Устройство для температурной защиты электродвигателя Советский патент 1988 года по МПК H02H5/04 

И.обретеиие относится к .тсктротч хнике и может быть nciio.TbaoEUiHO для зашиты :)лектрических маишн, реагирующих на гоковые перегрузки и на отклонения от нормальной температуры.

Целью изобретения является повьпнение точности путем компенсации динамической но|-реп1ности нозиеторов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 5 временные диаграммы напряжений и токов па элементах схе.мы при работе устройства.

Устройство состоит из термодатчика, вы- полнепного на нос.тедовательно соедипен1П1|х нозисторах 1, которые установлены в лобовых частях обмоток электродвигателя. В двух фазах обмоток электродвигателя имеются клеммы для подключения соответственно первичпых обмоток двух трансформато)ов тока, вторичные обмотки 2 и 3 которых соединены соответстнепно с входами первого 4 и вгорого Г) фильтров, выходы последних соединены с вх(хчами сумматора (i. Импульс- rcne)aio) 7 соединен с пе)вым входо.м ре|улятора 8 скважности, второй вход ко- Topoi o соединен с выходом сумматора 6. В1,1ходы регу.тятора 8 скважности подключены к позисторам 1, причем первый из них подключен через резистор 9, а второй непосредственно. 11арал.тельио выводам термодатчика и.з позисторов 1 подключены после- Д()ваге.1ьно соединенные между собой диод К) и конденсатор II. 1 аралле,тьно копденса ropv нодк.тючен ключ 12, связанный с ис- но.тпите.тьн1)1м органом 115 и коммутапионпым аппаратом 14.

стройсгво раб(гтаег следуюпгим об)азом

Имну.тьсн1)1Й генератор 7 вырабатывает импу, прямо го.тьпой формы положи- тельпой полярности сгабильпой частоты и д.тите.тьности (фиг. 2). Импульсы напряжения подаются с выхода генератора 7 па не()вый вход регулятора 8 скважности, при этом в термочувствительной цепи, состоя- nieii из пос.к-довательно соединенных нозиеторов 1 и резистора 9, подключенных к выходам нм у.тятора 8 скважности, протекает имну.пьсный ток (фиг. 3). который создает cooTBCTCTBenfH) падение напряжения на по- .зисгорах 1 и езисторс 9.

Падение папряжепия, нропорниона.тьное электрическому сопротивлепию нозиеторов 1, подается на копдепсатор 11 через диод К). Одповремепно на второй вход регулятора 8 скважности подается папряжепие с сум.мато- ра (), поступающее с вторичных обыоток перво1() 2 н BTOpoi o 5 грансформаторов токи соответсгвенно через первый 4 и второй п фильтры, пропорциональные сумме токов в ({) обмотках заниипаемого электродви- | ате.тя, чти позво.тяет бо.тее точпо (j)oi)Mn- роват) ун)авляк)111.ий сигнал па втором входе регу.тятора Ь скважности.

Ианряже |ие, постунак)П1ее с суммаго и)в () на второй вход ре.; .ято)а Н скважности.

0

5

0

5

0

5

является для него управляющим и влияет па длительность импульсов тока, протекаю- niero в термочувствительной цепи, состоящей из последовательно соединенных позисторов 1 и резистора 9. С увеличением нагрузки э, 1ектродвигателя потребляемый им ток уве- .тичивается и одновременно увеличивается управ.тяющее напряжение и длительность имну.тьсов тока, протекаюн1,его в термочувствительной цепи (фиг. 4 и 5).

При минимальном токе в обмотках электродвигателя и небольших перегрузках (например, до 21Н), когда скорость нарастания температуры обмоток электродвигателя ма- ;ia, по термочувствительной цепи позисторам 1 и резистору 9 протекает импульсный ток, не вызывающий саморазогрев по- зисторов 1. Динамическая погрешность позисторов 1 в это.м случае практически отсутствует и их тепловое состояние, а соответственно, и электрическое сопротивление определяются тепловым состоянием обмоток электродвигателя.

При бо.тыних нерег рузках, например, болыпе 21Н, когда скорость нарастания температуры обмоток заметно увеличивается и дипамическая погрешность позисторов 1 также увеличивается, длительность импульсов тока, протекающего в термочувствительной цепи, возрастает пропорционал1 но токовой нагрузке электродвигателя, и за счет этого происходит дополнитель}|ый нагрев позисторов 1, что обеспечивает их ускоренное срабатывание и компенсацию динамической погрешности (инерционности позисторов). Величина эквива.лентного тока, протекаюпгего в термочувствительпой цепи определяется выражением

и„ /..

R,K, Т

0

5

где L lin Ri

напряжение источника питания; cyMMapiioe сопротивление позисторов;

сопротивление резистора 9; - длител ьность импульса тока, протекающего в термочувствительпой цепи (фиг. 2);

Тпериод импульса тока (фиг. 2).

При достижении темнературы срабатывания позисторов 10 вследствие их нагрева от обмоток электродвигателя (при неболь- П1ИХ перегрузках электродвигате.тя до 21 Н) или их комбинированного нагрева от обмо- гок электродвигателя и за счет тока, про- Q текак)п1его в термочувствит ельной цепи (при больп1их перегрузках электродвигателя и токах болыпе 2IH), электрическое сопротив- .лепие позисторов 10 резко возрастает, что приводит к увеличению падения папряже- ния па пих и уве.тичению напряжения па 5 конденсаторе 1 1 coiласно выражения

UJ I-L HN

R.+R

Если напряжение на конденсаторе 1 1 достигает порога срабатывания ключа, срабатывает исполнительный орган 13, воздей- ствуюпхий на коммутационный аппарат 14, и перегретый электродвигатель отключается от источника питания. Напряжение срабатывания ключа 12 определяется только сопротивлением позисторов I и не зависит от величины тока в термочувствительной цепи.

В режиме нормальных частых пусков (что характерно для многих электроприводов), когда электродвигатель уже достаточно нагрет, за счет теплового действия эквивалентного тока А, протекающего в термочувствительной цепи, может произойти опережающее срабатывание позисторов 1, хотя температура обмоток электродвигателя пе превышает допустимой для данного класса изоляции.

Для устранения опережающего срабатывания ггозисторов 1 фильтры 4 и 5 обеспечивают нарастание управляюп1ег-о сигнала па втором входе регулятора 8 скважности, поступающее с сумматора 6, в зависимости от вре.мени действия пускового тока.

В предлагаемом устройстве по сравнению с известным достигается большая точность срабатывания защиты электродвигателя благодаря протеканию по позистора.м, встроенным в обмотку электродвигате.пя, импульсного тока, пропорпиопальпого величине тока в фазных обмотках, за счет чего обеспечивается компенс апия .динамической погрешности позисторов при .чюбых ско)ос0

5

0

5

0

тях нарастания температуры обмотки, зави- сящ.ей от нагрузки электродвигателя.

Формула изобретения

Устройство для температурной зани1ты электродвигателя, содержащее термодатчик, выполненный на последовательно соединенных позисторах, которые устанавливаются в лобовых частях обмоток электродвигателя, параллельно выводам термодзтчика подключены последовательно соединенные диод и конденсатор, два трансформатора тока, первичные обмотки которых содержат клеммы для подключения в соответствующие фазы питания электродвигателя, а также исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем компенсации динамической погрен|ности позисторов, в устройство допо,ппительно введены импульсный генератор, регулятор скважности, резистор, первый и второй фильтры, сумматор и ключ, при этом импульсный гене|)а- тор соединен с первым входом регу,пято- ра скважности, первый вьгход которого через резистор, а второй - непосредственно подключены к выводам термодатчика, к вторичным обмоткам трансфор.маторов тока подключены соответственно первый и второй фильтры, выходы которых соединены с входами сумматора, выход сумматора соединен с вторым входом регч лятора скважности. пара. 1. 1е, 1ьпо к()нденсато п подключен к, 1юч, выход которого подсоединен к исполнительно м у о р Г а н у.

Изобретение относится к области члек- тротехники и может быть использовано для защиты электрически.х маижн, реагируюн1их на токовые перегрузки и на отклонения от нормальной температуры. Целью изобретения является noBbiujenne точности путем компенсации динамической погрен1ности позис- торов. Поставленная цель достигается за счет введения в устройство импульсного генератора 7, регулятора скважности 8, резистора 9, первого и 4 и второго 5 фильтров, сумматора 6 и ключа 12. За счет дополнительного подогрева позисторов импульсным током, длительность протекания которого регулируется в регуляторе скважности 8 и прямо пропорциональна величине тока нагрузки, обеспечивается компенсация динамической погрешности позисторов при любых скоростях нарастания температуры об.мотки, зависяп1ей от нагрузки электродвигателя. 5 ил. (О (Л ел с:) О5