Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов Советский патент 1992 года по МПК H02H7/08 H02H5/04 H02H3/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от аварийных режимов.

Известно устройство для защиты от повреждения трехфазных электроустановок, содержащее трансформатор тока утечки, исполнительный орган (защитное отключающее устройство), коммутационный аппарат и элементы сопротивления.

Недостатком устройства защиты является то, что не обеспечивается защита электроустановки от перегрузок, являющихся причиной большинства возникающих аварий.

Известно также устройство для защиты от аварийного режима трехфазного электродвигателя со встроенными в обмотку статора позистсрами, содержащее защитно-отключающий блок, снабженный входными зажимами, подключенными к выводам вторичной обмотки дифференциального трансформатора тока нулевой последовательности, первичными обмотками которого служат пропущенные внутри его магнитопровода три фазных и нулевой провода, а выходные зажимы упомянутого блока включены в цепь катушки магнитного пускателя, силовые контакты которого включены в цепь питания электродвигателя,

hO 00

о ы

обмотке статора которого размещены датики температуры.

Недостатком устройства является то, то при нарушении режима питания (наприер, при обрыве фазы) не обеспечивается тключение электродвигателя, так как схеа блока имитации тока утечки этой защиты ассчитана только на симметричный режим питания (по напряжению).

Целью изобретения является упрощение устройства защиты и повышение его эксплуатационной надежности.

Это достигается тем, что в устройство введены три соединенные параллельно температурных коммутационных датчика, с одной стороны присоединенных к зану- ленному корпусу электродвигателя, а с другой стороны к токоограничивающему резистору, присоединенному вторым выводом к одной из фаз. При этом температурные коммутационные датчики содержат металлический корпус, заполненный трансформаторным маслом, погруженную ло контактную пару, подвижный контакт которой механически связан с упругим элементом из сплава, обладающего эффектом памяти формы,

На фиг.1 дана электрическая схема устройства защиты; на фиг.2 - температурный коммутационный датчик (вариант 1); па фиг.З - температурный коммутационный датчик (вариант 2).

Устройство защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимоо содержит защитное отключающее устройство 1 (например, ЗОУП-25, РУД-0,5 или др.), в которое входит трансформатор 2 тока нулевой последовательности, к вторичной обмотке которого присоединен защитно-отключающий блок 3, размыкающий контакт исполнительного реле которого введен в цепь катушки магнитного пускателя 4, силовые контакты которого коммутируют цепь питания электродвигателя 5. При этом в статоре электродвигателя 5 размещены температурные коммутационные датчики б, одним выводом соединенные с зануленным корпусом электродвигателя 5, а вторым выводом - с резистором 7, включенным в цепь одной из фаз.

Температурные датчики б содержат металлический корпус 8, заполненный трансформаторным маслом 9, контактную пару, подвижный контакт 10 которой механически связан с упругим элементом 11, изготовленным кз сплава, обладающего эффектом памяти формы, неподвижный контакт 12, виброгасительную пластину 13 и заглушку 14,

Температурные коммутационные датчики 6 устанавливаются в статоре электродвигателя, а токоограничивающий резистор 7 - в клеммной коробке электродвигателя,

Устройство работает следующим образом.

При появлении аварийного режима работы электродвигателя, сопровождающегося повышенным нагревом обмоток,

0 происходит нагрев датчиков. При достижении температурой значения начала фазового перехода (например, 90,..95°С) в металле упругого элемента 11 происходят фазовые превращения, воссганарливаю5 щие заданную при термообработке форму. Упругий элемент 11, изгибаясь перемещает 1 подвижный контакт 10 в сторону неподвижного 12, что приводит к замыканию цепи датчика.

0 При замыкании контактов хотя бы в одном из датчиков 6 по цепи (фаза-резистор 7-датчик б-корпус электродвигателя 5-нуле- вой провод) протекает ток утечки порядка 20...25 мА. Появление тока утечки приводит

5 к срабатыванию защитного отключающего устройства 1 и отключению электродвигателя 5.

По мере отыскания электродвигателя снижается температура датчика 6. При сни0 жении температуры ниже начала фазового перехода в металле элемента 11 происхо- дитуменьшение упругости. Под действием упругих сил металла подвижного контакта происходит размыкание цепи в датчике и

5 возвращение подвижного контакта 10 и упругого элемента 11 в исходное положение.

После этого электродвигатель 5 может быть снова включен.

0 Предлагаемое устройство защиты является простым по электрической схеме и конструкции и дает возможность осуществить эффективную защиту электродвигателя при всех аварийных режимах, сопропождаю5 щихся повышенным нагревом обмоток электродвигателя.

Малые размеры температурного коммутационного датчика (диаметр 3,5 мм, длина 20 мм) обеспечивают небольшой перепад

0 температуры между контролируемым объектом и реагирующим упругим элементом 11 (3...4°С), При этом, необходимо отметить, что температура срабатывания датчика определяется температурой начала фазовых

5 превращений в металле упругого элемента 11. В свою очередь температура начала фазовых превращений (от начала восстановления формы) зависит от соотношения компонентов в металле и от его термообработки. Экспериментальные исследования

показали, что точность задания температуры срабатывания датчиков можно обеспечить в пределах -Ј 1°С.

Для защиты электродвигателей могут быть применены упрощенные датчики (фиг.З). В такой конструкции неподвижным контактом является металлический корпус датчика. При этом, датчик крепится токо- проводящим клеем к статору электродвигателя.

Надежность настоящих датчиков характеризуется предельным количеством их срабатываний - не менее 500 тыс.раз.

Устройство заявляемой защиты изготовлено в нескольких экземплярах и про- шло успешные лабораторные испытания.

Настоящая защита является компактной, не требующей дополнительных проводов, проста в изготовлении и эксплуатации.

Формула изобретения

1. Устройство-для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов, содержащее защитно-отключающий блок снабженный входными зажимами, подключенными к выходам вторичной обмотки диф- ференциального трансформатора тока нулевой последовательности, первичными обмотками которого являются пропущенные внутри его магнитопровода три фазных

провода, а размыкающий контакт защитно- отключающего блока включен в цепь управления магнитным пускателем, силовые контакты которого предназначены для включения в цепь питания электродвигателя, датчики температуры, предназначенные для размещения в статоре электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его эксплуатационной надежности, датчики температуры выполнены в виде трех параллельно соединенных температурных коммутационных датчиков, с одной стороны имеющих клемму для присоединения к зануленному корпусу электродвигателя, а с другой стороны подключенных к вновь введенному токо- ограничивающему резистору, свободный вывод которого предназначен для подклю,- чения к одной из фаз.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что каждый из температурных коммутационных датчиков содержит металлический корпус, заполненный трансформаторным маслом, встроенный подвижный и неподвижный контакты, при этом подвижный контакт механически связан с упругим элементом из сплава, обладающего термическим эффектом памяти формы.

Использование: электротехника и может быть применено для защиты трехфазного асинхронного двигателя от аварийных режимов. Сущность изобретения: при возникновении аварийного режима работы электродвигателя, сопровождающегося повышенным нагревом обмоток, происходит нагрев датчиков 6. При достижении температурой значения начала фазового перехода в металле упругого элемента 11 происходит фазовые превращения, восстанавливающие заданную ему при термообработке форму. Он, изгибаясь, перемещает подвижный контакт 10 и замыкает цепь датчика. При замыкании контактов хотя бы в одном из датчиков по цепи (фаза С - резистор 7 - датчик 6 - корпус электродвигателя - нулевой провод) протекает ток утечки, что приводит к срабатыванию защитно-отключающего устройства 1 и отключению электродвигателя 5. По мере остывания электродвигателя снижается температура датчика 6. При снижении температуры ниже значения начала фазового перехода уменьшается упругость элемента 11. Под действием упругих сил металла подвижного контакта 10 происходит размыкание контактной пары датчика в цепи, После этого электродвигатель 5 может быть снова включен. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. (Л С

/V А д С

J

Фиг, 2

..T --.

. / - A-

/У7 / / /7 7../ j /Y/Y7Y/ Z /S/ jfT faQs s Ss/

0

У//

/sss/тГ,