Устройство для защиты электродвигателя переменного тока Советский патент 1977 года по МПК H02H7/08 

1

Изобретение относится к области электротехники, а имение к устройствам релейной защиты и может быть нснользовано для защиты электродвигателей переменного тока от пе})егрузки н токов коротких замыканий.

Известны устройства для защиты электродвигателя неременного тока, содержанхне трансформаторы тока, подключенные через вынрямители к сглаживающему конденсатору и резистору, и пороговый элемент , 2.

Недостатком известных устройств является то, что они не обеспечивают необходимого уровня надежности, носко тьку не позволяют получить нужного соотношения между временем срабатывания и величиной нерегрузки, поэтому эта заодита, так же как и тепловая, должна отключаться на время пуска электродвигателя с инерционными нагрузками. Если же увеличением постоянной времени зарядной цепи обеспечить задержку срабатывания на время пуска, то нри малых аварийных перегрузках задержка в срабатывапип защиты будет недопустимо большой.

Для повышения надежности в предлагаемом устройстве между пороговым элементом и конденсатором дополнительно включен стабилизатор тока, выполненный на полевом транзисторе.

Включеиие в зарядной цепи в качестве токоограпичивающего элемента стабилизатора

тока обеспечпвает нарастание наиряженпя на входе порогового устройства в рабочей области по закону, близкому к лппейному. Благодаря этому удается уменьшить зависимость врсмепп срабатывания защиты от кратности перегрузки, что обеспечшзаст надежную защи ту электродвигателей при малых аварийных иерегрузках и не приводит к ложным срабатыванням при пуске электродвигателей. Дополнительным иреимуществом предложенного устройства защиты является также то, что прн использовании в стабилизаторе тока полевогс транзистора (через его переход затвор-сток) автоматпчески обеспечивается быстрое возвращение схемы защиты в исходное состояние носле ее срабатывания и отключения сетп, что позволяет прнменять это защитное устройство в системах унравления электродвигателями, снабженных схемой автоматического повторного включения.

В зависимости от типа защищаемого устройства и характера питающей сетп количество трансформаторов тока и выпрямителей быть от одного до трех, ири этом иараметры срабатываиия схемы защиты практически не меняются, так как включенный на входе порогового устройства полевой транзистор работает без нотребления но цепп затвора.

На чертеже представлена принциппальная

электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство включает в себя трансформаторы тока 1-3, вторичные обмотки которых шунтированы резисторами 4-6, выпрямители 7-9, резистор 10, конденсатор И, стабилизатор тока, собранный, например, на нолевом транзисторе 12 и неременном резисторе 13, накопительный конденсатор 14 и пороговое устройство 15.

Схема защиты работает следующим образом.

При возникновении в цени питания электродвигателя однофазной, двухфазной или трехфазной перегрузки (нринциниальпое значение имеет лишь кратность перегрузки) увеличивается нанряжение на резисторе 10 и конденсаторе 11, что в свою очередь вызывает повышение напряжения на конденсаторе 14. Если перегрузка в цени нитания электродвигателя превышает заданное значение (уровень которого устанавливается переменным резистором 16), происходит срабатывание порогового устройства 1. Скорость и закон нарастания напряжения па пакопительном конденсаторе 14, т. е. время задержки срабатывания защиты нри различных кратностях перегрузки, определяются соотношением полной величины сопротивления резистора 13 и его части, включенной между истоком и затвором полевого транзистора 12. Максимальная задержка срабатывания защиты, соответствующая минимальному аварийному уровню перегрузки, определяется практически лишь полным сопротивлением резистора 13 и величиной емкости конденсатора 14, так как ток, протекающий нрп этом в зарядной цепи при оптимальном выборе параметров схемы, меньше тока стабилизации. С ростом кратности перегрузки в работу вступает схема стабилизации тока и тем рапьше, чем большая величина сопротивления резистора 13 включена между истоком и затвором транзистора 12. Подбирая величину этого сопротивления можно в каждом конкретном случае обеспечить такую задержку срабатывания защиты, при которой схема защиты не будет успевать срабатывать при пуске двигателя и в то же время будет иадежно работать при устойчивой перегрузке.

При снятии перегрузки и соответственно пропадании (снижении) напряжения на резисторе 10 меняется полярность напряжения па переходе затвор-сток транзистора 12, переход

открывается и создает цепь для быстрого разряда накопительного конденсатора 14. Благодаря этому после срабатывания защиты и отключения питания с аварийного двигателя происходит быстрое восстановление исходного

состояния схемы защиты.

Применение в предложенном устройстве защиты полевых транзисторов обеснечивает не только принципиальное решение описанных выше задач, но позволяет также уменьшить

габариты устройства защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты электродвигателя переменного тока, содержащее трансформаторы тока, нодключенные через выпрямителн к сглаживающему конденсатору и резистору, и иороговый элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, между пороговым элементом и указанным копденсатором дополнительно включен стабилизатор тока, выполненный на нолевом транзисторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Электрониые устройства релейной защиты и автоматики в системах тягового энергоснабжения, иод ред. В. Я. Овласюка, изд-во «Транспорт, М., 1974, стр. 157, рис. 88 (аналог).

2. В. Я. Овласюк н др. Типовые логические и функциональные элементы системы «Сейма-2, Труды ЦПИП МПС, выи. 397, изд-во «Транспорт, М., 1969, стр. 120, рис. 15 (нрототнн).

О f Б с