Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийного режима Советский патент 1988 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, п частности к устро1к:тпам, предназначенным д.пя 3iMiuiTbi электродвигатс.мей от неиолнофазных режимов, перегрузки и or недопустимой асимметрии напряжений питающей электросети. Цель и:ид )ротения - повышение чувствительности и быстродействия при нарушении электробезопасности при асимметрии напряжений. На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит два измерительных трансформатора 1 и 2 с двумя первичными обмотками с разным числом витков и выводами для включения первых обмоток в разноименные две фазы, а вторых, встречнО; направленных, - к первым в третьей фазе питания электродвигателя, при этом к край- ним выводам вторичных обмоток присоединен фазочувствительной детектор 3, к одной диагонали которого подключена входная цепочка блока 4 контроля перегрузки (БКП) состоящая из последовательно соединенных диода 5, потенциометра 6 и первого.резистора 7, со средним выводом потенциометра 6 через ограничительный резистор 8 первым выводом соединена времязадающая цепочка блока 4 контроля перегрузки, состоящая из параллельно включенных конденсатора 9 и второго резистора 10, второй вывод которой соединен с общей точкой первого резистора и анодом тиристора 11 БКП 4, шунтирующего балластный резистор фазочувст- вительного детектора, управляющий электрод тиристора через третий резистор 12 и. пороговый элемент 13 соединен с первым выводом времязадающей цепочки БКП 4, исполнительный элемент 14, соединенный со средними выводами вторичных обмоток измерительных трансформаторов, тиристор- ную оптолару 15, светодиод которой включен последовательно с четвертым резистором 16 и стабилитроном 17 в цепь между нулевой точкой статорной обмотки и корпусом электродвигателя, анод тиристора оп- топары через дополнительный резистор 18 соединен с общей точкой диода 5 и потенциометра 6, а катод - с первым выводом времязадаюпяей .цепочки БКП 4.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе электродвигателя величины ЭДС Е, и Ej. вторичных обмоток равны, но сдвинуты по фазе на угол, близкий к 90. Фазочувствительный детектор 3 находится в состоянии равновесия, сигнал на исполнительном элементе 14 отсутствует.

При обрыве одного из фазных проводов угол фазового е.гвига между токами трехфазной сети изменяется, изменяется и угол сдвига между Н, и Е-,,. Нарушается равенство значений , чти величин. На входе исполнительного j.ni Meuva 14 появляется сигнал. В

результате этого исполнитсль-пый элемент 14 срабатывает и его контакты огключают электродвигатель.

При перегрузке электродвигателя, не нарушающей фазовой симметрии, увеличивают- ся лишь значения Е и из которых например Е,, контролируется блоком контроля перегрузки, БКП выполнен в виде бескон-. тактного реле времени с выдержкой времени, зависящей от величины перегрузки. При

0 увеличении Е сверх установленного уровня, который устанавливается потенциометром 6 БКП 4, через некоторое, время открывается тиристор 11 БКП 4 и шунтирует балластный резистор фазо.чувствительного детектора 3.

г Равновесие фазочувствительного детектора 3 нарушается, в результате этого срабатывает исполнительный элемент 14.

Из-за отпосительно большой ёмкости конденсатора 9 БКП 4 кратковременные и поэтому неопасные перегрузки электродвигателя устройство не фиксиру€т, не допуская необоснованного отключения электродвига- теля.

В местностях, где к одной электросети подключены однофазные и трехфазные по5 требители, часто возникает значительная асимметрия фазных напряжений, вызывающая дополнительное нагревание обмотки электродвигателей, подключенных к такой сети. В этих случаях между корпусом и средней точкой соединения статорной обмотки электродвигателя появляется напряжение, величина которого контролируется при помоихи тиристорной оптопары 15. При симметрии напряжения, допустимой нормами, тиристорная оптопара 15 закрыта.

При определенном напряжении пробивается стабилитрон 17, в цепи светодиода оптопары появляемся, входной ток срабатывания, диод начинает облучать тиристор оптопары, последний открывается. На выходной цепи оптопары через диод 5 БКП 4 ре0 зистор 18 на пороговом элементе 13 БКП появляется- напряжение. Величина этого напряжения открывает пороговый элемент 13 и на управляющем электроде тиристора 11, шунтирующего балластный резистор фазос чувствительного детектора 3, появляется сигнал срабатывания. Равновесие фазочувствительного детектора .разбалансируется, в результате этого срабатывает исполнительный элемент 14, контакт которого отключает электродвигатель.

0

5

Кратковременная асимметрия напряжения устройством не фиксируется благодаря инерции контура заряда БКП, не допуская необоснованного отключения электродвигателя.

Применение тиристорной оптопары позволяет значительно увеличить чувствитемь- ность схемы, уменьшить величину сигнала срабатывания, так как необходимый сигнал

epa6aTv,iBanHH, поступающий па вход диода оитопары, на порядок меньше сигнала срабатывания электромагнитного реле.

Увеличение чувствительности определяет и быстродействие устройства, а это очень важно с точки зрения электробезопаспости. особенно в случаях, когда в результате замыкания на корпус электродвигателя последний попадает под напряжение, а также в случаях, когда в нулевом проводе ошибочно появляется напряжение.

Преимуществом устройства является и то, что повышается надежность работы устройства в смешанных трехфазно-однофаз- ных сетях, так как контроль неполнофазно- го режима осуществляется по двум параметрам - при помощи контроля фазового сдвига между напряжениями (токами), питающими электродвигатель, и по напряжению нулевой последовательности, которое измеряется между корпусом и средней точкой соединения статорной обмотки электродвигателя.

Устройство обеспечивает более высокую достоверность и надежность контроля аварийных режимов, при этом значительно уменьшается материалоемкость из-за значительного уменьшения количества элементов.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийного режима, содержащее два измерительных трансформатора с двумя первичными обмотками с разным числом витков п выводами для включения первых обмоток в разноименные фазы, а вторых, встречно направленных - к первым

0

в третьей фазе питания электродвигателя, при этом к крайним И)водам вторичных обмоток присоединен фазочувствительный детектор, к одной. днагонали которо1 о подключена входная цепочка блока контроля перегруза, состоящая из последовательно соединенных диода, потенциометра и первого резистора, к среднему выводу потенциометра через ограничительный резистор подключена первым выводом времязадаю- П1ая цепочка элемента контроля нерегрузки, состоящая из параллельно включенных конденсатора и второго резистора, второй вывод которой соединен с общей точкой первого резистора и анода тиристора, шунтиру5 ющего балластный резистор фазочувстви- тельного детектора, при этом управляющий электрод тиристора через третий резистор и пороговый элемент соединен с первым выводом времязадаюшей цепочки, четвертый реQ зистор, стабилитрон и исполнительный элемент, соединенный со средними выводами вторичных обмоток измерительных трансформаторов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия при нарушении электробезопасности в результате асимметрии напряжений питающей сети, оно дополнительно снабжено четвертым резистором, стабилитроном и тиристорной оптопарой, светодиод которой снабжен выводами для подключения через

Q последовательно соединенные четвертый резистор и стабилитрон к нулевой точке статорной обмотки и корпусу электродвигателя, анод тиристора оптопары через дополнительный резистор соединен с общей точкой диода и потенциометра, а катод - с первым вы5 водом времязадающей цепочки блока контроля перегрузки.

5

Изобретеиие OTFUX ITCH к лектроте.хни- ке, в частности к устройствам, иредиазна- че1И1ым д:1я ; ,аи1И 1ы ъ.мектродвигателей от не- полнофазиы.х ри/кимов, перегрузки и от недопустимой асимметрии напряжений гпп аю- П1ей сети. Цель изоб1)с1ения повьппепие чувствительносги и o . ciiXi.ieiH iBn; при па- рутении лектроГ)с : ,(,г. . Micrii в результате- асимметрии наиряи-л ;: : питающей и. ти Устройство содер/кпт измери 1 е. 1ьпы транс(})()рматора I -, 2, (Ьазоч) вствительньи детектор 3, O/KJK K(iii:j)o,iH пС Лесрузки 4, С :- ст()Я1Ций из диода 5. |1О1 еи а Ометра (i. пер Boi o резистора 7, ограничительного резпсто ра 8, конденсатора 9, второго резистора И), тиристора II, третьего резистора 12 и порогового i.iLMciira 13 исио. пштельиый э. меиг 14. тиристорнук) ч.топару 15. четвертый резистор Ui, ст;1бплитрон 17, догкхтнн- те. резистор IS. Мри асим.метрии фазных напряжеии сети между корпусом и средней TO iKoii соединения статорпой обмотк; э.мектро двигателя ноявляется напряжение, при опреде.ченном уровне которого пробпьа- ется стаби. i;iTi)OH 17, в пени светодио.и: ои- т(И1а)Ы ипяв.чяется в.ходной v r;:; ;:: iiiiui- ния, гиристор онтонары oTKpi-iBaci csr м мере;, диод 5, резпс юр 18 и. )вый ь.че- мент цегп унрав;1е11ия нороговьгм ь.цементом 13 подаетея ианряжение. Тиристор I I открывается, шунтирует ба.1/1астный ()езистор 1| азочувствите;П)) детектора 3, которыГ разбаланспруется и выз,1;ает срабатыванп; ИС1().;Н11 re.ii) i. 14. к.-Т()р1,п Г;- к.иочаО . iCK po.LiUM :; . i :i.;. .45te SJAa. О о ff