Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима Советский патент 1981 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электроте нике и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей от работы на двух фазах и перегрузки Известны устройства для задиты трехфазных электродвигателей, основа ные на фиксации несимметрии токов фаз при работе на двух фaзaxfll. Указанные устройства содержат трансформаторы тока, фазочувствительные блоки сравнения и выходные отключающие реле. Недостатками указанных устройств являются их ограниченная чувствитель ность к токам перегрузки Двигателя в симметричном трехфазном режиме и недостаточно надежная отстройка от пус ковых токов при наличии несимметрии в трехфазной системе токов. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является .устройство 2J , которое содержит трансформаторы тока, фазочувствитёльный блок сравнения, элемент контроля перегрузки с интегрирук15им и реагирующим элемента ми и выходное отк.гпочаюгдее реле. Недостатками устройства являются ограниченная чувствительность к тока неполнофазного режима и возможность неправильного срабатывания при наличип пусковых токов двигател.ч со значительной несимметрией в трехфазной системе токов. Указанное обусловлено принципом выполнения фазочувствительного органа сравнения, когда чувствительность устройства к токам неполнофазного режима не может выбираться достаточно высокой из-за возможности неправильного действия при наличии пусковых токов двигателя со значительной несимметрией в трехфазной системе токов. Недостатком устройства является также возможность его неправильного срабатывания при неодновременном включении фаз коммутационного аппарата и при кратковременном выпгщении фазы сети. Цель изобретения - повышение чувствительности к токам неполнофазного режима при обеспечении надежной отстройки от несимметрии пусковых токов. Для достижения поставленной цели устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима, содержащее два трансформатора тока, выпрямитель, подключенный к вторичным обмоткам трансформаторов, фазочувствитёльный блок сравнения с усилительным элементом и элемент контроля перегрузки, подключенные своими входами к выходу выпрямителя, а своими выходами - к реагирующему органу, дополнительно снабжено блоком торможения, содержащим резисторную и диодно-резисторНую цепи и включенным между выпрямителем и входом- усилительного элемента фазочувствительного блока сравнения. На чертеже представлена структурная схема устройства. Схема содержит два трансформатора тока опережающей 1 и отстающей 2 фазы) выпрямитель 3 из диодов 4,5,6,7, фазочувствительный блок 8 из усилителя 9, резисторов 10-14, диодов 1517, конденсаторов 18,19; элемент конт роля перегрузки 20 из транзисторов 21-23, резисторов 24-31, стабилитрона 32 и конденсатора 33, реагирующий орган 34 из транзистора 35, стабилитрона 36 , резистора 37 и выходного отключагацеге реле 38. Дополнительно введен блок торможения 39 и резистора 40 и диодно-резисторной цепи 41 43, выход усилительного элемента под ключен через диод 44 к элементу конт роля перегрузки. Трансформаторы тока опережающей 1 и отстающей 2 фаз сети подключаются соответственно к фазам А и В. Третья фаза электродвигателя подключается непосредственно к фазе С сети, Втори ные полуобмотки трансформаторов имеют средние точки, подключенные к общей точке схемы, а свободные выводы полу обмоток через диоды 5 - 7 выпрямителя объединены в обадую точку, образующую совместно со сглаживающей емкостью положительный полюс питания схемы. Между положительным полюсом и общей точкой схемы включен эле мент контроля -перегрузки, выход кото рого соединен с реагирукщим органом 34. Между выходом реагирующего элемента и -положительным полюсом питания через резистор 37 включено выход ное отключающее реле 38. Выход фазочувствительного блока соединен через диод 44 с элементом контроля перегрузки, а входы блока через резисторы 10 и 11 соединены, соответственно, с вторичной обмоткой трансформатора опережающей фазы сети и с вторичной обмоткой трансформатора отстающей фазы сети, Через дополнитель ный блок торможения 39 и резисторной и диОдно-резисторной цепи усилительный элемент фазочувствительного бло- ка сравнения соединен с выходом и входами выпрямителя 3, К первичным обмоткам трансформато ров тока подводятся фазные токи двигателя 1д и Ig , а выпрямленное и сглаженное напряжение, пропорциональ ное сумме этих токов, выделяется на эквивалентном сопротивлении нагрузки, включенной между положительньам полюсом и общей точкой схемы. Указанное напряжение подается на элемент контроля перегрузки. В нормальном нагрузочном режиме напряжение, выделяемое на резисторах 24 и 25, не превышает напряжения стабилизации стабилитрона 32, транзистор 21 закрыт, конденсатор 33 разряжен, а транзисторы 21 и 22 закрыты. При этом стабилитрон 36 и транзистор 35 закрыты, а реле 38 обесточено. При появлении перегрузки транзистор 21 открывается и током, протекающим через переход эмиттер-коллектор транзистора 21 и резистор 30, начинается заряд конденсатора 33, Величина этого тока пропорциональна кратности ток-а перегрузки, а установка устройства по току перегрузки может регулироваться резистором 28, Через определенную выдержку времени напряжение базы транзистора 23 достигает такой величины, когда происходит его открытие. При этом через резистор 31, переход коллектор-эмиттер транзистора 23, стабилитрон 36 и-резистор 37 начинает протекать ток, а потенциал базы транзистора 22 уменьшается и становится меньше потенциала его эмиттера. В результате этого транзистор 22 открывается и обеспечивается быстрый переход транзисторов 23 и 22 в режим насьацения. При этом происходит быстрое открытие и насыщение транзистора 35, и выходное реле срабатывает, обеспечивая отключение защищаемого электродвигателя через определенную зависимую от тока вцдержку времени, величина которой может регулироваться выбором резистора 30. В нормальном симметричном режиме ток, протеканвдйй через точку соединения, резисторов 10 и 12, примерно равен нулю. При этом тормозным током, протекающим через резистор 40, транзистоо 9 открыт, конденсатор 19 разряжен, а диод 32 закрыт, При обрыве фазы через точку соединения резисторов 11 и 12 протекает ток, который через диод 15 поступает на базу транзистора 9, вызывая его закрытие. При этом начинается заряд конденсатора 19 указанным током, напряжение на коллекторе транзистора 9 увеличивается, диод 44 открывается и обеспечивается заряд емкости 33. Через определенную вьадержку времени происходит OTKpi THe транзистора 23, При этом срабатывает выходное реле 38 и отключает двигатель. Коэффициент несимметрии токов сети, от которого отстроено устройство, может изменяться выбором резистора 40, С целью уменьшения габаритов трансформаторов тока допускается работа Т1ОСЛЭДНИХ при наличии пусковых токов в нелинейном режиме, в указанном режиме из-за искажения формы вторичной

ЭДС трансформаторов возможно эагрублемие устройства при обрыве фазы В и учувствление его при обрыве фазы С Для уменьшения этого явления в схему предусмотрено дополнительное торможение выпрямленным током отстающей фазы В, вводимое через диоды 42, 43 и резистор 41.

Высокая чувствительность к токам неполнофазного режима и надежность отстройки от пусковых токов обеспечивается рассмотренньпи выие включением блока торможения 39 из резистора 40 и диодно-резисторной цепи 42, 43, 41 Неправильная работа при разновременности замыкания фаз коммутационного аппарата и кратковременном вь падении фаз сети исключается благодаря наличию вьщержки времени при неполнофазном режиме, обеспечиваемой интегриругацей емкостью, включенной в цепь отрицательной обратной связи усилительного элемента. Надежная отстройка от пусковых токов позволяет повысить чувствительность к токам неполнофазного режима.

Использование предлагаемого устрс ства позволяет получить значительHtai технико-эконога1ческий эффект, заключающийся в повышении чувствителБНОсти к токам неполнофазного режима (примерно, в 2 раза по сравнению с прототипом при одинаковом потреблении мощности сети на фазу и надежности отстройки от пусковых токов. Объем трансформаторов при этом уменьшен в 3 раза.

Предлагаемое устройство прошло испытания: чувствительность устройства к обрыву ,б 1ц, чувствительность к полнофазному режиму регулируется в диапазоне 0,7-1,1 1ц. Отстройка от кратковременных пусковых токов трехфазного режима до 7,5 IH при несимметрии сети не более 25%.

Формула изобретения

0

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима, содержащее два рансг форматора тока, выпрямитель, подключенный к вторичным обмоткам транс5форматоров, фазочувствительный сравнения с усилительным элементом и элемент контроля перегрузки, подключенные свс.чми входами к выходу выпрямителя, а своими выходами к реагирующему органу, о т л и ч а0ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности при обеспечении надежной отстройки от несим4етрии пусковых токов, оно дополнительно снабжено блоком торможения, содержа5щем резисторную и диодно-резисторную цепи и включенным выпрямителем и входом усилительного элемента фазочувствительного блока сравнения.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 298987, кл. Н 02 Н 7/08, 1974.

2.Автсч сков свидетельство СССР 613439, кл, Н 02 Н 7/08, 1977.