Устройство для тепловой защиты асинхронного электродвигателя Советский патент 1991 года по МПК H02H5/04 H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты асинхронных электродвигателей от перегрева, и может быть использовано в системах электропривода общепромышленных механизмов и установок.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы устройства для тепловой защиты асинхронного электродвигателя.

На чертеже представлена электрическая схема устройства для тепловой защиты асинхронного электродвигателя.

В цепь одной из фаз сети, питающей электродвигатель 1, последовательно включен источник оперативного тока, представляющий собой параллельное соединение полупроводникового диода 2 и дросселя с регулируемой индуктивностью 3, к клеммам которого входом подключен резистивный делитель 4 напряжения, выходные зажимы которого соединены с входами третьего резистора 5 и второго конденсатора 6, соединенных последовательно. На зажимы статорной обмотки электродвигателя 1 включены резисторы 7 и 8 и конденсатор 9, соединенные звездой. Конденсатор 9 соединен с последовательно соединенными резистором 10 и конденсатором 11. Нуль-орган 12 нагружен исполнительным реле 13. Резисторы 7, 8 и конденсатор 9 образуют первый RC-фильтр, резисторы 4, 5 и конденсаторы 6 образуют второй RC- фильтр. резистор 10 и конденсатор 11 третий RC-фильтр.

В качестве нуль-органа может быть использован стандартный компаратор напряжения или транзисторный усилитель, работающий в ключевом режиме, а дроссель с регулируемой индуктивностью выполнен с ферромагнитным сердечником и немагнитным зазором.

Устройство работает следующим образом.

Силовой ток электродвигателя 1 на зажимах дросселя с регулируемой индуктивностью 3 создает падение напряжения, величина которого в один из полупериодов питающего напряжения ограничивается полупроводниковым диодом 2 на уровне его прямого напряжения, что обусловливает несимметрию этого тока и появление в нем постоянной составляющей, уровень которой регулируется путем изменения индуктивности дросселя 3 за счет изменения величины его немагнитного зазора и контролируется вторым RC-фильтром постоянной составляющей. На зажимах конденсатора б этого фильтра выделяется напряжение, используемое в качестве опорного, величина которого определяется не только уровнем постоянной составляющей силового тока электродвигателя 1, но и коэффициентом передачи резистивного делителя 4 напряжения, включенного между источником оперативного тока и фильтром. Постоянная составляющая тока, протекая по статорным обмоткам электродвигателя 1, создает падение напряжения,

0 пропорциональное их активному сопротивлению, которое выделяется первым RC- фильтром постоянной составляющей, выполненным в виде соединенных звездой резисторов 7, 8 и конденсатора 9 и включен5 ным параллельно путем замыкания оперативного тока. Первый и третий фильтры постоянной составляющей образуют каскадное соединение, что резко увеличивает их результирующий коэффициент затухания

0 за пределами зоны прозрачности при практическом равенстве постоянных составляющих напряжений на зажимах конденсаторов 9 и 11.

Так как второй RC-фильтр постоянной

5 составляющей включен на зажимы источника оперативного тока, а первый и третий фильтры на зажимы его нагрузки, то при соединенных в одну точку их однопотенци- альных выводах выходные напряжения

0 фильтров, снимаемых с зажимов конденсаторов 6 и 11, оказываются направленными встречно друг относительно друга. Первое из этих напряжений, являющееся опорным, С помощью резистивного делителя 4 напря5 жения устанавливается равным выходному напряжению третьего RC-фильтра при максимально допустимой температуре перегрева обмоток электродвигателя 1. Поэтому при пуске и в номинальном режиме, когда

0 перегрев обмоток ниже допустимого, опорное напряжение превышает выходное напряжение третьего RC-фильтра и нуль-орган 12, контролирующий их разность, вырабатывает напряжение, обеспечивающее сра5 батывание исполнительного реле 13, контакт которого блокирует цепь включения электродвигателя 1.

По мере нагрева электродвигателя 1 активное сопротивление его обмоток возра0 стает, что приводит к повышению напряжения на зажимах конденсатора 11, и при максимально допустимом перегреве оно достигает опорного, в результате чего на выходе нуль-органа 12 напряжение исче5 зает, исполнительное реле 13 отключается и размыкает свой контакт в цепи управления электродвигателем 1, отключая тем самым его от питающей сети.

При обрыве одного из выводов конденсаторов 9 или 11 постоянная составляющая

напряжения на выходе третьего RC-филырэ останется практически неизменной, но вследствие уменьшения общего коэффициента затухания возрастет уровень переменной составляющей, в результате чего суммарное напряжение на входе нуль-органа 12 в некоторые моменты времени может уменьшиться до нуля, что в конечном итоге приведет к отключению исполнительного реле 13 и электродвигателя 1 от питающей сети. Именно поэтому можно сделать вывод о том, что применение в устройстве каскадного соединения двух фильтров постоянной составляющей не только повышает надежность работы за счет предотвращения воз- можности появления высокого напряжения на входе нуль-органа, но позволяет осуществлять самоконтроль его работоспособности.

Введение в источник оперативного тока устройства дросселя с ферромагнитным сердечником, сопротивление которого имеет главным образом индуктивный характер и поэтов является термостабильным, по- звслипо j сравнению с прототипом суще- ственно снизить тепловые потери энергии и на этой основе повысить экономичность работы устройства и обесгечить достижение поставленной .

Формула изобретения Устройство для тепловой защиты асинхронного электродвигателя, содержащее источник оперативного тока в виде полупро водникового диода, выводы которого пред- назначены для включения в одну фазу питающей сети, первый RC-фильтр постоянной составляющей, состоящий из соединенных в звезду двух резисторов и конденсатора, при этом свободные выводы указанных резисторов предназначены для подключения к другим соответс /юшим фазам питающей сети, второй RC-фильтр постоянной составляющей, состоящий из третьего резистора, резистивного делителя напряжения в виде регулируемого резистора и второго конденсатора, при этом первые выводы регулируемого резистора, источника оперативного тока в виде полупроводникового диода и свободный вывод конденсатора первого R С-фильтра объединены и через второй конденсатор подключены к первым выводам третьего резистора и нуль-органа, к выходам которого подключено исполнительное реле, отличаю щ е е- с я тем, что. с целью повышения надежности и экономичности, в него дополнительно введены дроссель с регулируемой индуктивностью, включенный параллельно источнику оперативного тока в виде полупроводникового диода, второй вывод которого соединен с вторым выводом регулируемого резистора, подключенного СБОИМ движком к второму выводу третьего резистора, третий R С-фильтр постоянной составляющей, состоящий из четвертого резистора и третьего конденсатора, общая точка которых подключена к второму входу нуль-органа, при этом свободный вывод четвертого резистора подключен к нулевой очке звезды первого R С-фильтра, а свободный вывод третье1 о конденсатора соединен с первым выводом регулируемого резистора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты асинхронных электродвигателей от перегрева, и может быть использовано в системах электропривода общепромышленных механизмов и установок. Цель изобретения - повышение надежности и экономичности. Указанная цель достигается за счет выполнения источника оперативного тока на базе соединенных параллельно и включенных в цепь одной из фаз питающей сети полупроводникового диода 2 и дросселя с регулируемой индуктивностью 3 и введения дополнительного RC-фильтра. На зажимы источника оперативного тока включен резистивный делитель напряжения 4, выход которого соединен с входом второго RC-фильтра постоянной составляющей, состоящего из резистора 5 и конденсатора 6. Первый RC-фильтр постоянной составляющей, выполненный в виде соединенных звездой резисторов 7, 8 и конденсатора 9, включен на зажимы статорной обмотки электродвигателя 1. Третий фильтр постоянной составляющей, содержащий резистор 10 и конденсатор 11, включен последовательно с первым RC-фильтром. Однопотенциальные выводы резистивного делителя напряжения 4, первого, второго и третьего RC-фильтров подключены к проводу, соединяющему источник оперативного тока с электродвигателем 1. При этом внешние выводы конденсаторов 6 и 11, соединенных последовательно, подключены к входу нуль-органа 12, выход которого нагружен исполнительным реле 13. 1 ил.