Устройство для защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений Советский патент 1991 года по МПК H02H3/20 H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите асинхронных электродвигателей.

Цель изобретения - повышение надежности путем расширения возможностей по току, напряжению, быстродействию и удобству эксплуатации.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - выходная характеристика транзистора и вольт-амперная характеристика (ВАХ) защитной пороговой цепочки, построенная на семействе выходных характеристик транзистора с учетом его входной характеристики.

Устройство 1 для защиты асинхронного электродвигателя 2 от коммутационных перенапряжений содержит трехфазный двух- полупериодный выпрямитель 3, входные выводы 4-6 которого предназначены для подключения к выводам 7-9 фаз защищаемого электродвигателя 2, две защитные пороговые цепочки 10, 11 и вывод 12 для подключения к нулевой точке электродвигателя 2. Положительный 13 и отрицательный 14 выходные выводы двухполупериодного выпрямителя 3 связаны каждый через соот- ветствукпцую пороговую цепочку 10, 11 с выводом 12 для подключения к нулевой точке электродвигателя 2. В устройстве 1 каждая защитная пороговая цепочка 10, 11

О

Ьь

ы

&ь

о

ыполнена на высоковольтном транзисторе 15 n-p-n-тила, по меньшей мере двух резиторах 16, 17 и диоде 18. В каждой порогоой цепочке коллектор высоковольтного ранзистора 15 через первый резистор 16 оединен с базой этого транзистора, через второй резистор 17 соединен с его эмитте ром, который через анод-катод диода 18 содинен с коллектором этого транзистора. В устройстве имеется дополнительный резистор 19. Коллектор высоковольтного транзистора 15 первой пороговой цепочки 10 соединен с положительным выходным выводом 13 выпрямителя 3, эмиттер высоковольтного транзистора 15 второй пороговой цепочки 11 соединен с отрицательным выходным выводом 14 этого выпрямителя, эмиттер высоковольтного транзистора 15 первой пороговой цепочки 10 и коллектор высоковольтного транзистора 15 второй пороговой цепочки 11 объединены и через дополнительный резистор 19 соединены с выводом 12 для подключения к нулевой точке защищаемого электродвигателя 2. Выпрямитель 3 выполнен на диодах 20 - 25.

Устройство работает следующим образом.

Перенапряжения, возникающие на зажимах электродвигателя 2 при коммутациях, имеют Сложную знакопеременную форму. Диоды 20, 22, 24 проводят положительные полуволны перенапряжений, обеспечивая работу пороговой цепочки 10, а диоды 21, 23, 25 - отрицательные полуволны перенапряжений, обеспечивая работу пороговой цепочки 11. Обмотки электродвигателя 2 в пределах нормальных рабочих напряжений сети зашунтированы большим сопротивлением пороговых цепочек 10, 11, высоковольтные транзисторы 15 которых работают в режиме отсечки, когда напряжение и&э на база-эмиттерном переходе транзистора меньше порога е0 открытия транзистора. При этом ток через делитель 16, 17 значительно больше базового тока транзистора, а напряжение

Цб3 R1«+7R17 Кдел UK3 При напряжении на база-эмиттерном переходе Uea.a е0 ток базы равен нулю (фиг. 2 точка а характеристики). Напряжение не пороговой цепочке UK3.a соответствует порогу срабатывания защиты.

Напряжение Убэ.з е0 определяется заданным порогом Ure.a срабатывания защиты и делителем 16,17, изменяя коэффициент Кдел деления которого можно изменять положение точки а на характеристике 1б ч 0 и порог срабатывания защиты.

Наклон ВАК пороговой цепочки регулируется с помощью резистора 19.

Если напряжение сети находится в допустимых пределах, транзисторы 15 защитных цепочек 10, 11 закрыты и цепочки не оказывают влияния на работу электродвигателя.

При возникновении коммутационных перенапряжений транзисторы 15 соответст0 вующих защитных цепочек 10, 11 открываются (фиг, 2), по защитным цепочкам протекают демпфирующие токи, рассеивающие энергию коммутационного перенапряжения, что приводит к снижению

5 перенапряжений до допустимых уровней.

Пороговая цепочка 10 работает во время положительных полуволн перенапряжения, а во время отрицательных шунтируется своим открытым диодом 18. Пороговая це0 почка 11 работает во время отрицательных полуволн перенапряжений, а во время положительных также шунтируется открытым диодом 18. Диоды 18 цепочек 10, 11 предохраняют транзисторы 15 от пробоя при дей5 ствии обратных напряжений. Резистор 19 ограничивает ток через открытую пороговую цепочку при колебаниях напряжения силовой сети выше нормы, а также при перенапряжениях силовой сети от момента

0 срабатывания защит в виде плавких предохранителей, тепловых реле и других.

Применение высоковольтных транзисторов значительно расширяет диапазон защиты от коммутационных перенапряже5 ний. При длительности импульсов коммутационных перенапряжений менее 20 мкс транзисторные пороговые цепочки пропускают импульсный ток до 17 А, обеспечивая расширение возможностей защиты по току.

0 Возможность регулировки порога срабатывания защиты облегчает использование устройства защиты при питании электродвигателей от сетей с различными рабочими напряжениями.

5 Формула изобретения

Устройство для защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений, содержащее трехфазный двух- полупериодный выпрямитель, входные

0 выводы которого предназначены для подключения к выводам фаз защищаемого электродвигателя, две пороговые цепочки и вывод для подключения к нулевой точке электродвигателя, причем положительный и

5 отрицательный выходные выводы двухполу- периодного выпрямителя связаны каждый через соответствующую пороговую цепочку с выводом для подключения к нулевой точке электродвигателя,отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем

расширения возможностей по току, напряжению, быстродействию и удобству эксплуатации, в нем каждая пороговая цепочка выполнена на высоковольтном транзисторе n-p-n-типа, по меньшей мере двух резисторах и диоде, в каждой пороговой цепочке коллектор высоковольтного транзистора через первый резистор соединен с базой этого транзистора, через второй резистор соединенной с его эмиттером, который через анод-катод диода соединен с коллектором этого транзистора, в устройство введен дополнительный резистор, при этом коллектор высоковольтного транзистора первой

Ч Я

пороговой цепочки соединен с положительным выходным выводом указанного выпрямителя, эмиттер высоковольтного транзистора второй пороговой цепочки соединен с отрицательным выходным выводом этого выпрямителя, эмиттер высоковольтного транзистора первой пороговой цепочки и коллектор высоковольтного транзистора второй пороговой цепочки обь- единены и через дополнительный резистор соединены с выводом для подключения к нулевой точке защищаемого электродвигателя.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите асинхронных электродвигателей. Цель изобретения - повышение надежности путем расширения возможностей по току, напряжению, быстродействию и удобству эксплуатации. При допустимых напряжениях сети устройство 1 защиты не оказывает влияния на работу электродвигателя 2, т.к. высоковольтные транзисторы 15 защитных пороговых цепочек 10, 11 заперты. При возникновении коммутационных перенапряжений на выводах 7-9 электродвигателя 2 транзисторы 15 цепочек 10, 11 открываются и по этим цепочкам протекают демпфирующие токи, рассеивающие энергию коммутационного перенапряжения, что обеспечивает снижение перенапряжений до допустимых уровней. 2 ил.

Кдел-1 Ждел.2

fa

Фиг. 2