Устройство для защиты от перегрузки и обрыва фаз обмотки асинхронного двигателя Советский патент 1989 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно для защиты соединенной в звезду статорной обмотки трехфазного асинхронного двигателя.

Целью изобретения является увеличение надежности.

На фиг. 1 представлена электрическая принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство для защиты от перегрузки и обрыва фаз обмотки асинхронного двигателя содержит реле 1, контакты которого включены в цепь питания катушки магнитного пускателя,.трансформатор 2 тока, динистор 3, диод 4,

первый 5 и второй 6 тиристоры, первый 7 и второй 8 диоды, а также резистор 9. Анод первого тиристора 5 соединен с точкой соединения реле 1 и диода 4, его катод - с анодом первого диода 7 и второго тиристора 6, а управляющий электрод - с анодом второго диода 8 и одним из выводов резистора 9, катод второго тиристора 6 соединен с. одним ;Из выводов вторичной обмотки транс- )форматора 2 тока, а также с фазой, отстающей по отношению к той, в кото-. рую включена первичная обмотка трансформатора 2 тока, катод второго диода 8 соединен с фазой, в которую включена первичная обмотка трансформатора 2 тока, катод первого диода

ел

3151

7 и второй вывод резистора 9 соединены с фазой, отстающей по отношению к той, с которой соединены катод вто рого тиристора 6 и один из вьшодов вторичной обмотки трансформатора 2 тока, а управлякиций электрод второго тиристора 6 соединен с катодом динис тора 3, анод которого соединен с другим выводом вторичной обмотки транс- форматора 2 тока.

Устройство работает следующим образом.

При пуске электродвигателя через его обмотки, а следовательно, и че- рез первичную обмотку трансформатора 2 тока протекает пусковой ток, величина которого в несколько раз превышает величину номинального тока. На фиг. 2 мгновенное значение пускового тока показано в виде кривой i „иск. Так как обмотки электродвигателя включены в звезду, то этот ток является и фазньм и линейным. Известно, что для большинства асинхронных ко- роткозамкнутых электродвигателей средней мощности коэффициент мощности при пуске составляет 0,25 0,35, что соответствует отставанию линейного тока i д пчек. по отношению к соответствующему фазному напряжению ид на угол 76-69 эл.град. Во вторичной обмотке трансформатора 2 тока индуктируется ЭДС, достаточная для перевода динистора 3, а также тирис- тора 6 в проводящее состояние. Однако для перевода тиристора 6 в проводящее состояние необходимо вьтолне- ние двух условий - наличие достаточного по величине тока, протекающего через его управляющий переход, и достаточного по величине и положительного по знаку напряжения на его аноде относительно катода. Как видно из фиг. 2, второе условие выполняет- ся лишь при фазовом угле, меньшем 60 эл.град., так как при большем фазовом угле мгновенное значение линейного напряжения начинает пре- вьтать мгновенное значение линейного напряжения .11 .

По мере разгона электродвигателя происходит увеличение коэффициента мощности электродвигателя (т.е. уменьшение угла сдвига фаз между

соответствующими напряжениями и токами) и .уменьшение значения линейного тока. Второе условие перевода тиристора 6 в проводящее состояние на

5 0 5 0 5 0 с

0

5

чинает выполняться для большинства асинхронных короткозамкнутых электродвигателей средней мощности при скольжении от 0,45 до 0,55, однако ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора 2 тока, индуктирует в его вторичной обмотке ЭДС уже недостаточную для перевода динистора 3, а также тиристора 6 в проводящее состояние. Разгон электродвигателя завершается при достижении равенства между электромагнитным вращающим и тормозным моментами. Установившемуся режиму (близкому к номинальному) на фиг. 2 соответствует кривая мгновенного значения линейного тока 1дц. Таким образом, при работе электродвигателя в режиме, близком к номинальному, динистор 3, а следовательно, - и тиристоры 6 и 5 находятся в непроводящем состоянии, а значит, катушка реле 1 не получает питания. Электрическая энергия, выделяемая на резисторе 9 в номинальном режиме, невелика и не оказывает существенного влияния на электрические характеристики пускорегулирующего и защитного устройства в целом.

При возрастании механической нагрузки на валу электродвигателя происходит увеличение тока, протекающего через, первичную обмотку трансформатора 2 тока,, а также незначительное снижение коэффициента мощности. Так, например, при увеличении механической мощности в 1,5 раза по сравнение с номинальной происходит увеличение потребляемого тока также примерно в 1,5 раза и снижение коэффициента мощности на 2-6%. Этому режиму перегрузки на фиг. 2 соответствует кривая 1д пер. При этом выполняются оба условия включения тиристора 6, а значит, и тиристора 5, поскольку через управляющий переход последнего протекает анодный ток тиристора 6, Включение тиристора 5 обеспечивает подачу фазного напряжения Ug на катушку реле 1. При фазовом угле cot, равном 60 эл.град., тиристор 6 выключается, поскольку перестает вьтолняться второе условие его включения, однако тиристор 5 остается в проводя1цем сос- тоянии, поскольку в проводящее состо яние переходит диод 7, что обеспечивает подачу фазного напряжения U на катушку реле 1, Таким образом, катушка реле 1 получает питание в

течение времени, достаточного для его срабатьтания. Контакты реле 1, включенные в цепь Магнитного пускателя электродвигателя, обеспечивают его отключение.

При обрьше одной или двух фаз (а также при значительной несимметрии фазных напряжения) между точками N и N (фиг. 1) образуется напряжение, которое выпрямляется диодом 4 и прикладьшается к катушке реле 1. При зтом также происходит отключение электродвигателя.

Формула изобретения Устройство для защиты от перегруз ки и обрыва фаз обмотки асинхронного двигателя, содержащее реле, контакты которого включены в цепь питания катушки магнитного пускателя, трансформатор тока первичная обмотка которого имеет клеммы для включения в первую фазу питающей сети, динис- тор и диод, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности, в него введены первый и второй тиристоры, первый и втооой пиоды

А В С Н

о о

резистор, при этом анод первого тиристора соединен с точкой соединения первого вывода обмотки реле и диода, его катод - с анодами первого диода и второго тиристора, управляющий электрод - с анодом второго диода и одним из вьтодов резистора, катод второго тиристора соединен с одним

0 из выводов вторичной обмотки трансформатора тока и имеет клемму дл подключения к второй фазе, отстающей по отношению к той, в которую включена первичная обмотка трансформатора 5 тока, катод первого диода и второй вывод резистора имеют клемму для соединения с третьей фазой, отстающей по отношению к второй, а управляющий электрод второго тиристора сое0 динен с катодом динистора, анод ко- . торого соединен с другим выводом вторичной обмотки трансформатора тока, второй вывод обмотки реле имеет клемму для соединения с нулевым про5 водом питающей сети, а свободный вьшод диода имеет клемму для соединения с нулевой точкой электродвигателя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно для защиты соединенной в звезду статорной обмотки трехфазного асинхронного двигателя. Цель изобретения - повышение надежности. Для этого в устройство введены первый и второй тиристоры, первый и второй диоды, а также резистор, причем анод первого тиристора соединен с точкой соединения реле и диода, его катод - с анодами первого диода и второго тиристора, а управляющий электрод - с анодом второго диода и одним из выводов резистора, катод второго тиристора соединен с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора тока. 2 ил.

О

Фиг.1

А пуск

фиг,1