Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от обрыва и изменения чередования фаз Советский патент 1990 года по МПК H02H7/09 

25 (33

rbJ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей от обрыва и изменения чередования фаз. Цель изобретения - повышение надежности. При обрыве первой (А) или третьей (C) фазы напряжения на светодиоде и фототиристоре находятся в противофазе, что предотвращает открытие последнего и обуславливает отсутствие тока в исполнительном элементе. При обрыве второй (B) фазы напряжения U_AB и U_BC равны и совпадают по фазе, но недостаточны для пробоя стабилитрона, что приводит к запиранию фототиристора и отключению электроустановки исполнительным элементом 2. При изменении чередования фаз ток через светодиод оптрона 1 начинает протекать тогда, когда напряжение между второй и третьей фазами недостаточно для удержания исполнительного элемента 2 в сработавшем состоянии, что приводит к отключению электроустановки. 2 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей от обрыва и изменения чередования фаз.

Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения устройства.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма -линейных напряжений контролируемой трехфазной сети, поясняющая работу устройства;

На 4)иг.2 обозначено: t j, - момент пробоя стабилизатора; t - момент времени начала протекания тока через тиристор оптрона при прямом чередовании фаз; t - момент времени начала протекания тока через светодиод оптрона при обратном чередовании фаз;

и

сг

- уровень напряжения пробоя стабилитрона.

Устройство содержит оптрон 1, исполнительный элемент 2, зашунтирован- ньй ковденсатором 3, стабилитрон 4 и резистор 5. При том светодиод оптрона 1 через стабилитрон 4 и резистор 5 подключен к первой (А) и второй (в) фазам контролируемой сети, питающей электродвигатель 6.

, Фототиристор оптрона 1 и последовательно включенньй с ним исполни- тельньй элемент 2 подключены ко второй (В) и третьей (С) фазам контролируемой сети.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме на зажимах А, В, С (фиг.1) устройства действует трехфазная симметричная система питающего напряжения. Линейные напряжения и дь и сдвинуты относительно друг

напряжение, равное по величине оставшемуся линейному IJjj. В положительную полуволну напряжения фаза В имеет положительный потенциал относительно С. Обмотки электродвигателя 6, включенные в фазы В и С, выполняют функцию делителя напряжения, причем точка подключения к схеме оборванной фазы А через обмотку этой фазы имеет в данный момент отрицательный потенциал относительно фазы В. Поэтому через светодиод оптрона 1 ток не будет протекать, следовательно, тиристор останется запертым, а исполнительный элемент 2 отключенным. При обрыве фазы С напряжения U и Uj,c также находятся в противофазе, что препятствует протеканию тока через тиристор и исполнительный элемент. При обрыве фазы В напряжения ид,

25

30

35

40

и Нал совпадают по фазе, но по амплитуде меньше напряжения пробоя стабилитрона 4, что препятствует протеканию тока через светодиод оптрона 1 и фототиристоры. Таким образом, при обрыве любой из фаз подпитка схемы оборванной фазы,через обмотки электродвигателя не может вызвать протекание тока в цепи исполнительного эледруга на угол 120 эл.град. в сторону 5 которьй своими вторичными цеопережения U Д5, от Носительно Ug, (фиг.2). В устройстве используется стабилитрон 4 с напряжением пробоя, равным или большим половины амплитуды линейного напряжения. В этом случае под действием положительной полуволны напряжения U через светодиод оптрона 1 стабилитрон 4 и резистор 5 протекает управляющий ток (фиг.2, момент t . При появлении на аноде

времени i-p тиристора положительного напряжения и „с (момент времени t) он отпирается и остается включенным на протя кемии положительной полуволны напряжения.

55

пями отключает электродвигатель.

Предлагаемое устройство контролирует также порядок чередования фаз. При изменении чередования фаз источни ка напряжения, например, замене фаз А и С местами подключения линейных напряжений Кдр и Ugc сдвинуты на 120 эл.град. в сторону отставания Цд. относительно Ug,,. Поэтому в течение времени, когда к тиристору прило жена положительная полуволна напряже ния и ер, он остается запертым, так как через излучающий диод оптрона в это время ток не протекает.

При этом через исполнительный элемент 2 протекает ток, что приводит к его срабатьшанию и замыканию цепи включения защищаемого электродвигателя 6 (на фиг.1 не показаны). Одновременно происходит заряд конденсатора 3, обеспечивающего питание исполнительного элемента 2 в отрицательные полуволны напряжения и.

Рассмотрим работу устройства при обрыве одной из фаз, например фазы Л. В этом случае система трех сдвинутых относительно друг друга линейных нап- 5 ряжений превращается в однофазное

напряжение, равное по величине оставшемуся линейному IJjj. В положительную полуволну напряжения фаза В имеет положительный потенциал относительно С. Обмотки электродвигателя 6, включенные в фазы В и С, выполняют функцию делителя напряжения, причем точка подключения к схеме оборванной фазы А через обмотку этой фазы имеет в данный момент отрицательный потенциал относительно фазы В. Поэтому через светодиод оптрона 1 ток не будет протекать, следовательно, тиристор останется запертым, а исполнительный элемент 2 отключенным. При обрыве фазы С напряжения U и Uj,c также находятся в противофазе, что препятствует протеканию тока через тиристор и исполнительный элемент. При обрыве фазы В напряжения ид,

0

5

0

5

0

и Нал совпадают по фазе, но по амплитуде меньше напряжения пробоя стабилитрона 4, что препятствует протеканию тока через светодиод оптрона 1 и фототиристоры. Таким образом, при обрыве любой из фаз подпитка схемы оборванной фазы,через обмотки электродвигателя не может вызвать протекание тока в цепи исполнительного эле5 которьй своими вторичными це5

пями отключает электродвигатель.

Предлагаемое устройство контролирует также порядок чередования фаз. При изменении чередования фаз источника напряжения, например, замене фаз А и С местами подключения линейных напряжений Кдр и Ugc сдвинуты на 120 эл.град. в сторону отставания Цд. относительно Ug,,. Поэтому в течение времени, когда к тиристору приложена положительная полуволна напряжения и ер, он остается запертым, так как через излучающий диод оптрона в это время ток не протекает.

5 16

в момент времени t, когда напряжение на излучающем диоде оптотирис- тора превысит напряжение пробоя стабилитрона, через светодиод протекает ток, но напряжение на аноде тиристора в это время упадет до уровня, меньшего напряжения удержания или срабатывания исполнительного реле и он останется отключенным. Исполнительный элемент обесточен и своими вторичными цепями отключает нагрузку.

Таким образом, данное устройство обеспечивает защиту трехфазных асинхронных электродвигателей от обрыва фаз и от изменения чередования как в сетях с нулевым проводом, так и в сетях с изолированной нейтралью. Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от обрыва и изменеUA5

Uc

СТ

io t, i

Фиг. 2

6

кия чередования фаз, содержащее опт- рон, резистор и исполнительный элемент, при этом цепь из последовательно включенных резистора и светодиода оптрона имеет выводы для подключения к первой и второй фазам контролируемой сети, цепь из последовательно включенных исполнительного элемента

и фототиристора оптрона имеет выводы для подключения к второй и третьей фазам контролируемой сети, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности, в него дополнительно введены стабилитрон,включенный р цепь светодиода оптрона, и конденсатор, подключенньй параллельно исполнительному элементу, причем анод стабютитрона соединен с анодсм светодиода оптрона.

f