Асинхронные двигатели с контактными кольцами и приспособлением для короткого замыкания ротора имеют в эксплоатации весьма широкое распространение. Как известно, правильный пуск в ход двигателей этого типа требует следующей последовательности операций:
1. Включить ток на статор двигателя.
2. Вывести сопротивление пускового реостата.
3. Замкнуть накоротко ротор и поднять щетки.
При остановке двигателя, прежде всего, выключается ток, затем должны быть поставлены в пусковое положение реостат и приспособление для короткого замыкания ротора.
Вследствие небрежности или малоопытности обслуживающего персонала, а иногда вследствие неисправности короткозамыкающего приспособления, реостата или соединительных проводов, в практике эксплоатации нередко наблюдаются случаи так называемого короткозамкнутого пуска, заключающегося в том, что на обмотку статора включается ток при короткозамкнутом роторе.
Такой пуск, в особенности при двигателях большой и средней мощности, приводит к тяжелым авариям как двигателей, так и питающей их сети.
Для предотвращения аварий часто применяются управляемые от подвижной части реостата и щеток выключатели (контакты), включенные по той или иной схеме в блокировочную цепь, состоящую обычно из реле минимального напряжения и трансформатора. Такой способ блокировки практически оказывается весьма неудобным, например потому, что установка контакта на щеткоподъемном механизме связана со значительными трудностями (продолжительная остановка двигателя, разборка его). Разнообразие конструкций двигателей и реостатов исключает возможность применения однотипных контактов и, наконец, для двигателей, предназначенных к работе в газовых шахтах, имеющих вынесенные в герметическом кожухе кольца, пристройка контакта осложняется требованиями газобезопасности, между тем как именно для этих моторов особенно желательна надежная блокировка.
Кроме того, описанная блокировка реагирует только на неправильное положение реостата и щеткоподъемного механизма, допуская возможность короткозамкнутого пуска в ряде других случаев (неисправности в роторе, короткозамыкающем приспособлении, соединительных проводах, реостате).
Эти же недостатки в той или иной мере свойственны и другому типу уже известных блокировочных устройств, в которых блокировочная цепь от трансформатора напряжения проведена через обмотку ротора, пусковой реостат и реле минимального напряжения.
Предлагаемое изобретение касается блокировочного устройства этого типа и состоит в такой форме выполнения его, при которой пуск двигателя предотвращается не только при неправильном положении реостата или щеткоподъемного механизма, но и в случае наличия заземления в цепи ротора и реостата, например от неисправной изоляции и в случае наличия обрыва в цепях ротора и реостата.
На чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого устройства и фиг. 2 и 3 - схемы его видоизменений.
Как видно из фиг. 1, в предлагаемом устройстве первая ступень сопротивления одной из фаз реостата отсоединена от первого контакта (или от первой щетки в реостате контроллерного типа) и соединена с соответствующими контактами реле Р минимального напряжения и трансформатора Т. С приводом масляного выключателя связаны два контакта А и В, например, подобные контактам для сигнализации. При выключенном маслянике оба эти контакта разомкнуты, и, следовательно, реле Р выключено.
При включении масляного выключателя при разомкнутой цепи реле Р вал его, связанный с приводом свободным расцеплением, поворачивается на некоторый угол (обычно довольно большой), пока свободное расцепление не придет в действие.
Контакт А отрегулирован так, что он замыкается раньше, чем приходит в действие свободное расцепление, и включает при этом реле Р. Это дает возможность продолжить включение масляника. Контакт В замыкается немного раньше, чем замыкаются главные контакты масляника.
При указанной на фиг. 1 схеме соединений ток от трансформатора Т напряжения проходит через первый контакт реостата С, его замыкающую звезду, разветвляется через две фазы сопротивления реостата и обмотки ротора D и возвращается по третьей фазе к реле Р.
Если реостат С сдвинут с первых контактов или если щетки не опущены на контактные кольца, то упомянутая выше цепь реле Р не будет замкнута, и масляник также нельзя будет включить.
Если же пуск производится правильно и масляник включается, то контакт В замыкается и шунтирует блокировку, непосредственно соединяя реле Р с трансформатором, что дает возможность закончить пуск двигателя, включив реостат и подняв щетки.
Вследствие того, что конструкция короткозамыкающего приспособления K выполняется так, что обмотка ротора прежде замыкается накоротко и лишь после этого подымаются щетки, необходимо, чтобы блокировка реагировала и в том случае, если в момент пуска обмотка ротора имеет соединение с буксой короткого замыкания даже при опущенных щетках. Следует заметить, что соединение с буксой равносильно соединению на корпус, так как обычно контакты буксы не изолируются от корпуса. Во время включения масляника в момент, когда контакт А замыкается, при наличии соединения на корпус в цепи ротора (через буксу или каким-либо другим образом) низковольтная обмотка трансформатора замыкается почти накоротко: зажим трансформатора, контакт А, земля, обмотка ротора, сопротивление реостата, звезда его, второй зажим трансформатора. Вследствие этого цепь реле Р будет шунтирована землей, оно не сработает и, воздействуя на свободное расцепление, будет препятствовать дальнейшему включению масляника. Короткое замыкание трансформатора напряжения является совершенно безвредным, так как свободное расцепление, выключая масляник, выключает этим также и короткое замыкание, продолжающееся, таким образом, весьма незначительный промежуток времени.
Благодаря тому, что цепь реле Р проведена через контакт А, размыкаемый при выключенном маслянике, устраняется бесполезная нагрузка трансформатора напряжения и наличие тока в обмотке самого реле Р в периоды остановок двигателя. Так как вторичная обмотка напряжения заземляется через контакт А только при включении масляника, то, в соответствии с электротехническими правилами, ее можно, кроме того, дополнительно заземлить через предохранитель обычного типа.
В момент включения двигателя ток одной из фаз ротора замыкается через контакт В (как упоминалось выше, этот контакт замыкается немного раньше главных контактов масляника). Как только реостат будет сдвинут с первых контактов, цепь ротора во всех трех фазах замкнется через реостат, так что прохождение тока через контакт В продолжается весьма малый промежуток времени. Если учесть также, что для получения плавного пуска сопротивление первой ступени реостата делается обычно очень большим, что соответственно уменьшает пусковой ток ротора в первый момент, то на ряду с кратковременностью прохождения тока через контакт В это дает возможность надежно применять его даже для очень мощных двигателей, имеющих большой нормальный ток ротора, не делая его чрезмерно массивным.
На фиг. 2 представлена схема другого варианта блокировки, в которой, в отличие от ранее описанной, цепь реле Р минимального напряжения при выключенном маслянике не размыкается. Для того, чтобы ток, обтекающий реле, не проходил через обмотку ротора (учитывая коэфициент трансформации статора по отношению к ротору при остановках двигателя, ток этот может создать на зажимах статора напряжение порядка 20-30 вольт), контакт В в этой схеме устроен так, что при выключенном маслянике он замкнут и шунтирует цепь ротора. Когда масляник начинают выключать, контакт В сейчас же размыкается и затем замыкается снова, так же как это имело место в устройстве по фиг. 1, т.е. немного раньше главных контактов масляника. Очевидно, что при размыкании контакта В в случае наличия каких-либо нарушений правильных условий пуска, рассмотренных выше, блокировка действует точно так же, как в устройстве по фиг. 1.
При применении блокировки к установкам с жидкостными реостатами (фиг. 3) вместо отсоединения сопротивления от первого контакта реостата, как это имело место в устройствах по фиг. 1 и 2, у первого контакта реостата устанавливается переключатель Е. В пусковом положении этот переключатель находится на контакте М и при сдвигании реостата переводится на контакт N, причем так, чтобы цепь при переключении не размыкалась.
Нетрудно заметить, что схема фиг. 3 вообще пригодна во всех случаях, когда отсоединение первой ступени реостата, указанное на фиг. 1 или 2, почему-либо оказывается невозможным или затруднительным и является таким образом общей схемой для любой конструкции пускового реостата. Следует указать, что пусковые реостаты не должны иметь выключения на первой ступени (т.е. холостых контактов). Это требование совпадает с нормами германских электротехников и в случае необходимости легко достигается установкой упорного штифта, останавливающего звезду реостата на первых контактах. Жидкостные реостаты не должны иметь разрыва между остриями ножей и электролитом. При образовании разрыва (например вследствие испарения электролита) блокировка не дает возможности включить ток. Это своевременно укажет обслуживающему персоналу на необходимость добавить электролит и устранить обгорание ножей реостата из-за образования дуги.
Очевидно также, что вообще при наличии обрыва в цепи ротора (реостат, соединительные провода, кольца, обмотка) блокировка приходит в действие, контролируя, таким образом, исправность всей установки.
В заключение следует отметить, что значительным преимуществом предлагаемого устройства, по сравнению с ранее известными конструкциями блокировочных устройств, является возможность устранить совершенно контакты на двигателе, связанные со щеткоподъемным механизмом и значительно упростить контакт у реостата.
Кроме того, монтаж блокировки также несложен и может быть выполнен при помощи всего лишь двух проводов между масляным выключателем и реостатом.
1. Устройство для предотвращения пуска асинхронного двигателя при короткозамкнутом роторе с проведением блокировочной цепи от трансформатора напряжения через обмотку ротора, реостат и реле минимального напряжения, отличающееся тем, что один конец обмотки указанного трансформатора соединен с дополнительным контактом главного выключателя, заземляемым при включении последнего с целью шунтирования указанного реле в случае наличия заземления в цепи ротора, в частности при опущенных щетках при заземлении цепи ротора соответствующей буксой (фиг. 1, 2 и 3).
2. При устройстве по п. 1 применение у главного выключателя дополнительных контактов, служащих для выключения напряжения из блокировочной цепи при окончании пуска и при остановке двигателя.
