Устройство для защиты электродвигателя от перегрева Советский патент 1988 года по МПК H02H5/04 H02H7/85 

со

со

СП

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электродвигателей от перегрева.

Цель изобретения - повьшение на- дежности работы устройства путем улучшения точности моделирования теплового процесса.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит трансформатор 1 тока, включенный и цепь обмотки статора защищаемого двигателя, квадратор 2, тепловой аналог 3 электродвигателя, исполнительный орган 4, сумматор 5, преобразователь 6 температура - напряжение, блок 7 задания уставки, выполненный в виде источни- ка регулируемого постоянного напряжения , запоминающий элемент 8 и блок 9 сравнения, вьтолненный во втором компараторе.

Запоминающий элемент 8 включает накопительный конденсатор 10, ограничительный резистор 11, переключатель 12 режимов работы запоминающего элемента и повторитель напряжения на компараторе 13 с высоким входным сопротивлением .

Блок 9 сравнения образует второй компаратор 14, светодиоды 15 и 16, включенные встречно-параллельно в цепь отрицательной обратной связи i. компаратора 14 и предназначенные для выявления состояния равновесия компа- ратора, и токоограничивающие резисторы 17 и 18, имеющие равные сопротивления . .

Устройство работает следующим об- разом.

На вход квадратора 2 подается сигнал, пропорциональный току обмотки статора защищаемого электродвигателя с выхода трансформатора 1 тока. Квад- ратор 2 формирует вьжодной сигнал в виде напряжения, пропорциональный квадратору тока статора, который подается на вход теплового аналога 3 электродвигателя. В нем моделируются тепловые процессы, происходящие в защищаемом двигателе, и формируется напряжение, пропорциональное превьщ1ению температуры электродвигателя над тем- пературой окружающей среды. Это напряжение подается на первый вход сумматора 5, на второй вход которого подается выходной сигнал преобразователя 6 температура - напряжение, пропорциональный температуре окружающей среды.

Выходное напряжение сумматора пропорционально температуре электродвигателя. Далее этот сигнал поступает на первьй. вход исполнительного органа 4, где он сравнивается с напряжением уставки, подаваемым на второй вход выходного органа с выхода блока 7 задания уставки.

При увеличении нагрузки двигателя напряжение на выходе сумматора повышается и при достижении им уровня уставки исполнительный орган вырабатывает сигнал, по которому двигатель разгружается или отключается от сети

Выходное напряжение блока задания уставки должно соответствовать максимально допустимой температуре защищаемого электродвигателя. Допустимые температуры электрических мащин определяются многими факторами: нагрево- стойкостью изоляции обмоток и степенью ее износа, механической прочностью отдельных: деталей и изменением электрических характеристик материалов, а также состоянием окружающей среды и внешними воздействиями. Учесть все эти факторы и с достаточно высокой точп- ностью рассчитать допустимую температуру защищаемого электродвигателя и соответствующее ей напряжение уставки в условиях эксплуатации затруднительно .

Предлагаемое устройство содержит узлы, позволяющие автоматически определять уставку срабатывания устройства по результатам пробного запуска электродвигателя. Для определения уставки необходимо защищаемый двигатель ввести в предельно допустимый тепловой режим работы, а устройство - в режим наладки и запомнить выходное напряжение сумматора 5, которое соответствует данному режиму работы двигателя и представляет собой предельно допустимую температуру двигателя в определенном масщтабе. Далее напряжение на выходе блока задйния уставки устанавливается равным этому напряжению .

Выходное напряжение сумматора 5 запоминается следующим образом. Переключатель 12 из первого положения, при котором его общий контакт соединен с щиной нулевого потенциала и напряжение на выходе запоминающего элемента равно нулю, переводится во второе положение. При этом накопительный конденсатор 10 заряжается через ограничительный резистор 11. Напряжение между его зажимами становится равным выходному напряжению сумматор 5. После перевода переключателя в нейтральное положение накопительный конденсатор отключается от выхода сумматора и напряжение между его за- жимами и на выходе компаратора 13 остается равным выходному напряжению сумматора 5 в момент перевода переключателя из второго положения в третье.

Защищаемый двигатель после выполнения этих операций необходимо разгрузить или отключить от сети.

В блоке 9 сравнения напряжение уставки сравнивается с выходным напряжением запоминающего элемента 8.

Путем изменения выходного напряжения блока 7 задания уставки необходимо обеспечить одновременное по

я 3743254

гателя, исполнительный орган, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности путем улучщения точности моделирования теплового процесса, в него дополнительно введены блок задания устан ки, выполненный в виде источника регули-: руемого постоянного напряжения, преобразователь температура - напряжение, подключенный своим выходом к одному входу вновь введенного сумматора, блок сравнения, вход которого подключен к выходу вновь введенного запоминающего -элемента, вход которого соединен с первым входом исполнительного органа и с выходом сумматора, второй вход исполнительного органа соединен с выходами блока задания уставок и блока сравнения, а выход теплового аналога электродвигателя подключен к другому входу сумматора.

2. Устройство по п.I, отличающееся тем, что запоминающий

f5

20

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электродвигателей от перегрева. Целью изобретения является повьппение надежности путем улучщения точности моделирования теплового процесса. Цель достигается введением в устройство блока задания уставки. 7, преобразователя температура - напряжение 6, сумматора 5, запоминающего элемента 8. Переключатель 12 переводится из первого положения во второе. При этом накопительный конденсатор 10 заряжается через ограничительный резистор 11. Напряжение между его зажимами становится равным выходному напряжению сумматора 5. После перехода переключателя 12 в нейтральное положение накопительный конденсатор отключается от выхода сумматора 5 и напряжение на выходе компаратора 13 остается равным выходному напряжению сумматора 5 в момент перевода переключателя 12 из второго положения в третье. При этом выходное напряжение сумматора 5 запоминается. 2 з.п.ф-лы, I ил. с (Л

гасание светодиодов 15 и 16. При этом 25 элемент выполнен состоящим из nepe-j.

30

35

40

напряжение на выходе блока задания уставки равно выходному напряжению запоминающего элемента. Полученное таким- образом напряжение уставки соответствует максимально допустимой температуре защищаемого электродвигателя. На этом процесс наладки заканчивается.

Применение предлагаемого устройства позволяет исключить выход из строя защищаемого электродвигателя из-за чрезмерного перегрева и снизить вероятность ложных отключений. При этом не только повышается надежность работы электродвигателя, но значительно полнее используется его перегрузочная способность и уменьшаются ремонтно- эксплуатационные затраты, так как для наладки устройства и ухода за ним не -требуется высококвалифицированный об- служивающий персонал и специальное оборудование.

Формула изобретения

45

ключателя, нейтральное положение которого является входом запоминающего элемента, первое положение указанного переключателя соединено с нулевой шиной, второе его положение через первый ограничительный резистор соединено с первым выводом накопительного конденсатора и с иеинвертирующим входом повторителя напряжения, вы- полненного на компараторе, инвертирующий вход повторителя напряжения соединен с его ВЕЛСОДОМ, который является выходом запоминающего элемента, а второй вывод накопительного конденсатора соединен с нулевой шиной.

1, Устройство для защиты электро- 50 двигателя от перегрева, содержащее датчик тока, первичная обмотка которого имеет клеммы для включения в цепь статора электродвигателя, его вторичная обмотка подключена к входу квад- 55. ратора, выход которого соединен с входом теплового аналога электродви0

5

0

0 5.

5

ключателя, нейтральное положение которого является входом запоминающего элемента, первое положение указанного переключателя соединено с нулевой шиной, второе его положение через первый ограничительный резистор соединено с первым выводом накопительного конденсатора и с иеинвертирующим входом повторителя напряжения, вы- полненного на компараторе, инвертирующий вход повторителя напряжения соединен с его ВЕЛСОДОМ, который является выходом запоминающего элемента, а второй вывод накопительного конденсатора соединен с нулевой шиной.

3. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что блок сравнения выполнен состоящим из второго компаратора, второго и третьего равных по величине ограничительных резисторов, общий вывод которых подключен к инвертирующему входу второго компаратора, параллельно этому же входу и выходу указанного компаратора подсоединены два встречно-параллельно вклю- . ченных светодиода, при этом свободные вьюоды второго и третьего ограничительных резисторов являются соответственно входом и вьпсодом блока сравнения, а неинвертирующий вход второго компаратора соединен с нулевой щи- ной.