симметричных перегрузок электродвигателя использован блок 5 контроля перегрузок. Для контрол я асимметричных напряжений питающей сети использован блок 6 контроля асимметрии.Упрощение достигается за счет того, что два выходных сигнала блоков 5 и 6 фиксируются одним реагирующим элементом 14. 1 ил. ш (Л i J Т 00 О5