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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных двигателей от электрических и тепловых перегрузок.

Цель изобретения - повьтшние надежности и удобства в работе.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит активно-индуктивную нагрузку.- электродвигатель 1, силовые контакты 2 магнитного пускателя с катушкой 3, подключенной по типовой схеме к кнопочному посту 4 с кнопками Пуск и Стоп, предохранителем 5,. блок-контакт 6 магнитного пускателя и плавкие предохранители 7. Трансформатор 8 тока первичными обмотками W, Wj включен в фазы сети, а вторичной обмоткой подключен к выпрямительному мосту 9, соединенному с RC-цепью 10 и 11, и подключен к фильтру, образованному балластным резистором 12 и конденсатором 13, соединенным со светодиодом тиристорного оптрона 14, светотиристор которого включен в диагональ второго выпрямительного моста 15, а его выход подключен к цепи питания катушки магнит- зотодиода и включения светотиристора

ного пускателя. При этом светодиодоптрона 14, через него и плечи моста

оптрона 14 образует общее плечо15, находящиеся в данный момент под

двух идентичных пороговых элейентоВ;действием прямого напряжения, начипервьы из которых подключен к время-нает течь ток, что позволяет отпусзадающей RC-цепи 10-11 через потен- 5тить кнопку Пуск через 60 мс (2-3

циометр 16 и образован транзистором 17 и развязьшающим диодом 18, соеди- ненньгм с резистором 19, Вт орое плечо другого измерительного порогового элемента образовано развязывающим диодом 20 и транзистором 21, к базе которого подключен потенциометр 22 и термосопротивление 23, расположенное за пределами схемы устройства на двигателе. Устройство также содержит терморезисторы 24 и 25 и стабилитрон. 26, балластный резистор 27 стабилизатора напряжения, выполненного на стабилитроне 28.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии нагрузка электродвигатель 1 отключен от питающей сети нормально открытыми силовыми контактами 2 магнитного пускателя с обесточенной катушкой 3. При подаче питания на клеммы ABC и кратковременном нажатии кнопки Пуск кнопочного поста 4 по цепи катушки магнит40

45

50

55

периода питающей сети), на чем подготовка схемы к работе заканчивается. Если ток в обмотке статора двигателя превьппает величину, необходимую для открывания транзистора 17, определяемую положением двгокка потенциометра 16, то через время, определяемое положением движка потенциометра 10 RC- цепи, открываются транзистор.17 и диод 18, В результате чего конденсатор 13 разряжается через токоограни- чивающее, малое по величине, сопротивление 19, потенциал на аноде све- тодиода падает, светодиод тухнет и светотиристор оптрона в следующий полупериод питающего напряжения не может включиться, так как даже при последующем случайглом запирании транзистора 17 конденсатор 13 фильтра не успевает зарядиться до уровня, достаточного для зажигания светодиода, что также повьппает надежность срабатывания катушки 3 магнитного пускателя, включенной в цепь контакта 6 тиного пускателя 3, защищенной предохранителем 5, протекает ток, в результате чего замыкается блок-контакт

6 магнитного пускателя, подготавли- вающий блокировку кнопки Пуск, при этом также зат-лпсаются силовые контакты магнитного пускателя и через предохранители 7 и две первичные обмотки W и W трансформатора 8 тока цепи статора двигателя получаютпитание. Наводимое в обмотке W, трансформатора тока напряжение вьшрямляется мостом 9 и через потенциометр 10 начинает заряжать ковденсатор 11, при этом постоянная времени этой КС-цепи подбирается потенциометром 10 по времени, необходимому для разгона двигателем рабочего механизма. Одновременно напряжение с моста 9 поступает через резистор 12 на конденсатор 13 фильтра выпрямителя, причем величина постоянной времени этого фильтра выбирается такой, чтобы зажигание светодиода тиристорного оптрона 14 происходило с задержкой,равной 2-3 периодам питающей сети,, При достижении напряжением на конденсаторе 13 величины, достаточной для зажигания светить кнопку Пуск через 60 мс (2-3

периода питающей сети), на чем подготовка схемы к работе заканчивается. Если ток в обмотке статора двигателя превьппает величину, необходимую для открывания транзистора 17, определяемую положением двгокка потенциометра 16, то через время, определяемое положением движка потенциометра 10 RC- цепи, открываются транзистор.17 и диод 18, В результате чего конденсатор 13 разряжается через токоограни- чивающее, малое по величине, сопротивление 19, потенциал на аноде све- тодиода падает, светодиод тухнет и светотиристор оптрона в следующий полупериод питающего напряжения не может включиться, так как даже при последующем случайглом запирании транзистора 17 конденсатор 13 фильтра не успевает зарядиться до уровня, доста точного для зажигания светодиода, что также повьппает надежность срабатывания катушки 3 магнитного пускателя, включенной в цепь контакта 6 типовои схемы питания и вызывает полное отключение схемы.

Развязывающий диод 20 делает невозможным влияние настройки транзистора 17 на порог срабатывания транзистора 21 правого плеча схемы, работающего аналогичн с.

С другой стороны изменение потенциометром 22 порога срабатывания уст- ig двигателя, а ускорение реагирования

20

ройства по температуре от термосопротивления 23 датчика температуры ввиду напичия развязьтающего диода 18 не влияет на токовой порог транзистора 17. Термосопротивления 24 и 25 стаби- -j лизируют влияние температуры внешней среды на пороги срабатывания транзисторов 17 и 21.

При возникновении большого по амплитуде броска тока, вызванного, например, корот ким замьжанием в статоре, пробивается -стабилитрон 26. Отсутствие конденсатора 13 сглаживающего фильтра в цепи стабилитрона позволяет срабатывать транзистору 21 в первый же полупериод питающей сети, а перенос конденсатора 13 фильтра после балластного .резистора 12 улучшает фильтрацию питающего напряжения. Г- образньй фильтр, образованньш резистором 12, конденсатором 13 и балластным резистором 27, уменьшает пульсацию напряжения на термосопротивлении 23, вынесенном за пределы схемы, чему также способствует стабилизация напряжения стабилитроном 28.

По сравнению с известньм устройством включение двзос идентичных персхемы на короткие замыкания повьшает надежность защиты двигателя.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от перегрузок и ава рийных режимов, содержащее магнитный пускатель, катушка которого через последовательно соединенные предохра нитель, кнопочньй пост с кнопками

30

35

Пуск и Стоп и первый мостовой выпрямитель, в диагональ которого включен выход реагирующего элемента,

25 подключена к первой фазе питающей се ти, контакты магнитного пускателя включены последовательно с обмоткой электродвигателя, к второй фазе пита ния которого включена первичная об- мотка трансформатора тока, вторичная обмотка которого соединена с входом второго мостового выпрямителя, выход которого подключен к сглаживающему фильтру и входу первого делителя нап ряжения, одно из плеч которого.выпол нено на терморезисторе и времязадаю- щей КС-цепочке, выход делителя напря жения подключен к входу первого поро гового элемента, выход которого функ ционально связан с входом реагирующе го элемента, и содержащее также второй делитель напряжения, выполненный на термосопротивлениях, присоединенный к одному из выходов второго выпрямительного моста и к средней точке

вичных катушек Wj и W трансформатора 8 тока в две фазы питающей сети вызывает срабатывание устройства при обрывах любой из фаз, при коротких замыканиях внутри статора между любыми фазами, при превьшении тока в любой фаз е установленного вьшзе порога, например при перегрузке двигателя, что подтверждается экспериментально. Конструктивное выполнение трансформатора подобно серийно изготовляемым трансформатором тока нулевой последовательности.

Случайное прикосновение заземленного предмета, например, отверткой к любому из элементов слаботочной части схемы, или пробой силового све- тотиристора, находящегося под напряжением фазы, питающей катушку магнитного пускателя, не вызовут выхода из строя элементов схемы или пораж ения

токрм оослуживающего персонала. Это позволяет не изолировать термосопротивление датчика температуры электрически от станции двигателя, что понижает инерционность работы датчика.

Независимость регулировок порогов срабатывания позволяет оперативно подбирать оптимальный режим работы

схемы на короткие замыкания повьшает надежность защиты двигателя.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от перегрузок и аварийных режимов, содержащее магнитный пускатель, катушка которого через последовательно соединенные предохранитель, кнопочньй пост с кнопками

Пуск и Стоп и первый мостовой выпрямитель, в диагональ которого включен выход реагирующего элемента,

подключена к первой фазе питающей сети, контакты магнитного пускателя включены последовательно с обмоткой электродвигателя, к второй фазе питания которого включена первичная об- , мотка трансформатора тока, вторичная обмотка которого соединена с входом второго мостового выпрямителя, выход, которого подключен к сглаживающему фильтру и входу первого делителя напряжения, одно из плеч которого.выполнено на терморезисторе и времязадаю- щей КС-цепочке, выход делителя напряжения подключен к входу первого порогового элемента, выход которого функционально связан с входом реагирующего элемента, и содержащее также второй делитель напряжения, выполненный на термосопротивлениях, присоединенный к одному из выходов второго выпрямительного моста и к средней точке

фильтра через баластный резистор, за- шунтированньш первым стабилитроном, выход которого подключен к входу второго порогового элемента, выход которого функционально связан с входом реагирующего элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и удобства в работе, дополнительно введена вторая первичная обмотка.измерительного трансформатора тока, установленная в третьей фазе питающей сети, два разделительных диода, второй стабилитрон, при этом реагирующий

513288766

.элемент выполнен на тиристорном опт-вьк элементов, выполненных на иден.

роне, светодиод которого являетсятичных транзисторах, второй стабилитвходом реагирующего элемента, а опто-рон присоединен к другому входу

тиристор-является выходом последнего,второго выпрямительного моста и

катод светодиода через разделительные зк входу второго делителя напряг

диоды подключен к коллекторам порого-жения.

Изобретение относится к области электротехники. Целью изобретения является повышение надежности работы-и безопасности эксплуатации устройства защиты электродвигателя. Поставленная цель достигается тем, что с помощью использования двуплечего моста с использованием транзисторов 17 и 21 исключено взаимное влияние на работу устройства в целом установок токовой и тепловой защит электродвигателя, входящих в состав устройства, а с помощью использования оптрона 14 обеспечена разрядка потенциала фазы сети и схемы устройства. 1 ил. /4. S f ffC со ю оо 00 О5 М