Устройство для защиты трехфазной нагрузки,соединенной в звезду,от работы на двух фазах Советский патент 1982 года по МПК H02H7/09 

3 так.как стабилитроны, выбранные по напряжению смещения нейтрали одно го двигателя, могут дать недост1аточное ограничение напряжения нормального режима или его чрезмерное .ограничение в аварийном режиме для двигателя другого типа. Кроме того, в устройстве должно использоваться нестандартное высокоомное исполни- тельное реле (для исключения шунтирования выхода умножителя). Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты трехфазной нагрузки, соединенной в звезду, от работь на двух фазах, содержащее диод, стабилитрон, резистор, конденсаторы и исполнительный элемент, включенный в нулевой провод нагрузки, дополнительно введены импульсный трансформатор, динистор и тиристор, при этом первичная обмотка импульсного.трансформатора включена между двумя фазами питающей сети, а вторичная подключена одним выводом к аноду стабилитрона, зашунтированно го конденсатором, и к аноду тиристора, подключенного через исполнительный элемент - реле, зашунтированный конденсатором, к нулевому проводу сети, а другим выводом через диод, соединенный катодом с катодом упомянутого стабилитрона и анодом динистора; - к управляющему электроду тиристора,- катод которого соединен, с нулевой точкой нагрузки. На фиг, 1- представлена принципиальная электрическая схема предлагае мого устройства, на фиг. 2 - диаграм ма изменения мгновенного значения напряжения смещения нейтрали при двигательном характере нагрузки. Устройство содержит тиристор 1, последовательно соединенный с испол нительным элементом 2, зашунтированным конденсатором 3 и подключенный с названными элементами между нулевыми точками сети к трехфазной нагру ке А. Управляющий электрод тиристора 1 через динистор 5 и резистор 6 подключен к конденсатору 7 и катоду стабилитрона 8, анод которого и второй конец конденсатора 7 соединены с анодом тиристора 1. Конденсатор, кроме того, через диод 9 подключен к вторичной обмотке импульсного тран форматора 10, первичная обмотка кото рого соединена с фазами сети (например В и С) . На фиг. 2 введены обозначения: t - момент времени включения динистора в нормальном режиме работы двигателя; t момент времени запирания динистора в нормальном режиме работы двигателя; t - момент времени перехода двигателя в двухфазный режим, t - то же, что и 1;. , но в ненормальном режиме; tg- - то же, что и t , но в неполнофазном режиме; и 3 - мгновенное значение напряжения смещения нейтрали, при котором происходит включение динистора. Анализ напряжения смещения нейтрали трехфазного асинхронного двигателя показывает, что в нормальном режиме работы в его спектре доминирует третья гармоника питающего напряжения (см.интервал .2). Доля высших нечетных гармоник меньше третьей (ими можно пренебречь). Наличие напряжения третьей гармоники объясняется насыщением магнитопровода машины при прохождении тока каждой фазы через максимум. При работе асинхронной машины в двухфазном режиме происходит смещение нейтрали в сторону середины вектора полнофазного линейного напряжения. Доминирует в напряжении нейтрали двигателя первая гармоника (см.фиг.2, начиная с момента наступления неполнофазного режима - t3). Высшие гармоники, как и в нормальном режиме, исключены из рассмотрения. В предлагаемом устройстве для питания исполнительного элемента 2 используется Одна за период питающего напряжения положительная полуволна смещения нейтрали, увеличение площади которой, а следовательно, и величины тока через исполнительный элемент в неполнофазном режиме больше изменения амплитуды рассматриваемого напряжения (см.фиг.2). С помощью импульсного трансформатора 10 ежепериодно формируется пара коротких импульсов разной полярности. Положительным импульсом, проходящим через диод 9 и ограниченным до фиксированной величины стабилитроном 8, осуществляется заряд конденсатора 7. Напряжение включения динистора 5 5 выбирается, больше уровня конденсатора 7. К цепочке из последовательно соединенных динистора 5 и управляюще го перехода через резистор 6 и обмот ку исполнительного элемента 2 прикладывается суммарное напряжение конденсатора 7 и смещения нейтрали двигателя. При величине напряжения смещения нейтрали равной U« (фиг.2) упомянутая сумма достаточна для включения динистора. В нормальном режиме двигателя в момент времени следовательно, включается динистор 5, управляющий переход тириртора 1 обтекается током, конденсатор 7 разряжаете. Отпирание тиристора 1 обеспечивает протекание тока через исполнительный элемент 2 в течение времени t - 2 (см. на фиг.2 заштрихованную область). Одновременно заряжается конденсатор 3, отдающий энергию.исполнительному элементу 2 при закрытом тиристоре. Так как появление нового положительного импульса fpaнcфopмaтopa 10 возможно лишь в следующий период, то до момента времени tj тиристор закрыт (так как конденсатор 7 разряжен и денистор 5 поэтому заперт) , В следующий период процессы повторяются. Исполнительный элемент 2 выбирается так, что срабатывание его при силе тока, определяемой величиной напряжения, пропорционального заштрихованной области в интервале t не происходит. В двухфазном режиме включение динистора 5 и отпирание тиристора 1 происходит в момент t. Ток исполнительного элемента определяется напря жением, пропорциональным заштрихован ной площади в интервале tя - t и достаточен для его срабатывания. В отрицательные полупериоды напряжения смещения нейтрали конденсатор 5 обеспечивает питание исполнительного элемента 2 устройства защиты. Послед ний отключает защищаемый электроприе ник от сети. При статическом характере защищае мой нагрузки напряжение нейтрали в нормальном режиме равно нулю (исполнительный элемент при этом обесточен а в, двухфазном режиме возрастает до фазного, чем обеспечивается надежное срабатывание устройства защиты. Динистор 5 применен в схеме с целью исключения разряда конденсатора 7 до момента отпирания тиристора 1. Положительный эфеект предлагаемого устройства заключается в повышении его чувствительности.Если напряжение нейтрали двигателя в нормальном и аварийном режимах составляет соответственно 25 В и 35 В, то их отношение равно хг I,. Расчеты показывают, что напряжение на исполнительном элементе увеличивается в двухфазном режиме в 2,5 раза, в то время как напряжение смещения нейтрали возрастает лишь в 1, раза. Тем самым повышается чувствительность устройства к неполнофазным режимам электродвигателей. Формула изобретения Устройство для защиты трехфазной нагрузки, соединенной в звезду, от работы на двух фазах, содержащее диод, стабилитрон, резистор, конденсаторы и исполнительный элемент, включенный в нулевой провод нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены импульсный трансформатЬр, динистор и тиристор, при этом первичная обмотка импульсного трансформатора включена между двумя фазами питающей сети, а вторичная подключена одним выводом к аноду стабилитрона, зашунтированного конденсатором, и к аноду тиристора, подключенного через исполнительный элемент - реле, зашунтированный конденсатором, к нулевому проводу сети, а другим выводом через диод, соединенный катодом с катодом упомянутого стабилитрона и анодом динистора, - к управляющему электроду тиристора, катод которого соединен с нулевой точкой нагрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Вузовский В.П. Информационный листок Ставропольского ЦНТИ №169-77 2.Авторское свидетельство СССР №550717, кл. Н 02 Н 7/09, 1973.

00.

Ce

7

jf

иа f