Устройство для защиты электродвигателя от аномальных режимов работы Советский патент 1991 года по МПК H02H7/08 H02H5/04 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электродвигателя от перегрузки и неполно- фазного режима.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг.2 - схема аналога лямбда-диода с подстроечным резистором; на фиг.З - воль- тамперная характеристика аналога лямбда- диода.

Устройство содержит измерительный резистор 1. включенный своими выводами в одну из фаз питания электродвигателя, выпрямитель 2, подключенный входными зажимами к выводам измерительного, резистора 1. усилитель 3, аналог лямбда-диода 4, исполнительный орган 5. Анод 6 аналога 4 лямбда-диода соединен с первым входным зажимом 7 исполнительного органа и положительным полюсом 8 выпрямителя 2. Второй входной зажим 9 исполнительного органа 5 соединен с первым выходным зажимом 10 усилителя 3, второй выходной зажим 11 усилителя 3 подключен к отрицательному полюсу 12 выпрямителя 2. Катод 13 аналога 4 лямбда-диода подключен к управляющему входу 14 усилителя 3. Аналог 4 лямбда-диода выполнен на двух полевых транзисторах 15,16 с каналами проводимости разного типа, соединенных своими стоками 17,18, а исток 19 транзистора 16 соединен затвором 20 транзистора 15, затвор 21 транзистора 16 Р-типа подключен к точке соединения последовательно соединенных резисторов 22,23. Свободный вывод резистора 22 соединен с истоком полевого транзистора 15 в общую точку, являющуюся анодом 6 аналога лямбда-диода 4; Свободный вывод резистора 23 соединен с затвором 20 транзистора 15 n-типа в общую точку, являющуюся катодом 13 аналога 4 лямбда-диода. Выходные зажимы 24,25 исполнительного органа 5 включены в цепь управления электродвигателем. Между управляющим входом 14 усилителя 3 и отрицательным полюсом 12 выпрямителя 2 включен накопительный конденсатор 26. Выпрямитель 2 выполнен по схеме параллельного удвоения напряжения на диодах 27,28 и конденсаторах 29.30. В качестве измерительного резистора 1 может быть использован нагревательный элемент теплового реле. В качестве усилителя 3 - биполярный транзистор, в качестве исполнительного органа 5 - симисторный оптрон. Коллектор транзистора является первым зажимом 10, эмиттер - вторым зажимом 11, база - управляющим входом 14. Электроды светодиода 31 являются входными-зажима- ми 7,9, а электроды симисторы 32 - выходными зажимами 24,25 исполнительного органа 5. Вместо цепочки из последовательно соединенных резисторов 22,23 может быть использован резистор 33, подвижный контакт 34 которого соединен с затвором 21 транзистора 16 Р-типа.

Устройство работает следующим образом.

Ток, потребляемый электродвигателем, создает на измерительном резисторе 1 падение напряжения, которое через выпрямитель 2 поступает на налог 4 лямбда-диода. В нормальном режиме при наличии напряжения положительной полярности через аналог 4 лямбда-диода протекает ток по цепи: положительный полюс 8 выпрямителя 2 - анод 6 катод 13 - управляющий вход 14 (база транзистора) - второй выходной зажим 11 (эмиттер транзистора) - отрицатель- ный полюс 12 выпрямителя 2, а исполнительный орган 5 входными зажимами 7,9 через усилитель 3 (транзистор открыт) подключен к выпрямителю 2,. С ростом тока, потребляемого электродвигателем, растет приложенное к аналогу 4 лямбда-диода напряжение. Ток в цепи аналога 4 лямбда-диода сначала тоже растет, при некотором напряжении Un, соответствующем допустимой перегрузке электродвигателя, он достигает максимального значения I макс, а затем резко уменьшается. Уменьшение тока в цепи аналога 4 лямбда-диода приводит к изчезновению тока в выходной цепи 10-11 усилителя 3 (транзистор запирается), погасанию светодиода 31 исполнительного органа 5 и запиранию симистора 32 э цепи управления электродвигателем.

В описании дан пример выполнения аналога 4 лямбда-диода по схеме удвоения

напряжения на диодах 27,28 и конденсаторах 29,30, чем обеспечивается повышение напряжения на аналоге 4 лямбда-диода, на входе 7,9 исполнительного органа 5 и повышение тем самым чувствительности устройства к перегрузкам.

Включение накопительного конденсатора 26 на входе усилителя 3 обеспечивает при возникновении перегрузки электродвигателя задержку появления сигнала на входе усилителя 3 и исполнительного органа 5. Время задержки определяется временем заряда конденсатора 26, т.е. его емкостью и это позволяет отстроится от кратковременных перегрузок электродвигателя.

Характеристика аналога 4 лямбда-диода формируется полевыми транзисторами 15,16 и подбором сопротивлений резисторов 22,23 или перемещением подвижного

контакта 34 подстроечного резистора 33. В последнем случае упрощается настройка порога срабатывания устройства.

Обрыв цепи неконтролируемых фаз А или В приводит к увеличению тока в фазе С

и, если этот ток окажется больше допустимого, повышению напряжения на аналоге 4 лямбда-диода, запиранию транзистора после заряда конденсатора 26, погасанию светодиода 31,запиранию симистора 32 в цепи

управления электродвигателем. Обрыв цепи контролируемой фазы С приводит к изчезновению напряжения на выходе выпрямителя 2, погасанию светодиода 31, запиранию симистора 32 в цепи управления

электродвигателем.

Предлагаемое устройство проще устройства-прототипа. Оно не требует дополнительного источника питания, не требует длинных соединительных проводников, может располагаться непосредственно в корпусе магнитного пускателя или в общем шкафу управления, обеспечивает индивидуальное отключение электродвигателя как при его перегрузке, так и при неполнофазном режиме.

Формула изобретения 1. Устройство для защиты электродвигателя от аномальных режимов работы, содержащее датчик тока для установки в фазе питающей сети, выход которого подключен к входу выпрямителя, реагирующий орган, подключенный к выходу выпрямителя, исполнительный орган, транзисторный усилитель, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, реагирующий орган выполнен в виде аналога лямбда-диода, содержащего два полевых транзистора с каналами разного типа проводимости, соединенных своими стоками.

цепь из последовательно соединенных первого и второго резисторов, затвор первого полевого транзистора р-типа подключен к точке соединения резисторов, свободный вывод первого резистора соединен с истоком полевого транзистора n-типа, свободный вывод второго резистора - с истоком полевого транзистора р-типа и с затвором транзистора n-типа, точка соединения свободного вывода первого резистора с истоком полевого транзистора п-типа, являющегося анодом аналога лямбда-диода, соединена с первым входом исполнительного органа и положительным полюсом выпрямителя, точка соединения истока транзистора р-типа с затвором транзистора n-типа, являющегося катодом аналога лямбда-диода, подключена к базе транзисторного усилителя и первому выводу накопи- тельного конденсатора, точка соединения второго вывода накопительного конденсатора и эмиттера транзисторного усилителя подключена к отрицательному полюсу выпрямителя, коллектор транзисторного усилителя подсоединен к второму входу исполнительного органа.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью снижения металлоемкости, датчик тока выполнен в виде измерительного резистора.

-3. Устройство поп.1,отличающеес я тем, что, с целью повышения чувствительности к перегрузкам и снижения электропотребителя, выпрямитель выполнен в виде умножителя напряжения.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности. Цель достигается введением в устройство измерительного резистора 1, включенного в одну из фаз питания электродвигателя, выпрямитель 2 аналога лямбда-диода 4. При перегрузке электродвигателя увеличивается напряжение на выходе выпрямителя 2. Ток, протекающий через него, усиливается и поступает на вход исполнительного органа 7. Последний, срабатывая, отключает электродвигатель. Выполнение отделителя 2 по схеме умножения повышает чувствительность устройства, накопительный конденсатор 26 на входе усилителя 3 обеспечивает задержку. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг. 2

/

IMOKC

1н Ixx

0 Uxx

UH

Фиг.З

un и