Устройство для защиты электродвигателя горной машины от перегрузки при приваривании контактов магнитного пускателя Советский патент 1988 года по МПК H02H7/08 

(21)3978332/24-07

(22)21.11.85

(46) 07.01.88, Бюл. № 1 (7) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (72) М.В. Волкой А.П. Горбач, В.Ф. Муравьев и А.А. Черный (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 838868, кл. Н 02 Н 5/04, 1979. Авторское свидетельство СССР № 1 01944, кл. Н 02 Н 5/04, 1984.

.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ГОРНОЙ МАШИНЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПРИ ПРИВАРИВАНИИ КОНТАКТОВ МАГНИТНОГО ПУСКАТЕЛЯ

(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - повышение надежности контроля привариваемых силовых контактов магнитного пускателя и осуществление самоконтроля исправности защиты. При приваривании силовых контактов 3 пускателя 4 его блок

04Z1

Т1

контакт 18 в цепи блокировочного реле утечки 16 при отключении пускателя 4 остается paзo iкнyтым. Это защищает блокировочное реле утечки 16 от попадания на него напряжения сети. Если произошло приваривание контактов 3 магнитного пускателя А, в цепи светодиода оптрона 22 протекает ток, достаточный для свечения. Фотодиод оптрона 22 открывается, включается

1

Изобретение относится к горной технике, в частности к устройствам коммутации и управления электродвига телями горных машин, работающих во взрывоопасной среде, и может быть применено в магнитных пускателях во взрывобезопасном исполнении с искро- безопасными цепями и управления.

Цель изобретения - повышение надежности контроля приваривания сило- вых контактов магнитного пускателя . и .осуществление самоконтроля испраности защиты.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Электродвигатель 1 рабочего орга- на 2 через силовые контакты 3 первого магнитного пускателя 4 подключен к второму магнитному пускателю 5 питающей подстанции. Подстанция оснащена блоком 6 автоматического контроля изоляции, управляемый контакт 7 которого включена в цепь питания катушки 8 магнитного пускателя 5 с силовыми контактами 9, включенными в цепь питания электродвигателя, 1 последовательно с силовыми контактами 3 магнитного пускателя 4. Блок 6 автоматического контроля изоляции подключен к фазам питающей сети до силовых контактов 9 второго магнитного пускателя 5. Первый магнитный пускатель 4 имеет цепь искробезопас- ного дистанционного управления, содержащую последовательно включенные диод 10, кнопку 11 Стоп и кнопку 12 Пуск, зашутированную размыкающим блок-контактом 13 пускателя 4 и подключенную параллельно обмотке пр

реле времени 24 и с заданной выдерж- кой времени подает сигнал на элемент НЕ 25. Отключается исполнительное реле 26, включая цепь искусственной утечки тока на землю. При этом срабатывает блок 6 автоматического контроля изоляции, который размыкает управляемый контакт 7 в цепи питания катушки 8 выключателя. Электродвигатель отключается от сети. 1 ил.

5

0

5

0

5

0

межуточного реле 14, которая через размыкающий контакт 15 блокировочного реле утечки подключен к вторичной искробезопасной обмотке стабилизированного трансформатора 17. Выводы первичной обмотки трансформатора

17и первый и второй входы блокировочного реле 16 утечки подключены к фазам участка питающей сети между силовыми контактами 3 и 9 пускателей 4 и 5. Третий вход реле 16 утечки через размыкающий блок-контакт

18пускателя 4 подключен к одной из фаз электродвигателя 1. Четвертый вход реле 16 утечки заземлен. В цепь питания катушки 19 пускателя 4 включен управляемый контакт 20 промежуточного реле 14, параллельно обмотке которого включены последовательно соединенные диод 21, светодиод оптрона 22 и резистор 23. Фотодаод оптрона 22 подключен к входу реле 24 времени, выход которого через логический элемент НЕ 25 соединен с входом исполнительного реле 26. Ограничительный резистор 27 подключен к заземляющему проводу через размыкающий контакт 2i3 исполнительного реле 26, а

к одной из фаз питающей электродвигатель 1 сети, отключаемой пускателем 4, - Через пороговый элемент 29.

Работа устройства основана на создании искусственной утечки тока на землю в одной из фаз, отключенной первым пускателем сети, причем в случае приваривания силовых контактов в цепях фаз, к которым не подлключена цепь создания искусственной утечки ,тока на землю, эта цепь организовы3

вается через обмотки электродвигателя .

Для опережающего контроля сопротивления изоляция сети в известных магнитных пускателях, например ПВИ-250Bj используют блокировочное реле утечки, которое исключает возможность включения пускателя, если в подсоединенной к нему сети имеется утечка недопустимой величины (здесь рассматривается работа пускателя при отсутствии приваривания его силовых контактов, так как в противном случае блокировочное реле утечки оказывается неработоспособным потому, что блок-контакт пускателя, включенный в цепи контроля сопротивления изоляции, остается разомкнутым) . Контроль изоляции защищаемого участка сети осуществляется напряжением 100 В при отключенной защищаемой сетие В связи с этим, для исключения ложных срабатываний блокировочного реле 16 утечки, предлагаемое устройство снабжено пороговым элементом, напряжение срабатывания которого превышает напряжение контроля изоляции, т.е. больше 100 В Создание цепи искусственной утечки тока на землю в отключенной первым пускателем сети позволяет исключить датчики контроля напряжения и этим упростить конструкцию устройства и повысить его надежность.

Для осуществления самоконтроля исправности исполнительного реле в схему устройства введен логический элемент НЕ.

Устройство работает следующим образом.

При включении второго магнитного пускателя 5 замыкаются его силовые контакты 9, которые остаются замкну- тыми до тех пор, пока сопротивление в отходящем участке цепи не умень- щится до предела, определяемого настройкой блока 6 автоматического контроля изоляции. Первый магнитный пускатель 4 приходит в исходное состояние, при этом на обмотку промежуточного реле 14 с вторичной обмотки стабилизированного трансформатора 17 через размыкающий контакт 15 блокировочного реле 16 утечки поступает переменное напряжение. Реле 14 нечувствительно к переменному току. Переменное напряжение выпрямляется диодом 21 и через резистор 23 посту-

652304

пает на светодиод оптрона 22, при этом величина тока в этой цепи недостаточна для включения промежуточ- ного реле 14. При протекании тока в цепи светодиода оптрона 22 его фотодиод открывается и включает реле 24 времени, которое с заданной выдержкой времени подает сигнал управле10 ния на элемент НЕ 25, отлючающий исполнительное реле 26. Реле 26 замыкает свой управляемый контакт 28 в цепи искусственной утечки тока на землю (фаза сети, пороговый элемент

15 29, ограничительный резистор 27 и заземляющий провод). Так как пускатель. 4 отключен и его контакты не приварены, ток искусственной утечки на землю отсутствует и пускатель 5

20 остается включенным.

При отключенных силовых контактах 3 пускателя 4 блокировочное реле 16 утечки осуществляет контроль сопротивления изоляции в сети питаю25 щей электродвигатель 1 по цепи: фаза сети, блок-контакт 18 пускателя 4, реле 16 утечки и заземляющий провод. Контроль сопротивления изоляции защищаемого участка сети осуществляется

30 напряжением 100 В, а поэтому, для обеспечения работоспособности блокировочного реле 16 утечки, в цепь искусственной утечки тока введен пороговый элемент 29, напряжение сра35 батывания которого превышает напряжение контроля изоляции, т.е. 100 В. .В качестве такого порогового элемента может быть использован стабилитрон с соответствующим напряжением

40 стабилизации.

Если сопротивление изоляции подсоединенной сети (при отключенном пускателе 4) снижается ниже допустимой величины, то ток, протекающий

46 через блокировочное реле 16 утечки, возрастает до значений, при которых это реле срабатывает и размыкает свой управляемый контакт 15 в цепи промежуточного реле 14 и этим преду-

50 преждает включение пу,скателя 4.

При включении пускателя 4 его блок-контакт 18 размешается и отключает цепь контроля изоляции. 55 При приваривании силовых контактов 3 пускателя 4 его блок-контакт 18 в цепи блокировочного реле 16 утечки при отключении пускателя 4 остается разомкнутым. Это защищает блокировочное реле 16 утечки от попадания на него напряжения сети.

При нажатии кнопки 12 Пуск замыкается контакт, обмотка промежуточного реле 14 шунтируется диодом 10. При этом срабатывает промежуточное реле 1Д, которое своим контактом 20 включает цепь питания катушки 19 магнитного пускателя 4, Замыкаются сило-iо нительное реле 26, включая тем самым

вые контакты 3 и блок-контакт 13 магнитного пускателя 4. Блок-контакт 13 шунтирует кнопку 12 и при ее отцуска- нии промежуточное реле 14 остается ключенным. Полярность диода 10 зыби- рается такой,чтобы при включении пускателя 4 ток через светодиод оптрона 22, согласующий диод 21, резистор 23 не протекал. Так как на светодиоде оптрона 22 излучение отсутствует, его фотодиод заперт, реле 24 времени отключается, и на выходе элемента НЕ появ ляется сигнал управления, йклю чающий исполнительное реле 26, которое размыкает свой управляющий контакт 28 в цепи искусственной утечки тока на землю. Реле 24 времени имеет выдержку времени только на включение, это необходимо для исключения ложных срабатываний устройства от ЭДС, отключенного, но еще вращающегося электродвигателя 1.

При нажатии кнопки 11 Стоп размыкается цепь, шунтирующая обмотку промежуточного реле 14, которое своим управляемым контактом 20 размыкает цепь питания катушки 19. пускателя 4, который размыкает свои сидовые контакты 3 в цепи ,электродви- гателя 1. При этом с выдержкой времени отключается исполнительное реле 26, которое своим управляемым контактом 28 замыкает цепь искусственной утечки тока на землю. В этом слз чае пускатель 5 питающей подстанции остается включенным. Таким образом, при исправном магнитном пускателе 4 устройство не оказывает влияния, на управление электродвигателем 1 рабочего органа 2.

В процессе эксплуатации магнитного пускателя могут возникнуть следующие неисправности: приваривание силовых контактов, залипание контактов промежуточного реле.

Если произошло приваривание силовых контактов 3 магнитного пускателя 4, то при нажатии на кнопку 11 Стоп

отключение пускателя не происходит, .но при этом в цепи светодиода оптро- на 22 протекает ток, достаточный для его свечения. Фотодиод оптрона 22 открывается, включается реле 24 времени и с заданной выдержкой вре- мени подает сигнал управления на элемент НЕ 25, который отключает испол

цепь искусственной утечки тока на землю. Так как при приваренных контактах 3 пускателя 4 отключаемая цепь находится под напряжением (в случае приваривания контактов в одной из фаз, напряжение будет организовываться на остальных фазах через обмотки электродвигателя), то по цепи: фаза сети, пороговый элемент 28, ограничительный резистор 27 и замкнутый контакт 28 протекает ток утечки, который вызывает срабатывание блока 6 автоматического контроля изоляции. Блок 6 разомкнет свой управляемый контакт 7 в цепи питания катушки 8 автоматического выключателя. При этом размыкаются его силовые контакты 9 , и электродвигатель 1 отключается . Аналогично устройство работает и при залипании контактов промежуточного реле 14.

Таким образом, введение в устройство блокировочного реле утечки и создание цепи искусственной утечки тока на землю, состоящей из последовательно включенных вновь введенного порогового элемента, ограничительного резистора и размыкающего контакта исполнительного реле и подключенной к одной из фаз электродвига- - теля, позволяет отключить электродвигатель при приваривании хотя бы одного из контактов магнитного пускателя, что повышает надежность защи- ть1 по сравнению с известным устройством, реагирующим на приваривание контактов магнитного пускателя в двух или трех фазах. Введение в устройство логического элемента НЕ, вход и

вькод которого подключены соответственно к выходу реле времени и входу исполнительного реле , позволяет осуществить самоконтроль исправности защиты путем выявления случаев обрьюа цепи питания устройства, об- рьша обмотки и залипания контактов исполнительного реле.

Формула изобретения Устройство для защиты электродвигателя горной машины от перегрузки приваривании контактов магнитного пускателя, содержащее первый магнит- ный пускатель с искробезопасными цепями управления и промежуточным реле, второй магнитный пускатель с блоком автоматического контроля изоляцрш, подключенным к фазам питающей сети до силовых контактов второго магнитного пускателя, последовательно с которыми включены силовые контакты первого магнитного пускателя, электрическую цепь с последовательно включенными резистором, согласующим диодом и светодиодом оп- трона, подключенную параллельно обмотке промежуточного реле первого магнитного пускателя, реле времени и исполнительное реле, контакт которого и последовательно включенный с ним ограничительный резистор образуют цепь искусственной утечки тока на землю, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля приваривания силовых контактов магнитного пускателя и

осуществления самоконтроля исправное- ,ти защиты, в него дополнительно введены пороговый элемент, включенный в цепь искусственной утечки тока на землю последовательно с ограничительным резистором и контактом исполнительного реле, выполненным размыкающим, логический элемент НЕ и блоки0 ровочное реле утечки, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к двум фазам питающей сети между силовыми контактами первого и второго магнитных пускате5 лей и через вновь введенный размыкающий блок-контакт первого магнитного пускателя к одной из фаз электродвигателя, четвертый вход блокировочно- . го реле утечки, размыкающий контакт

0 которого включен в цепь питания искро- безопасных цепей управления первого магнитного пускателя, заземлен, при этом фотодиод упомянутого оптро- на подключен к входу реле времени,

5 выход которого через логический элемент НЕ подключен к входу исполни- тельного реле, цепь искусственной утечки тока на землю соединена с одной из фаз электродвигателя.