Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от обрыва фазы питающей сети Советский патент 1991 года по МПК H02H7/09 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автоматизированном электроприводе, включающем различные преобразователи тока и напряжения.

Цель изобретения - повышение эффективности использования оборудования и повышение надежности защиты путем фильтрации высших гармонических составляющих.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - эквивалентные схемы включения реактивных элементов при различных режимах работы.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя 1 от обрыва фазы питающей сети содержит два дросселя 2, 3, два конденсатора 4, 5, первое токовое реле 6 с двумя замыкающими контактами 7, 8, второе токовое реле 9 с двумя замыкающими контактами 10, 11, третье токовое реле 12 с двумя замыкающими контактами 13, 14. Управляющие входы токовых реле снабжены выводами для включения их последовательно в линии питания соответствующих фаз электродвигателя 1 между выводами фаз электродвигателя и замыкающими контактами силового контактора включения электродвигателя. Первые выводы первого 7 и

О

ю о о о

00

второго 8 замыкающих контактов первого токового реле 6 соединены с первыми выводами первого дросселя 2 и первого конденсатора 4 соответственно, а первые выводы первого 10 и второго 11 замыкающих контактов второго токового реле 9 соединены с первыми выводами второго дросселя 3 и второго конденсатора 5 соответственно. В устройстве имеются третий дроссель 15, третий конденсатор 16, двухвходовое реле 17 времени с задержкой срабатывания по сигналу на его первом управляющем входе 18, имеющее второй вход 19 задания мгновенного срабатывания, два замыкающих контакта 20, 21, четыре размыкающих контакта 22, 23, 24, 25 и шесть переключающих контактов 26, 27, 28, 29, 30, 31. Первое 6, второе 9 и третье 12 токовые реле снабжены каждое четырьмя размыкающими контактами 32, 33, 34 и 35, 36, 37, 38 и 39, 40, 41, 42 и 43 соответственно. Второй вывод первого дросселя 2 через параллельно соединенные замыкающую группу первого переключающего контакта 26 реле 17 времени и первый размыкающий контакт 32 первого токового реле 6 соединен с первым управляющим выводом токового реле 6, предназначенным для подключения к выводу первой фазы электродвигателя 1. Второй вывод второго дросселя 3 через параллельно соединенные замыкающую группу второго переключающего контакта 27 реле 17 времени и первый размыкающий контакт 36 второго токового реле 9 соединен с первым управляющим выводом токового реле 9, предназначенным для подключения к выводу второй фазы электродвигателя 1, последующей по отношению к его первой фазе. Первые выводы первого 13 и второго 14 замыкающих контактов третьего токового реле 12 соединены с первыми выводами третьего дросселя 15 и третьего конденсатора 16 соответственно. Второй вывод третьего дросселя 15 через параллельно соединенные замыкающую группу третьего переключающего контакта 28 реле 17 времени и первый размыкающий контакт 40 третьего токового реле 12 соединен с первым управляющим выводом третьего токового реле 12, предназначенным для подключения к выводу третьей фазы электродвигателя 1, предыдущей по отношению к его первой фазе. Второй вывод первого конденсатора 4 через замыкающую группу четвертого переключающего контакта 29 реле 17 времени соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта 7 первого токового репе 6, а через второй размыкающий кон гак г 33 первого токового реле 6 - с первым управляющим выводом этого токового реле 6. Второй вывод второго конденсатора 5 через замыкающую группу пятого переключающего контакта 30 реле 17 времени соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта 10 второго токового

реле 9, а через второй размыкающий контакт 37 второго токового реле 9 - с первым управляющим выводом этого токового реле 9. Второй вывод третьего конденсатора 16 через замыкающую группу шестого пере0 ключающего контакта 31 реле 17 времени соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта 13 третьего токового реле 12, а через второй размыкающий контакт 41 третьего токового реле 12 - с первым управ5 ляющим выводом этого токового реле 12. Первый вывод первого дросселя 2 через первый размыкающий контакт 22 реле 17 времени соединен с первым выводом второго дросселя 3, через второй размыкающий

0 контакт 23 реле 17 времени соединенным с первым выводом третьего дросселя 15. Первый вывод первого конденсатора 4 через третий размыкающий контакт 24 реле 17 времени соединен с первым выводом ето ро5 го конденсатора 5, через четвертый размыкающий контакт 25 реле 17 времени соединенным с первым выводом третьего конденсатора 16. Первый вывод первого дросселя 2 через третий размыкающий кон0 такт 34 первого токового реле 6 соединен с первым управляющим выводом третьего токового реле 12, а первый вывод первого конденсатора 4 через четвертый размыкающий контакт 35 первого токового реле 6 со5 единен с первым управляющим выводом второго токового реле 9. Первый вывод второго дросселя 3 через третий размыкающий контакт 38 второго токового реле 9 соединен с первым управляющим выводом перво0 го токового реле 6, а первый вывод второго конденсатора 5 через четвертый размыкающий контакт 39 второго токового реле 9 соединен с первым управляющим выводом третьего токового реле 12. Первый вывод

5 третьего дросселя 15 через третий размыкающий контакт 42 третьего токового реле 12 соединен с первым управляющим выводом второго токового реле 9, а первый вывод третьего конденсатора 16 через четвертый

0 размыкающий контакт 43 третьего токового реле 12 соединен с первым управляющим выводом первого токового реле 6.

Вторые выводы первого 2, второго 3 и третьего 15 дросселей через размыкающие

5 группы соответственно первого 26, второго 27 и третьего 28 переключающих контактов реле 17 времени объединены в одну общую точку. Вторые выводы первого 4, второго 5 и третьег о 16 конденсаторов через размыкающие группы соответственно четвертого 29,

пятого 30 и шестого 31 переключающих контактов реле 17 времени объединены в другую общую точку. Второй вывод второго замыкающего контакта 8 первого токового реле 6 через первый замыкающий контак 20 реле 17 времени соединен с вторым выводом второго замыкающего контакта 11 второго токового реле 9, через второй замыкающий контакт 21 реле 17 времени соединенным с вторым выводом второго замыкающего контакта 14 третьего токового реле 12. Первый управляющий вход 18 реле 17 времени является входом устройства подключения к замыкающему блок- контакту силового контактора включения электродвигателя 1, а второй вход 19 задания мгновенного срабатывания реле 17 времени соединен с дополнительными выходами первого б, второго 9 и третьего 12 токовых реле таким образом, что мгновенное срабатывание реле 17 времени осуществляется только при одновременном нахождении всех токовых реле в сработан1 ном состоянии.

Устройство работает следующим образом.

При наличии напряжения, приложенного к зажимам А, В, С, замыкаются силовые контакты магнитного пускателя, токовые реле 6, 9, 12 срабатывают, замыкая контакты 7, 10, 13, 8, 11, 14 и размыкая контакты 38. 42, 32, 36, 40, 33, 34, 37, 41, 35, 39, 43. На управляющий вход 19 реле 17 времени поступает сигнал запрета выдержки времени, Реле 17 времени срабатывает по управляющему входу 18 как реле мгновенного действия, при этом контакты 26, 27, 28, 29, 30, 31. 20, 21 замыкаются, а контакты 22, 23, 24, 25 размыкаются, на зажимы электродвигателя (ЭД) 1 поступает трехфазное симметричное напряжение, при этом элементы 2, 3, 15 и 4, 5,16 образуют симметричный силовой резонансный фильтр (СРФ), который уменьшает уровень высших гармоник в сети. Упрощенно, без контактов, схема подключения элементов представлена на фиг.2а,

С исчезновением напряжения в одной из фаз сети питания, например, подключенной к зажиму А, реле тока 6 возвращается в исходное состояние, размыкая контакты 7, 8 и замыкая контакты 32,33,34, 35. При этом напряжение, приложенное к зажиму В, через замкнутый контакт 35, фазосдвигающий конденсатор 4 и замкнутый контакт 33 поступает на первую фазу электродвигателя 1, а напряжение, приложенное к зажиму С, через замкнутый контакт 34, фазосдвигающий дроссель 2 и замкнутый контакт 32 поступает на первую фазу электродвигателя 1. Таким образом, электродвигатель 1, продолжая бесперебойную работу, переводится в режим однофазного конденсаторного двигателя с 100%-ным использованием габаритной мощности (фиг.2б). При появлении 5 напряжения на зажиме А реле тока 6 срабатывает, размыкая контакты 32, 33, 34/35 и замыкая контакты 7, 8. При этом электродвигатель 1 переходит без перебоя в трехфазный режим работы, а элементы 2, 4

0 вновь включаются как СРФ (фиг.2а).

При отсутствии напряжения в одной из фаз сети питания, например, подключенной к зажиму А, пуск электродвигателя 1 происходит в следующем порядке: включаются

5 замыкающие контакты силового контактора, реле тока 9, 12 срабатывают, замыкая контакты 10, 13, 11, 14 и размыкая контакты 38, 42, 36, 40, 37, 41, 39, 43. Реле тока 6 находится в отключенном состоянии, кон0 такты 7, 8 разомкнуты, контакты 32, 33, 34, 35 замкнуты.

Реле 17 времени .введено в устройство для обеспечения пусковых режимов электродвигателя и может быть стандартным, на,5 пример РВ-59. При исчезновении напряжения в одной из фаз сети питания во время пуска электродвигателя 1 реле тока 6, 9, 12 в зависимости оттого, в какой фазе нет напряжения, формируют на входе 19 реле

0 17 времени сигнал включения выдержки времени. Контакты 26, 27, 28, 29, 30, 31, 20, 21, 24, 25, 22, 23 срабатывают с задержкой времени, необходимой для разгона электродвигателя 1. При полнофазном режиме ра5 боты все три токовых реле находятся во включенном состоянии, на второй управляющий вход 19 реле времени 17 подается сигнал на запрещение выдержки времени. Дроссели 2, 3, 15 оказываются соеди0 ненными параллельно между собой через контакты 26, 27. 28, 22, 23 реле 17 времени, и напряжение с третьего вывода электродвигателя 1, сдвинутое по фазе, через замкнутые контакты 34, 32 реле 6 подается на

5 первый вывод электродвигателя 1, а конденсаторы 4, 5,16 соединены параллельно между собой через контакты 29, 30, 31, 24, 25 реле 17 времени.

Напряжение с второго вывода электро0 двигателя 1, сдвинутое по фазе, через замкнутые контакты 35, 33 реле 6 тока подается. на первый зажим электродвигателя 1. Электродвигатель разгоняется в однофазном режиме, при этом параллельно соединенные

5 элементы 2, 3. 15 и 4, 5, 16 используются как пусковой дроссель и пусковой конденсатор соответственно (фиг.2в). По окончании выдержки времени контакты 26, 27, 28, 29, 30, 31, 20, 21 замыкаются, а контакты 22, 23, 24, 25 размыкаютс, и электродвигатель 1 переходит в однофазный режим с подключением элементов по схеме фиг.26.

Таким же образом предлагаемое устройство обеспечивает бесперебойную работу электродвигателя при исчезновении напряжения в любой из фаз сети питания.

Положительный эффект, создаваемый изобретением, заключается в том, что в трехфазном режиме работы три конденсатора и три дросселя работают как силовой резонансный фильтр, а при пропадании одной из фаз сети питания используются как рабочие и пусковые емкости и дроссели.

Формула изобретения Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от обрыва фазы питающей сети, содержащее два дросселя, два конденсатора, первое токовое реле с двумя замыкающими контактами, второе токовое реле с двумя замыкающими контактами, третье токовое реле с двумя замыкающими контактами, причем управляющие входы токовых реле снабжены выводами для включения их последовательно в линии питания соответствующих фаз электродвигателя между выводами фаз электродвигателя и замыкающими контактами силового контактора включения электродвигателя, при этом первые выводы первого и второго замыкающих контактов первого токового реле соеди- нены с первыми выводами первого дросселя и первого конденсатора соответственно, а первые выводы первого и второго замыкающих контактов второго токового реле соединены с первыми выводами второго дросселя и второго конденсатора соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования оборудования и повышения надежности защиты путем фильтрации высших гармонических составляющих, в устройство введены третий дроссель, третий конденсатор, двухвходовое реле времени с задержкой срабатывания по сигналу на его первом управляющем входе, имеющее второй вход задания мгновенного срабатывания, два замыкающих контакта, четыре размыкающих контакта и шесть переключающих контактов, первое, второе и третье токовые реле снабжены каждое четырьмя размыкающими контактами соответственно, причем второй вывод первого дросселя через параллельно соединенные замыкающую группу первого переключающего контакта реле времени и первый размыкающий контакт первого токового реле соединен с пер- вым управляющим выводом первого токового реле, предназначенным для подключения к выводу первой фазы электродвигателя, второй вывод второго дросселя через параллельно соединенные замыкающую группу второго переключающего контакта реле времени и первый размы- кающий контакт второго токового реле соединен с первым управляющим выводом этого токового реле предназначенным для подключения к выводу второй фазы электродвигателя, последующей по 0 отношению к его первой фазе, первые выводы первого и второго замыкающих контактов третьего токового реле соединены с первыми выводами третьего дросселя и третьего конденсатора соответственно, вто- 5 рой вывод третьего дросселя через параллельно соединенные замыкающую группу третьего переключающего контакта реле времени и первый размыкающий контакт третьего токового реле соединен с первым 0 управляющим выводом третьего токового реле, предназначенным для подключения к выводу третьей фазы электродвигателя, предыдущей по отношению к его первой фазе, второй вывод первого конденсатора 5 через замыкающую группу четвертого переключающего контакта реле времени соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта первого токового реле, а через второй размыкающий контакт 0 первого токового реле - с первым управляющим выводом этого токового реле, второй вывод второго конденсатора через замыкающую группу пятого переключающего контакта реле времени соединен с вторым 5 выводом первого замыкающего контакта второго токового реле, а через второй размыкающий контакт второго токового реле - с первым управляющим выводом этого токового реле, второй вывод третьего конденса- 0 тора через замыкающую группу шестого перекпючающего контакта реле времени соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта третьего токового реле, а через второй размыкающий контакт третье- 5 го токового реле - с первым управляющим выводом этого токового реле, первый вывод первого дросселя через первый размыкающий контакт реле времени соединен с первым выводом второго дросселя, через 0 второй размыкающий контакт реле времени соединенным с первым выводом третьего дросселя, первый, вывод первого конденсатора через третий размыкающий контакт реле времени соединен с первым выводом 5 второго конденсатора, через четвертый размыкающий контакт реле времени соединен- ным с первым выводом третьего конденсатора, первый вывод первого дросселя через третий размыкающий контакт первого токового реле соединен с первым

управляющим выводом третьего токового реле, а первый вывод первого конденсатора через четвертый размыкающий контакт первого токового реле соединен с первым управляющим выводом второго токового реле, первый вывод второго дросселя через третий размыкающий контакт второго токового реле соединен с первым управляющим выводом, первого токового реле, а первый вывод второго конденсатора через четвертый размыкающий контакт второго токового реле соединен с первым управляющим выводом третьего токового реле, первый вывод третьего дросселя через третий размыкающий контакт третьего токового реле соединен с первым управляющим выводом второго токового реле, а первый вывод третьего конденсатора через четвертый размыкающий контакт третьего токового реле соединен с первым управляющим выводом первого токового реле, при этом вторые выводы первого, второго и третьего дросселей через размыкающие группы соответственно первого, второго и третьего переключающих контактов реле времени объединены в

й

одну общую точку, вторые выводы первого, второго и третьего конденсаторов через размыкающие группы соответственно четвертого, пятого и шестого переключающих контактов реле времени объединены в другую общую точку, второй вывод второго замыкающего контакта первого токового реле через первый замыкающий контакт реле времени соединен с вторым выводом второ- 10 го замыкающего контакта второго токового реле, через второй замыкающий контакт реле времени соединенным с вторым выводом второго замыкающего контакта третьего токового реле, первый управляющий вход ре- 15 ле времени является входом устройства для подключения к замыкающему блок-контакту силового контактора включения электродвигателя, а второй вход задания мгновенного срабатывания реле времени соединен 20 с дополнительными выходами первого, второго и третьего токовых реле таким образом, что мгновенное срабатывание реле времени осуществляется только при одновременном нахождении всех токовых реле в 25 сработанном состоянии.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автоматизированном электроприводе, включающем различные преобразователи тока и напряжения. Цель изобретения - повышение эффективности использования оборудования и надежности защиты конденсаторной батареи от перенапряжений в полнофазном режиме работы путем фильт- рациии высших гармонических составляющих. При полнофазном режиме питания электродвигателя три дросселя и три конденсатора образуют симметричный силовой резонансный фильтр, который уменьшает уровень высших гармонических составляющих в напряжении, поступающем на конденсаторную батарею. При исчезновении напряжения в одной из фаз питающей сети электродвигатель переводится в режим однофазного конденсаторного двигателя с 100%-ным использованием габаритной мощности. При исчезновении напряжения в сети питания во время пуска электродвигатель разгоняется в однофазном режиме, при этом параллельно соединенные три дросселя и параллельно соединенные три конденсатора используются как пусковой дроссель и пусковой конденсатор соответственно. 2 ил.

t «о o

45 J

Ч4

t

1 «.