Устройство для токовой защиты коллекторного электродвигателя Советский патент 1992 года по МПК H02H7/08 H02H3/08 

1У

Предлагаемое устройство относится к электротехнике, в частности к защите коллекторных двигателей от перегрузок.

Известно устройство для токовой защиты электросети с электродвигателем от перегрузки, содержащее датчик гока, снабженный выводами для подключения а цепь питания электросети и подключенный к входу выпрямителя, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, времязадающий контур из параллельно включенных конденсаторов и резистора, первый выход которого соединен с входом исполнительного органа, Для повышения надежности и эффективности защиты электросети в период пуска электродвигателя в него дополнительно введены источники исходного и конечного опорных напряжений и ключевой элемент, вход, выход и управляющий вывод которого подключены соответственно к выходу источника исходного опорного напряжения, второму входу элемента сравнения и выходу выпрямителя, выход источника конечного опорного напряжения соединен со вторым выходом времязадающего контура.

Принцип работы этого устройства основан на моделировании питания при превышении реальным током электродвигателя уставки, меняющейся в соответствии с моделируемой нагрузочной характеристикой. Недостатком известного устройства является ограниченная область применения устройства, так как предложенная защита может быть использована при работе двигателя с постоянной нагрузкой и известной перегрузочной характеристикой. Кроме того, недостатками этого устройства является сложность схемы, требующая двух источников опорного напряжения, датчик тока, выпрямитель и другие элементы, а также необходимость предварительного включения схемы защиты до подачи питания на двигатель.

Цель изобретения - расширение области применения и упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для токовой защиты коллекторного двигателя, содержащем времязадаю- щее устройство на основе RC-цепочки, последовательно соединенные ключевое устройство, устройство сравнения и исполнительное устройство, информация о потребляемой мощности снимается со статорной обмотки двигателя в виде падения напряжения на ней для чего второй вход устройства сравнения и вход времязадающего устройства соединены со стзтор- ной обмоткой двигателя, а выход

времязадающего устройства соединен со входом ключевого устройства, Устройство сравнения и ключевое устройство выполнены в виде триггера Шмитта на двух транзисторах, в эмиттерную цепь первого транзистора включен третий транзистор, причем эмиттерная нагрузка третьего транзистора является общей с эмиттерной нагрузкой второго транзистора триггера

Шмитта, базовая цепь третьего транзистора через резистор соединена с времязадаю- щей схемой, а базовая цепь первого транзистора триггера Шмитта через Т-образную схему из трех резисторов соединена со статорной обмоткой двигателя и с входом вре- мязадающей схемы, а выход триггера Шмитта соединен с исполнительным устройством.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для токовой защиты коллекторного двигателя; на фиг.2 принципиальная схема ключевого устройства, устройства сравнения и времязадающего устройства; на фиг.З - график

зависимости тока через обмотку электродвигателя от времени.

Устройство для токовой защиты коллекторного электродвигателя 1 (фиг.1) содержит последовательно соединенные

ключевое устройство 2, устройство сравнения 3, испытательное устройство 4 и время- задающее устройство 5, выполненное на основе RC-цепочки. Выход статорной обмотки 6 электродвигателя 1 соединен с выходами устройства сравнения 3 и времязадающего устройства 5. Вход ключевого устройства 2 соединен с выходом времязадающего устройства 5, Выход устройства сравнения 3 соединен с входом

исполнительного устройства 4, которое сое динено с электродвигателем 1,

Ключевое устройство 2 и устройство сравнения 3 (фиг.2) представляют собой триггер Шмитта, собранный на транзистоpax 7, 8 и резисторах 9-12. К входу триггера (к базе транзистора 7) подключен Т-образный мост, состоящий из резисторов 13-15, которые определяют порог срабатывания триггера, при этом резистор 13 соединен со

статорной обмоткой электродвигателя 6, а резистор 15 - с базой транзистора 7. В разрыв эмиттерной цепи транзистора 7 включен транзистор 16. К базе транзистора 16 через резистор 17 подсоединено времязадающее устройство 5, состоящее из последовательно соединенных резисторов 18 и 1 и конденсатора 20. Резистор 18 соединен с резистором 17 и 19 и со статорной обмоткой электродвигателя. Резистор 12 является общей

эмиттерной нагрузкой транзисторов 8 и 16.

Работает устройство следующим образом. При включении электродвигателя напряжение со статорной обмотки, характеризующее потребляемый ток, поступает на вход устройства сравнения 3 и вре- мязадающее устройство 5. При этом конденсатор 20 разряжен и на базе транзистора 16 нулевой потенциал, транзистор 16 закрыт в течение времени г (фиг.З), определяемого параметрами RC-цепи. В течение этого времени времязадающее устройство 5 держит ключевое устройство 2 в закрытом состоянии, которое в свою очередь запирает устройство сравнения 3. Поэтому в течение времени г превышение пусковым током допустимого значения Доп, что анализируется устройством сравнения 3jHe приводит к срабатыванию защиты и отключению двигателя. После истечения времени т конденсатор 20 заряжается и транзистор 16 открывается. При этом, если ток, потребляемый двигателем, будет больше какого-то допустимого значения I доп, задаваемого пороговым устройством на резисторах 13-15, в какой-то момент времени ti (фиг.З), то срабатывает триггер Шмитта на транзисторах 7, 8 и выдает сигнал на исполнительное устройство 4, Двигатель будет отключен.

Таким образом, данное техническое решение значительно упрощает конструкцию устройства из-за отсутствия источников опорного напряжения и датчика тока. Кроме того, не требуется предварительного включения схемы перед включением электродвигателя, что также упрощает конструкцию устройства. Данное устройство токовой защиты может применяться как к двигателям, работающим на постоянную, так и на переменную нагрузку.

В описанном устройстве схема защиты электродвигателя нечувствительна к величине тока только при включении электродвигателя, в дальнейшем схема реагирует 5 на перегрузку практически мгновенно, что не дает возможности перегреваться двигателю и удлиняет срок его эксплуатации.

Формула изобретения

1.Устройство для токовой защиты кол- 0 лекторного электродвигателя, содержащее

времязадающий элемент на основе RC-це- почки, последовательно соединенные ключевой элемент, элемент сравнения и исполнительный орган, отличающее5 с я тем, что, с целью расширения области применения и упрощения конструкции путем снятия информации о потребляемой мощности со статорной обмотки двигателя, вход времязадающего элемента на основе

0 RC-цепочки и второй вход элемента сравнения соединены с клеммой для подключения статорной обмотки электродвигателя, а выход времязадающего элемента на основе RC-цепочки соединен с входом ключевого

5 элемента.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что элемент сравнения и ключевой элемент выполнены в виде триггера Шмитта на двух транзисторах, в эмиттерную цепь

0 первого транзистора включен третий транзистор, при этом эмитгерная нагрузка третьего транзистора является общей с эмиттерной нагрузкой второго транзистора триггера Шмитта, базовая цепь третьего

5 транзистора с последовательно включенным резистором является входом ключевого элемента, базовая цепь первого транзистора триггера Шмитта с Т-образной схемой из трех резисторов является вторым входом элемен0 та сравнения, а выход триггера Шмитта является выходом элемента сравнения.

-220

LL

Использование: электротехника, в частности защита коллекторных двигателей от перегрузок. Сущность изобретения: устройство токовой защиты коллекторного двигателя содержит времязадающее устройство 5 на основе RC-цепочки, последовательно соединенные ключевое устройство 2, устройство сравнения 3 и исполнительное устройство, которое соединено с электродвигателем. Ключевое устройство 2 и устройство сравнения 3 представляют собой триггер Шмитта, собранный на двух транзисторах 7,8 и резисторах 9-12. К входу триггера подключен Т-образный мост, состоящий из резисторов 13-15, которые определяют порог срабатывания триггера, при этом резистор 13 соединен со статорной обмоткой электродвигателя, а резистор 15- с базой транзистора 7. В разрыв эмиттерной цепи транзистора 7 включен транзистор 16. К базе транзистора 16 через резистор 17 подсоединено времязадающее устройство 5, состоящее из последовательно соединенных резисторов 18 и 19 и конденсатора 20. Резистор 18 соединен с резистором 17 и 19 и со статорной обмоткой электродвигателя. Резистор 12 является общей эмиттерной нагрузкой транзисторов 8 и 16. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

фиг.1

Фи&3

17