Устройство защиты изоляции обмоток электродвигателя от увлажнения Советский патент 1988 года по МПК H02K15/12 

со

Q5

11367106

Изобретение относится к электро

технике и может быть использовано для защиты от увлажнения изоляции обмоток электродвигателей, работающих со значительными перерывами между включениями в местах с изменяющейся влажностью и температурой окружа- кщей среды.

Цель изобретения - уменьшение pacхода электроэнергии и идентификация причин изменения сопротивления, изоляции.

Защита основана на подключении обмоток к источнику напряжения во время технологических пауз к поддержании тем самым температуры обмотки выше температуры окружающей среды.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит коммутационный блок 1, источник 2 низкого напряжения, блок 3 измерения сопротивления изоляции, подключенный к обмоткам электродвигателя А, блок 5 питания, блоки 6 и 7 сравнения, программный блок 8, блоки 9 и to регулирования опорных напряжений, автомат 11 нулевой памя

ти, блок 12-сигнализации и блокировки,

.

Коммутационнйй блок 1 и источник 2 низкого напряжения присоединены к питающей сети. Блок 3 измерения сопротивления ИЗОЛЯЩ1И и источник присоединены к обмоткам двигателя 4 через коммутационный блок 1, Выход блока 3 присоединен к блокам 6 и 7 сравнения, выход блока 6 присоединен к коммутационному блоку 1, а выход блока 7 присоединен к автомату 11 нулевой памяти и блоку 12 сигнализации и блбкировки. Первый выход автомата 11 нулевой памяти присоединен к блокам 9 и 10 регулирования опорных на- цряжеНИИ, выходы которых соединены с блоками 6 и 7, второй выход блока 11 соединен с блоком 12 сигнализации и блокировки, выход которого соединен с блоком 1. Вход блока 1Т сое динен с выходом программного блока 8, который управляемым входом и управляющим выходом соединен с блоком 1, управляемый выход которого также соединен с блоком 1t, Все блоки за исключением блока 1, источника 2 и двигателя 4 присоединены к блоку пита- ния 5,

15

Q

20

25

,

30

35

45

о, :

50

55

Устройство работает следующим образом.

Когда двигатель 4 подключен к питающей сети коммутационным блоком 1, то блок 1 отключает цепи измерения блока 3 и цепи подсушки источника 2, а также отключает блок 5 питания от сети. При отключении блоком 1 двигателя 4 от питающей сети блок 1 подключает блок 5 питания к сети и через минуту (за это время в двигателе заканчиваются электромеханические переходные процессы) подключает к обмоткам двигателя 4 цепи измерения блока 3 и генератор импульсов блока 8 к автомату 11 нулевой памяти. Блок 3 измерения сразу после его подключения к обмоткам двигателя 4 измеряет сопротивление высушенной изоляции. Этот сигнал подается на блоки 6 и 7 сравнения. В это время автомат 11 нулевой памяти регулирует опорные напряжения блоков 9 и 10, которые задают условия срабатывания блоков 6 и 7 сравнения. Регулирование опорных напряжений автоматом 11 нулевой памяти происходит до тех пор, пока на выходе блока 7 сравнения, срабатывающего при измерении сопротивления сухой изоляции, не по- явитср сигнал. Дальнейшее изменение опорных напряжений блоков 9 и 10 прекращается. Так в устройстве при помощи блоков 7, 10 и 11 происходит измерение и запоминание сопротивления сухой изоляции. В результате этого опорное напряжение блока 9 устанавливается таким, что он срабатывает, когда сопротивление изоляции, постоянно измеряемое блоком 3, не станет равным (0,9-0,85) R.(RC. - соцротивле- ние сухой изоляции). При срабатывании блока 6 на его выходе появляется сигнал, под действием которого коммутационный блок 1 отключает цепи измерения блока 3, бключает программный блок 8 и подключает источник 1. к обмоткам двигателя 4 на некоторое время, преимущественно, на 15 мин. Этого времени достаточно для устранения Поверхностного увлажнения изоляции.По истечении времени подсушки на выходе программного блока 8 появляется сигнал, под действием которого коммута- ционньй блок 1 отключает цепи подсушки источника 2, программный блок 8 и с выдержкой времени вновь включает цепи измерения блока 3 и подключает генератор импульсов программного блока 8 к блоку 11 . Измерение, запоминание и регулировка R;, и уставки повторяется, а очередное срабатывание блока 6 приводит к повторению процесса защиты изоляции от увлажнения.

Если при подключении коммутационным блоком 1 блока 3 к обмоткам дви- гателя 4 и подаче импульсов на блок 11 окажется, что сопротивление изоляции (в результате ее старения или образование в ней дефектов в период двигателя) ниже 0,35 мОм, то на выходе блока 7 и последнего выхода реле 40 и контактами 41 в цепи колкалы

11 одновременно появляются сигна- , под действием которых срабатывалектора служат для задания времени подсушки.

ет блок сигнализации и блокировки. Поступление сигнала с блока 12 в ком мутационньш блок 1 блокирует двигатель от включения его в сеть.

Пуск двигателя 4 коммутационным блоком 1 можно осуществить в любой момент времени, если сопротивление изоляции выше 0,35 мОм, при этом блок 1 перед пуском отключает цепи блоков 3 и 2.

Коммутационный блок 1 (фиг.2) содержит: контактор 13 с контактами 14 подключанщими двигатель 4 к питающей сети, контактор 15 с контактами 16, подключающими источник 2 к обмоткам двигателя 4, промежуточные реле 17 с контактами 18, реле 19 с контакта- ми 20 реле 21 с контактами 22. Реле 23 с контактами 24 выполняет функцию реле времени, кнопки , Пуск и Стоп служат для пуска и останови двигателя , блок 1 содержит также элементы сигнализации о режимах работы двигателя. Источник 2 низкого напряжения выполнен на ба зе понижающего трансформатора 220/26

Блок 3 измерения сопротивления изоляции представляет собой делитель напряжения, выполненный на резисторе 25 и сопротивлении фаза - корпус. Резистор 25, сопротивление фаза - корпус и выход блока 3 зашунтированы конденсаторами 26-28 с целью ограничения влияния помех при измерении.

Блок 5 питания представляет собой понижающий трансформатор с выпрямителями и стабилизаторами на выходе, служащими для питания микросхем и реле. Блок 7 сравнения выйолнен на компараторе типа К 521 САЗ, выход которого инвертирован. Блок 6 сравнения выполнен аналогично блоку 7,

но на выходе стоит транзисторный ключ с реле 29 и контактами 30 в цепи коллектора.

Программный блок 8 содержит генератор импульсов и делители частоты, микросхемы 31-37 (К 155ИЕ2, К 155ЛА) и транзисторы 38 и 39, упр авляющие работой этих микросхем. Микросхемы 36 и 37 с транзисторным ключом на выходе служат для задания времени, по истечении которого цепи измерения подключаются к обмоткам, а микросхемы 31-35 с транзисторным ключом, с

0

5

0

5

лектора служат для задания времени подсушки.

Блоки 9 и 10 регулирования опорных напряжений выполнены в виде набора резисторов 42-57 (в блоке 9) и 58-73 (в блоке 10) транзисторных ключей (в качестве которых используются микросхемы К1155ЛА), и резисторов 74 и 75. Эти блоки представляют собой регулируемые делители напряжений.

Автомат 11 нулевой памяти вьтол- нен на дешифраторе с микросхемами

76и 77 (К155ЛА, К155ИЕ5) и транзистором 78, включающим в работу схему 77. Блок 12 сигнализации и блокировки выполнен на микросхеме 79 (К155ЛА), на инвертированном выходе которой установлен тоанзисторный ключ с реле 80 и контактами 81 в цепи коллектора.

Устройство работает следующим оо- разом (фиг.2).

При нажатии кнопки Пуск срабатывает реле 17, контактами 18 блокиру- рует кнопку Пуск, блокирует подключение цепей измерения и нагрева к обмоткам, подает питание на контактор 13, контакты 14 которого включают двигатель в сеть. Нажатие кнопки Стоп обесточивает реле 17, контактор 13 отключает двигатель от сети. Контакты 18 подают питание на реле 21, которое включает источник питания в работу, приводит к открытию транзистора 39, и микросхем 36 и 37 начинают работать. Через одну минуту на выходе 37 появляется импульс, который подает питание на реле 23, контакты 24 которого шунтируют транзистор, подключают цепи 5 измерения блока 3 к обмоткам, и открывается транзистор 78. Микросхема

77начинает работать. До включения гхемы 77 в работу на всех ее выво0

0

дах сигнал отсутствует, а на первом выходе дешифратора в отличии от остальных, находится О, Нулевой сигнал инвертируется и образует делители напряжения на резисторах 42, 74 и 58, 75. Резисторы 58-73 и 42-57 выбраны таким образом, чтобы выполнялось условие:

59

40

16) R, R, 0,

73

НО

R,j

R.

57 75 73

Делитель на сопротивлениях 73 и 75 позволяет, блоку 7 срабатывать первым когда сопротивления изоляции меньше 0,35 мОм.

При работе микросхем 77 на выходе дешифратора нулевой сигнал перемещается от 0-го до 16-го выхода, это позволяет последовательно и ступенча- то регулировать опорные напряжения. Регулирования опорного напряжения продолжается до тех пор,.пока на инвертирующем выходе блока 7 появится сигнал, это приводит к рассогласованию сигналов на входе 76 и установке определенной комбинации на выходе 77 и постоянного сигнала на одном из выходов дешифратора. Так в устройстве происходит измерение и запоминание сопротивления сухой изоляции и регулирование опорного напряжения, обес- печивакяцёго срабатывание блока 6 при начале увлажнения изоляции.

После остывания двигателя под дей- Ствием влажного воздуха сопротивление изоляции изменяется, это приводит к срабатьтанию блока 6 и реле 29, Контакты 30 дают питание на реле 19, контакты 20 которого обесточивают реле 23, что приводит к отключению цепей измерения блока 3 от обмоток и обнулению микросхем 77 и дешифратора, а также к включению микросхем 31-35 и включению контактора 15, контакты 16 которого подключают цепи подсушки к обмоткам двигателя 4. Через 20 мин реле 40 получает питание и своим контактом 41 обеспечивает реле 19, контактор 15 и цепи нагрева отключаются, обнулятся схемы 31-33, открьшается транзистор 39, который включает в работу схемы 36 и 37. Реле 23 через минуту получает питание, включает де

5

0

5

шифратор в работу и подключает цепи. измерения блока 3 к обмоткам. Вновь происходит измерение, запоминание сопротивления сухой изоляции и корректировка опорного напряжения блока 9. Новое снижение сопротивления изоляции приводит к повторению цикла защиты изоляции от увлажнения.

Если во время очередного измерения и запоминания сопротивления изоляции сигнал о срабатывании блока 7 совпадает с сигналом с последнего инвертирукнцего выхода дешифратора, срабатывает блок 12. Реле 80 получает питание, контакты 81 блокируют двигатель от включения его в сеть.

Пуск двигателя, если реле 80 обесточено, можно произвести в любой момент времени, при этом автоматически отключаются цепи измерения или подсушки.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить расход электроэнергии на защиту изоляции от увлажнения и идентифицировать причины снижения сопротивления изоляции.

25

30 Формула изобретения

Устройство защиты изоляции обмоток электродвигателя от увлажнения, содержащее источник напряжения и коммутационный блок, подключенные к питающей сети, блок питания, программный блок, выход которого подключен к коммутационному блоку, блок измерения сопротивления изоляции, два соединенных с блоком питания блока сравнения, входы которых подключены к блоку измерения сопротивления изоляции, а выход первого блока сравнения подсоединен к коммутационному блоку, блок .сигнализации, вход которого подключен к выходу второго блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения . расхода электроэнергии и идентификации причин изменения сопротивления Изоляции, оно дополнительно снабжено двумя блоками регулирования опорных напряжений, автоматом нулевой памяти и в блок сигнализации введены элементы блокировки, при этом источник низкого напряжения и блок измерения сопротивления изоляции подсоединены к обмоткам двигателя через коммутационный блок, первый вьпсод автомата нуле

вой памяти через блоки регулирования опорных напряжений подсоединен к блокам сравнения, второй выход - к коммутационному блоку через блок сигнализации и блокировки, неуправляемые входы автомата нулевой памяти соединены с выходами программного блока и второго блока сравнения, а упра9ляемый вход - с выходом комму

тационного блока, управляемый выход коммутационного блока соединен с входом программного блока, блоки регулирования опорных напряжений, сигнализации и блокировки, программный блок и автомат нулевой памяти соединены с блоком питания, который подключен к сети через коммутационный блок.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты изоляции от увлажнения. Цель изобретения - уменьшение расхода электроэнергии и идентификация причин изменения сопротивления изоляции. Сеть 8устройстве коммутационный блок 1 и источник 2 низкого напряжения, присоединены к питающей сети, блок 3 измерения сопротивления изоляции и источник 2 низкого напряжения присоединены к обмоткам двигателя 4 через коммутационный блок 1. Выход блока 3 измерения присоединен к блокам 6 и 7 сравнения. В устройстве при помощи блоков 6 и 7 ера нения,блоков 9и 10 регулирования опорных напряжений и автомата 11 нулевой памяти происходит измерение и запоминание сопротивления сухой изоляции, по значению которого устанавливается момент подключения источника 2 напрй- жения. Благодаря этому исключаются неоправданные подключения источника напряжения. 2 ил. с S (/) С

f5

/ f