Устройство для тепловой защиты электродвигателя Советский патент 1988 года по МПК H02H5/04 H02H7/08 

10

15

20

25

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах защит электродвигателя переменного тока, работающих в повторно-кратковременном режиме.

Цель изобретения - повыщение надежности работы тепловой защиты электродвигателя.

На чертеже представлен один из возможных вариантов устройства, выполненный с использованием рёлейно- контактных элементов,

Трехфазньй электродвигатель 1 подключен к зажимам 2 сети переменного тока магнитным пускателем 3. Обмотки двух фаз электродвигателя

Iподключены вторым магнитным пускателем 4 к источнику постоянного тока, выполненному в виде мостового выпрямителя 5 и трансформатор 6, подключенный к зажимам 2 сети переменного тока.

В цепь постоянного тока включен в качестве эталонного измерительного резистора измерительный шунт 7. Один вход узла сравнения 8 подключен через первый фильтр постоянной составляющей напряжения (ПСН) 9 к источнику постоянного напряжения. Второй вход узла сравнения 8 подключен через второй фильтр ПСН 10 к шунту измерительному 7- Выход узла сравнения 8 подключен к катушке второго промежуточного реле 11. Цепь питания узла сравнения 8 подключена к выпрямительному мосту 5. Обмотка магнитного пускателя 3 подключена к зажимам 2 сети через кнопку Стоп 12, кнопку Пуск 13, замыкающий блок-контакт 14 реле .Q

IIи размыкающий блок-контакт 15 второго магнитного пускателя 4. Самоподхват магнитного пускателя 3 осуществляет его замыкающий контакт 16, шунтирующий контакты 13 и 14. Обмотка второго магнитного пускателя 4 подключена через замыкающий контакт 17 промежуточного реле 18, размыкающий контакт 19 реле времени 20 и размыкающий блок-контакт 21 магнит30

35

45

не только к выходу узла сравнения 8 но также и к выпрямительному мосту 5 через замыкаюпи1й контакт 25 реле 11 и последовательно включенную параллельную цепь размыкающих контактов 26 и 27 магнитного пускателя 3 и реле 18. Сигнальная лампа 28 подключена к зажимам 2 через замыкающи контакт 29 реле 11.

Узел сравнения 8, собранный, например, на основе микросъемного усилителя постоянного тока, работаю щего в режиме компаратора, настроен так, что, когда потенциал сигнала на выходе первого фильтра ПСН 9 выше потенциала сигнала на выходе вто рого фильтра ПСН 10, второе промежу точное реле 11 выключено, а когда потенциал сигнала от второго фильтр ПСН 10 больше потенциала от первого фильтра ПСН 9, реле 11 включено. Фильтры ПСН 9 и 10 пропускают тольк постоянную составляющую напряжения, а его переменную составляющую шунтируют.

Потенциал на выходе второго филь ра ПСН 10 пропорционален постоянном току, протекающему по обмоткам двиг теля от выпрямителя 5, а потенциал на выходе первого фильтра ПСН 9 про порционален постоянному напряжен ию выпрямителя 5.

Установка определенных коэффициентов пропорциональности в узле сра нения 8 соответствует срабатыванию этого узла при определенном сопротивлении обмоток электродвигателя. Причем, колебания напряжения сети на работу узла сравнения не влияют.

Предлагаемое устройство тепловой защиты электродвигателя работает следующим образом.

В исходном состоянии магнитные пускатели 3 и 4 и реле 11, 18 и 20 отключены. Двигатель 1 отключен от зажимов. 2 сети и от источника посто янного тока. Трансформатор 6 подклю чен к зажимам 2 сети. Узел сравнения 8 и первый фильтр ПСН 9 запитан

ного пускателя 3, Обмотка промежуточ- постоянньм напряжением от выпрями0

5

0

5

Q

0

5

5

не только к выходу узла сравнения 8, но также и к выпрямительному мосту 5 через замыкаюпи1й контакт 25 реле 11 и последовательно включенную параллельную цепь размыкающих контактов 26 и 27 магнитного пускателя 3 и реле 18. Сигнальная лампа 28 подключена к зажимам 2 через замыкающий контакт 29 реле 11.

Узел сравнения 8, собранный, например, на основе микросъемного усилителя постоянного тока, работающего в режиме компаратора, настроен так, что, когда потенциал сигнала на выходе первого фильтра ПСН 9 выше потенциала сигнала на выходе второго фильтра ПСН 10, второе промежуточное реле 11 выключено, а когда потенциал сигнала от второго фильтра ПСН 10 больше потенциала от первого фильтра ПСН 9, реле 11 включено. Фильтры ПСН 9 и 10 пропускают только постоянную составляющую напряжения, а его переменную составляющую шунтируют.

Потенциал на выходе второго фильтра ПСН 10 пропорционален постоянному току, протекающему по обмоткам двигателя от выпрямителя 5, а потенциал на выходе первого фильтра ПСН 9 пропорционален постоянному напряжен ию выпрямителя 5.

Установка определенных коэффициентов пропорциональности в узле сравнения 8 соответствует срабатыванию этого узла при определенном сопротивлении обмоток электродвигателя. Причем, колебания напряжения сети на работу узла сравнения не влияют.

Предлагаемое устройство тепловой защиты электродвигателя работает следующим образом.

В исходном состоянии магнитные пускатели 3 и 4 и реле 11, 18 и 20 отключены. Двигатель 1 отключен от зажимов. 2 сети и от источника постоянного тока. Трансформатор 6 подключен к зажимам 2 сети. Узел сравнения 8 и первый фильтр ПСН 9 запитаны

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в схемах защит электродвигателей ft переменного тока, работаюнщх в повторно-кратковременном режиме. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство после каждого отключения двигателя от сети подключает его обмотку к источнику 5 измерительного постоянного напряжения на время, достаточное для контроля величины измерительного тока. Если сопротивление обмотки электродвигателя из-за перегрева не.превышает допустимой величины, то каждый раз срабатывает узел 8 сравнения, который разрешает следующее подключение электродвигателя к сети.При перегреве обмотки выше допустимой величины не включается узел 8 сравнения и следующее подключение электродвигателя к сет-и невозможно, пока температура его обмоток не снижается до установленного значения. 1 ил. § (Л

ного реле 18 подключена через замыкающий контакт 22 пускателя 3 и кнопку 23 по включения защиты, шунтирующие замыкающий контакт 17 и размыкающий контакт 19. Обмо-тка реле вре- мени 20 подключена к сети через замыкающий контакт 24 магнитного пускателя 4, Катушка реле 11 подключена

теля 5. Напряжение на входе фильтра 10 равно нулю. Напряжение на выходе узла сравнения 8 и на обмотке реле .11 равно нулю,

Перед первым пуском необходимо нажатием на кнопку 23 подготовить устройство к работе. При этом, реле 18 получает питание через кнопку 23

и самоподхватывается. Подключается к сети обмотки второго магнитного пускателя 4, который подключает отключенные от зажимов 2 сети обмотки электродвигателя 1 к выпрямителю 5. Одновременно пускатель 4 подключает к зажимам 2 сети обмотку реле времени 20, которое по истечении уставки, достаточной для выполнения контрольной проверки величины сопротивления обмоток двигателя, отключает пускатель А и, тем самым, приводит устройство Б. исходное состояние. Если во время контрольной проверки пропорциональная постоянному току величина потенциала на выходе второго фильтра пен 10 превысит пропорциональную постоянному напряжению величину потенциала на выходе первого фильтра пен 9, что соответствует допустимому по нагреву сопротивлению обмоток двигателя, то узел сравнения включает реле 11, которое самоподхватится от выпрямителя 5, подготовит к пуску двигателя цепь катушки пускателя 3 и подключит сигнальную лампу 28, подтверждающую готовность к пуску.

Для пуска двигателя необходимо нажать кнопку Пуск 13. При этом, катушка магнитного пускателя 3 получает питание от сети через кнопки 12 и 13, блокирующий контакт 14 реле 11 и блокирующий конт акт 15 пускател 4. Пускатель 3 самоподхватывается, подключает двигатель 1 к зажимам 2 сети, разрывает сеть обмотки второго магнитимого пускателя 4 и подключает обмотку промежуточного реле 18, которое готовит к подключению цепь обмотки магнитного пускателя 4. Размыкающие контакты в цепи обмотки второго промежуточного реле 11 отключает это реле от выпрямителя 5.

Устройство предназначено для защиты двигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме и при очередном отключении двигателя от сети кнопкой 12, пускатель 3 отключается и своим размыкающим контактом 21 подключает катушку пускателя 4 к сети через подготовленную цепь контактов реле 18 и 20,

Пускатель 4 подключает отключенные от зажимов 2 сети обмотки электродвигателя 1 к выпрямителю 5 и производится контроль величины сопротивления обмоток двигателя так, как

0

5

0

5

0

5

0

5

это описано выше при описании подготовки устройства к работе. Если в процессе работы сопротивление обмоток двигателя не превышает допустимой по нагреву величины, то реле 11 включается при каждой проверке, выполняемой при каждом отключении двигателя от сети. Реле 11 остается включенным до следующего опуска, т.е. запоминает то, что двигатель не перегрет и сигнализирует о готовности двигателя к пуску с помощью лампы 28, Если двигатель перегреется в сопротивление его обмоток превысит допустимое по нагреву, то реле 11 не включится при очередной проверке и не позволит произвести последующий отпуск двигателя. Сигнальная лампа 28 при этом не включается и свидетельствует о перегреве обмоток двигателя,

В этом случае следующий залуск можно произвести лишь после того, как обмотки двигателя остынут настолько, что при контрольной проверке с помощью кнопки 23 произойдет включение реле 11,

Предлагаемое устройство может быть выполнено также и на базе бесконтактных силовых и релейных элементов.Так в качестве пускателей 3 и А могут быть использованы тиристоры, а в качестве реле 11, 18 и 20 - микросхемные модули. В тех случаях, когда в схеме управления электродвигателем предусмотрено динамическое торможение выпрямленным током, применение пускателя 4, выпрямителя 5, реле 18 и 20 не требуется, так как все эти элементы входят в схему динамического торможения. Контрольная проверка величины сопротивления обмоток двигателя производится при этом во время динамического торможения по его току и напряжению.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет надежно защищать электродвигатель переменного тока, работающий в повторно-кратковременном режиме от перегрева, так как не содержит элементов, эксплуатационный относительный дрейф параметров которых соизмерим с изменением сопротивления обмоток электродвигателя при нагреве.

Формула изобретения

Устройство для тепловой защиты электродвигателя, содержащее первый

магнитный пускатель, силовые контакты которого имеют клеммы для подключения к сети питания электродвигателя, первый вывод - клемму для подключения к одной из фаз сети питания электродвигателя, источник постоянного напряжения и узел сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьниения надежности, в него введены второй магнитный пускатель, первое промежуточное реле, реле времени, первые выводы обмоток которых соединены между собой и подключены к первому выводу обмотки первого магнитного пускателя, второй вывод которой подключен к цепочке из последовательно соединенных размыкающего блок-контакта второго магнитного пускателя, замыкающего блок-контакта введенного второго промежуточного реле, кнопки Пуск и Стоп, свободный вывод последней имеет клемму для подключения к другой фазе сети питания электродвигателя,трансформатор, первичная обмотка которого подсоединена к первому выводу первого магнитного пускателя и свободному выводу кнопки Стоп, его вторичная обмотка подключена к входу источника постоянного напряжения, выполненного в виде выпрямительного моста, первые выводы силовых контактов второго магнитного пускателя имеют клеммы для подключения к сети питания электродвигателя, вторые его вывбды - один непосредственно,а другой ерез введенный измерительный шунт подключены к соответствующим выходам выпрямительного моста, первый и второй фильтры постоянной составляющей напряжения (пен), выходами подключенные к соответствующим входам узла сравнения, при этом входы первого фильтра ПСН подключены к выходу выпрямительного моста, входы второго фильтра ПСН - к регулируемым выводам измерительного шунта, первый вывод узла сравнения через последовательно соединенные обмотку второго промежуточного реле, первый размыкающий

блок-контакт первого магнитного пускателя, второй замыкающий блок-контакт второго промежуточного реле

подключен к одному выходу выпрямительного моста, точка соединения обмотки второго промежуточного реле и первого вывода узла сравнения подключена к другому выходу выпрямительного моста, параллельно первому размыкающему блок-контакту первого магнитного пускателя подключен первый размыкающий блок-контакт первого промежуточного реле, точка соединения

.блок-контакта и другого вывода обмотки второго промежуточного реле подсоединена к второму выводу узла сравнения, второй вывод обмотки второго магнитного пускателя подключен

к цепочке из последовательно соединенных второго размыкающего блок-контакта первого магнитного пускателя, размыкающего контакта с выдержкой времени реле времени и замыкающего

контакта первого промежуточного реле, второй вывод обмотки первого промежуточного реле подключен к точке соединения второго размыкающего блок-контакта магнитного пускателя

и размыкающего контакта с выдержкой времени реле времени, к одному выводу введенной кнопки включения защиты и к одному выводу замыкающего блок- контакта первого магнитного пускателя, второй вывод обмотки реле времени подключен к одному выводу замыкающего блок-контакта второго магнитного пускателя, а свободные выводы замыкающего блок-контакта первого промежуточного реле, кнопки включения защиты, замыкающего блок-контакта первого магнитного пускателя и замыкающего блок-контакта второго магнитного пускателя соединены между собой и под- ключены к свободному выводу кнопки Стоп, при этом параллельно кнопке Пуск и замыкающему блок-контакту второго промежуточного .реле подключен второй замыкающий блок-контакт первого магнитного пуска

теля.