Устройство для температурной защиты электродвигателя Советский патент 1979 года по МПК H02H5/04 H02H7/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Известно устройство, в котором позисторы, вмонтированные в три обмотки электродвигателя, являются частые схе мы триггерного усилителя постояннбгб тока, выполненного на двух транзисторах и резисторах 1. При нормальной работе двигателя сопротивление позисторов мало, один из транзисторов закрыт, а другой открыт. Выходное рёйе обтекается током, контакты его замкну ты и магнитный пускатель двига.теля включен. При аварии сопротивление позисторов резко возрастает, второй т ранзистор открывается, а первый тран эистор закрывается. Реле размыкает свои контакты, и двигатель отключается. Известны и другие устройства темпе ратурной защиты электродвигателя с применением позисторов 2 . Известно такжеустройство тепловой защиты электродвигателей nepeiiieHHoro тока, связанное с магнитным пускателем 3 . --В данном устройстве цепь термосопротйвленйяпитаетсяот дополнительной обмотки, индуктивно связанной с обмоткой контактора и установленной иа магнитопроводе контактора. Последовательно с термосопротивлением вклю чается промежуточное реле, размыкающие контакты которого включены В цепь втягйваюйгей катушки контактора, а замыкающие - параллельно термосопротивлению- ... .. Известно также устройство для температурной защиты электродвигатёля. содержащее источник питания, термодат чики, установленные на обмотках элект родвигателя, блок управления, выполненный в виде токового ключа, исполни тельный орган - тиристор, отключающий аппарат 4. Токовыйключ, состоящий из двух транзисторов, работает по принципу сравнения управлякедего напряжения, по лучаемого с делителя, выполненного резисторе и термодатчиках, с напр жением с другого делителя, выпрлненг ного на резисторе и потенциометре. Если управляющее напряжение меньше опорного, то один из транзисторов от крья, и на управля.ющей цепи тиристор имеемся сигнал, открывающий его. Обмотка отключающего аппарата oefeklieT ся тЬком, и он включает эл(ектродвйга тель-. ..При повышении температуры до пороговой резко увеличивается сопротивление термодатчиков (одного или всех). В результате другой транзисто открываемся, а тиристор запирается, обесточивая.обмотку отключающего апп рата, Основные недостатки данного устро ства следует разделить на несколько категорий. Терморезисторы обеспечивают доста точно высокую точность слежения за Нагревом ,обмоток электродвигателя в

675518 нормальных режимах, однако, большинство шахтных электродвигателей (например, комбайновые) работают в условиях частых пусков или даже в режиме заторможённого ротора.В таких режимах термодатчики обладают значительной динамической погрешностью (инерционностью). Применение теплопроводящйх компаундобдля заполнения воздушных промежутков между обмоткой и термодатчиком незначительно улучшает действие средств температурной защиты, позволяя стабилизировать величину динамической погрешности. . Примене.ние известного устройства в шахтных условиях затруднительно с точки зрения обеспечения необходимого уровня безопасности. Так как термочувствительная цепь датчик.а имеет тепловой контакт с фазными обмотками статора, то для уменьшения опасности перехода напряжения сети на напряжение цепи управления необходимо применять дополнительную изоляцию термодатчика от обмотки, что приводит к увеличению его инерционности. Устройство температурной защиты при обрыве провода в фазной обмотке работает малоэффективно. В этом реживремени по сравнению ссимметричной трехфазной перегрузкой, электродвигатель может еще некоторое время работать, однако фактическая перегрузка требует быстрого отключения его от сети. Обычно электропривод горнодойлвающих машин работает от источников электроснабжения соизмеримой мощности, что приводит к значительным колебаниям натфяжения в шахтных сетях. Для обеспечения стабильности параметров срабатывания защитное устройство необходимо питать от источника стабилизированного напряжения, а это приводит к усложнению схемы. Цель изобретения - повысить надежиость работы и обеспечить ускоренное ерабатывание защиты при обрыве провода в фазной обмотке электродвигателя. Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем источник. термодатчика, установленные на обмотках электродвигателя и включенйые на вход блока управления с токовым ключом на транзисторах, выход которого подключен к исполнительному органу - тиристору, источник питания устройствавыполнен в виде трех дополнительных обмоток, индуктивно связанных с фазными обмоткдми статора и соединенных последовател ьнО с тремя термодатчиками, образующими три раздельные термочувствительные цепочки с обмотками статора, а блок управления его Выполнен на трех насыщающихся трансформаторах с тороидальными . магнитопроводами, входы которых подключены к трем раздельным термочувствитальным цепочкам, а выходы подключены к однополупериодным полупроводн ковым выпрямителям со сглаживающими конденсаторами, включенн ыми параллел но переходам эмиттер-база транзисторов, причем эмиттеры-коллекторы тран зисторов соединены между собой после цовательно, и соединяют анод с управ ляющим электродом тиристора. На чертеже дана принципиальная сх ма предлагаемого устройства. Устройство содержит термочувствительные цепочки 1, состоящие из термодатчиков 2, 3 и 4 с положительным температурным коэффициентом и дополнительных обмоток 5, 6 и 7, индуктив но связанных с фазными обмотками ста тора, насыщающиеся трансформатор 8, 9 и 10 с тороидальными магнитопроводами; полупроводниковые диоды 11, 12 и 13, сглаживающие конденсаторы 14, 15 и 16, транзисторы 17, 18 и 19 токового ключа; исполнительный орган тиристор 20; отключающий аппарат 21 обмотку 22 отключающего аппарата; ко денсатор 23, диод 24; демпфирующий диод контакты 26 и 27 отключающе госаппарата; кнопки Пуск 28 и Стоп 29. Устройство температурной защиты электродвигателя работает следуннцим образом. . При нажатии кнопки Пуск 28 обмотка 22 отключающего аппарата обтекается форсированным током, позволяю щим надежно притянуть якорь, замкнуть контакты 26, шунтирующие кнопкуПуск, и разомкнуть контакты 27. С момента размыкания контактов 27 вво дится в действие конденсатор 23, обеспечивающий еще некоторое время -Г форсированный режим работй отйлюч:аЮщего аппарата 21, в течение которого производится запуск электродвигателя. Индуктивный в дополнительных об1 ютках 5, 6, 7 ток, через термодат шки 2, 3 и 4 имекщие тепловой с фазными обмотками статора, подается на, вход насыщакяцихся трансформаторов 8, 9 и 10 с тороидальными магнито проводами из феррита, выполняющих функцию ограничителей- и отделяющих гальванически термочувствительную цепь от цепи управления. Выходы тргшс форматоров 8, 9 и 10 подключены к однополупериодным полупроводниковым выпрямителям 11, 12 и 13 со сглажнвакдими конденсаторами 14, 15 и 16. Под заряженные конденсаторы 14, 15 и 16 осуществляют управление транзисторами 17, 18 и 19, образующих при поспедсвательном соединении эмиттеров-коллекторов токовый ключ, соединяющий анод с управляющим электродом тиристо ра 20 При нормальных условиях пуска токовый ключ из транзисторов 17, 18 и 19 осуществляет управление исполнительным органом-тириотором 20, коммутирующим конденсатор 23. Конденсатор 23 разряжается. Благодаря этому обмотка 22 отключающего аппарата обтекается током, достаточным для удержания якоря, и осуществл1 ется работа электродвигателя. При повьЕиении температуры до поро,1говой резко увеличивается сопротивление термодатадков 2, 3 и 4 (одного или всех), ток в термочувствительных цепочках (одной или всех) резко уменьЩается.За счет этого сигнал на выхо- де насыщающихся трансформаторов 8,9 и 10 (одного или всех) практически отсутствует.Транзисторы 17,18 и 19 закрываются (один или все),тиристор 20 теряет управление и запирает.9..Р..- быстро заряжается обесточивалобмотку 22 отключающего аппарата.Контакты 26 размыкаются,замыкают ся кон т акты 27,шунтирующие конденсатор 23, и отключающий аппарат подготавли1вается к дальнейшей работе. Предлагаемое устройство обеспечивает ускоренное отключение электродвигателя, работакацего в неполнофазном режиме: с оборванной фазой или обрывом провода в фазйой обмотке - для электродвигателей с соединением Фазных обмоток статора в звезду; с обрывом провода в фазной обмотке - для электродвигателей с соединением фазных обмоток статора в треугольник. Предлагаемое устройство имеет большую точность слежения за температурой изоляции статора электродвигателя в особо опасных режимах благодаря уменьшению динамической погрианости; устраняется опасность перехода напряжения сети на напряжение цепи и управления .благодаря применению насыщающихся трансформаторов; ускоряется отключение электродвигателя приобрыве провода в фазной обмотке статора; завиcи 6cть параметров срабатывания от колебаний напряжения незначительна. Экономическая целесообразность применения изобретения определяется увеличением срока службы электродвигателя между капитальными ремонтами, уменьшением общего числа отказов электрооборудования. Предлагаемое устройство, температурной защиты может применяться для заиты от перегрева мощных .электродвигателей как общепромышленного, так и специального исполнения, а также для тепловой защиты щахтных трансформатоов с одновременной, защитой их от неполнофазны х режимов работы. Формула изобретения Устройство для температурной защиы электродвигателя, содержащее источик питания, три термодатчика, устаовленные на обмотках электродвигатея и включенные на вход блока управения с токовым: ключом на транзистоpax, к выходу которого подключен исполнительный орган - тиристор, о т л ичаюшееся .тем, что, с целью повышения надежности работы и повышения быстродействия защиты при обрыве провода в фазной обмотке, источник питатния его выполнен в виде

трех дополнительных обмоток , индуктив tio связанных с фазныки обмотками статора и соединенных последовательно с тремя термодатчиками в три раздельные термочувствительные цепочки, а блок управления его выполнен.на трех насыщакяцихся трансформаторах с тороидальныют магнитопроводами, входыкоторых подключены к трем раздельнам тёрМочув;ствйтельным цепочкам, а выходы подключены к однополупериодным полу188

проводниковым выпрямителям со сглаживающими конденсаторами, включенными параллельно переходам эмиттер-база транзисторов,-причем эмиттеры-коллекторы транзисторов соединены последовательно и включены между анодом и ,яющйм Электродом тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР 432631, Н 02 Н 7/085, 197.2. 2. Авторское свидетельство СССР 433586, Н 02 Н 7/08, 1972.

3. Нечаев Г,К. Термосопротивления в температурном контроле, Киев, Гостехиздат уссР, 1959, с. 180. . 4, Авторское свидетельство СССР 357644, Н 02 Н 7/08, 1971.

28 23

л

2S