Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы Советский патент 1993 года по МПК H02H7/08 H02H7/85 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей, работающих в промышленности и сельском хозяйстве. ... ./. .-.. .,../v v ..-.. л ;} - :-;;У:;: - Й /

; Цель изобретения - повышение надежности защиты и расширение функциональных возможностей устройства защиты; .: Поставленная цель дрстигёется тем, что в устройстве для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов рабо ты, содержащем блок питания, со сглаживающим конденсатором на выходе, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации на стабилитронах, имеющему выходы повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены транзи ;торные блоки температурной защиты и за- щй ыотнесимметриинапряжений и обрыва фаз, и исполнительный орган, который вы- поянШ на трйнзйсторё, база которого порт, Кключена : к коллектору выходного Транзистора блока температурной защиты И к выходу повышенного напряжения блока стабилизации через первый резистор, эмиттертранзистора подключ ен к выходу пониженного напряжения блока стабилизации, кЬллектор через второй резистор подключен к плюсу сглаживающего конденсатора блока питания, снабжено блоком сигнализации, вы пол нённым на двух транзисторах, база первого из которых через третий рези-; cfop пбдключена к коллектору, а эмиттер- к эмиттеру выходного транзистора блока

00

4

температурной защиты, коллектор подключен к катоду первого светодиода, база второго транзистора через четвертый резистор соединена с коллектором выходного транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз и эмиттером выходного транзистора блока температурной защиты, эмиттер - с минусом сглаживающего конденсатора блока питания, а коллектор - с катодом второго светодиода, аноды обоих светодиодов подключены к катоду стабилитрона выхода пониженного напряжения блока стабилизации.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы.

Схема содержит блок 1 питания, выполненный в виде балластного конденсатора 2 и разрядного резистора 3, диодов 4, 5, сглаживающего конденсатора 6; блок стабилизации 7, содержащий стабилитрон повышенного напряжения 8, балластный резистор 9 и стабилитрон пониженного напряжения 10. К плюсу сглаживающего конденсатора 6 подключен первый вывод катушки 11 выходного реле 12, второй вывод катушки 11 подключен к катоду стабилитрона 8. К стабилитрону 10 пониженного напряжения подключены: блок температурной защиты 13, включающий транзисторы 14, 15, 16, резисторы 17, 18, 19, 20, 21, 22, терморезисторы с положительным ТКС 23, 24, 25, диоды 26, 27, конденсатор 28, блок защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз 29, включающий транзисторы 30, 31, резисторы 32, 33, 34, 35, 36, диод 37, конденсатор 38. Вход блока защиты от несимметрии напряжений и обрыв фаз 29 соединен с выходом датчика обрыва фаз 39,, включающего соединенные звездой резисторы 40, 41, 42. Выходной транзистор 30 блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз соединен коллектором с эмиттером выходного транзистора 16 блока температурной защиты, коллектор которого соединен с входом исполнительного органа 43; включающего диод 44, транзистор 45, резисторы 46,47. . -.,...,,.

К коллекторам выходных транзисторов 16, 30 подключен блок сигнализации 48, включающий транзисторы 49,50, резисторы 51, 52, светодиоды 53, 54. Питание блока сигнализации осуществляется от стабилитрона 10. Один выход резистора 46 исполнительного органа 43 соединен с катушкой 11 выходного реле 12, имеющего контакт 55, соединенный с магнитным пускателем (на чертеже не показан) управляющим электродвигателем.

Устройство работает следующим образом. При подаче симметричного трехфазного переменного тока на клеммы А, В, С, N, С устройства и нормальной температуре обмоток статора на выходе блока питания 1 появляется напряжение постоянного тока. Ток проходит через катушку 11 выходного реле 12 на блок стабилизации 7. При этом контакт 55 реле 12 замыкается и электро0 двигатель через магнитный пускатель включается в работу. На общей точке С датчика обрыва фаз 39 напряжение равно нулю. Транзистор 31 закрыт, а транзистор 30 открыт положительным смещением, подавае5 мым на его базу через резистор 32 с плюса пониженного напряжения блока стабилизации 7. Сопротивление терморезисторов 23- 25 мало и транзистор 15 закрыт, так как потенциал его базы недостаточен для.от0 крытия перехода эмиттер-коллектор. Транзистор 14 также закрыт, так как потенциал его базы ниже потенциала эмиттера. Транзистор 16 открыт положительным смещением подаваемым через резистор 19 с плюса

5 блока стабилизации пониженного напряжения. Таким образом, транзисторы 16, 30 открыты, поэтому потенциал базы транзистора 45 исполнительного органа 43 ниже потенциала эмиттера на величину напряжения стаби0 лизации стабилитрона 10 и транзистор 45 поэтому закрыт. На базы транзисторов 49, 50 подается отрицательный потенциал через эмиттер-коллекторные переходы транзисторов 30, 16, а поэтому первые закрыты и ток

5 через светодиоды 53, 54 не протекает.

При возникновении технологической перегрузки электродвигатель перегревается. В результате этого увеличивается сопротивление терморезисторов 23-25 блока 13

0 температурной защиты, открывается транзистор 15, что приводит к закрытию выходного транзистора 16. На базу транзистора 4.5 исполнительного органа 43 подается положительное смещение через резистор 47 и

5 транзистор 45 открывается пропуская основную часть тока по следующей цепи: плюс сглаживающего конденсатора 6, резистор .46, эмиттер-коллекторный переход транзистора 45, катод стабилитрона 10. Другая

0 часть тока протекает через катушку 11 реле 12 и подается на стабилитрон 8, удерживая транзистор 45 в открытом состоянии. Резкое снижение тока через катушку 11 реле 12 приводит к размыканию контакта 55 и

5 отключению электродвигателя.Одновременно, закрытие транзистора 16 приводит к получению тока управления транзи-. стора 49 по следующей цепи: резисторы 47, 52, переход база-эмиттер транзистора 49. переход эмиттер-коллектор

транзистора 30. При этом получает питание светодиод 53, сигнализирующий о возникновении технологической перегрузки. Если технологическая перегрузка нарастает медленно, то транзистор 49 начинает приоткры- ваться и интенсивность свечения светодиода постепенно увеличивается, что показывает о перегреве электродвигателя, тем самым возникает предупредительная сигнализация..

При обрыве цепи терморезисторов 23- 25 устройство срабатывает аналогично режиму технологической перегрузки. При коротком замыкании цепи терморезисторов 23-25 или снижении их сопротивления до величины, меньшей 70 Ом, открывается транзистор 14 блока 13 температурной защиты. База выходного транзистора 16 соединяется с общим минусом схемы, транзистор 16 закрывается, вызывая даль- нейшее срабатывание устройства аналогично режиму технологической перегрузки.

При возникновении .недопустимой несимметрии напряжений трехфазной сети переменного тока с глухозаземленнрй нейтралью на общей точке О датчика обрыва фаз 39 появляется потенциал, который приводит к открытию транзистора 31 блока защиты от нёсимметрии напряжений и обрыва фаз 29. Выходной транзистор 30 при этом закрывается, транзистор 45 получаетток управления и открываясь отключает катушку 11 реле 12, аналогично случаю технологической перегрузки. Одновременно с закрыти- ем транзистора 30, получает ток управления транзистора 50, что приводит к зажиганию светодиода 54, сигнализирующего о недопустимой несимметрии фаз сети.

При возникновении обрыва одной или двух фаз трехфазной сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью устройство срабатывает аналогично вышеуказанному с соответствующей сигнализацией.

В случае перегрузки электродвигателя .по причине возникновения нёсимметрии трехфазной сети прикрываются оба выходных транзистора 30, 16, что вызывает срабатывание устройства и открываются два транзистора 49, 50 блока сигнализации 48, подключая светодиоды 53, 54, дающие информацию об отключении электродвигателя

по причине перегрева вследствие несимметрии трехфазной сети.

При обрыве нулевого провода трехфазной сети осуществляется нулевая защита электродвигателя путем обесточивания блока 1 питания, контакт 55 размыкается, вызывая отключение электродвигателя. Формулаизобретения Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащее блок питания со сглаживающим конденсатором на выходе, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации на стабилитронах, имеющему выходы повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены транзисторные блоки температурной защиты и защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз, и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты и расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения сигнализации аварийного и предаварийного режимов двигателя, исполнительный орган выполнен на транзисторе, база которого подключена к коллектору выходного транзистора блока температурной защиты и к выходу повышенного напряжения блока стабилизации через первый резистор, эмиттер транзистора подключен к выходу пониженного напряжения блока стабилизации, коллектор через второй резистор подключен, к плюсу сглаживающего конденсатора блока питания, устройство снабжено блоком сигнализации, выполненным на двух транзисторах, база первого из которых через третий резистор подключена к коллектору, а эмиттер - к эмиттеру выходного транзистора блока температурной защиты, коллектор подключен к катоду первого светодиода, база второго транзистора через четвертый резистор соединена с коллектором выходного транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаза и эмиттером выходного тран- зистора блока температурной защиты, эмиттер - с минусом сглаживающего конденсатора блока питания, а коллектор - с катодом второго светодиода, аноды обоих светодиодов подключены к катоду стабилитрона выхода пониженного напряжения блока стабилизации.

.; . : ::. :. Ча,

Использование: в комплексной защите трехфазных электродвигателей от аварийных режимов, работающих в промышленности и сельском хозяйстве в автоматическом режиме. Сущность: сигнал аварийного режима с выхода блока соответствующей защиты поступает на вход исполнительного органа, выполненного на транзисторе. Это исключает возможность его ложного срабатывания из-за колебаний напряжения питающей сети. Наличие световой сигнализации аварийных режимов облегчает поиск причины отключения .электродвигателя. Наличие предупредительной сигнализации позволяет принять необходимые меры до наступления аварийного режима. 1ил.