Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметричного режима Советский патент 1982 года по МПК H02H7/09 

Изобретение относится к электротех нике, в частности к устройствам защит крановых, особенно грузоподъемных электродвигателей, статорные обмотки которых соединены в звезду или тре угольник, от несимметричных режимов (обрыва фазы, недопустимой несимметрии питающих напряжений и токов). Известно устройство для защить электрической нагрузки от обрыва фазы в многофазной питающей сети, содер жащее снабженный отключающей катушкой автоматический выключатель, контакты которого включены в цепь питания нагрузки, трехфазный двухполупериодный выпрямитель, подключенный к выходным зажимам автоматического выключателя и к выходу которого подключен резистор и цепь из последовательно соединенных резистора, диода и конден сатора. Параллельно диоду включена не оновая лампа, а параллельно конденсатору подключена цепь последовательно соединенных отключающей катуш ки и светочувствительного резистора, освещаемого неоновой лампой l , Однако известное устройство не контролирует наличия всех трехфазных нап ряжений до включения автоматическЬго выключателя и не обеспечивает надежной защиты электродвигателя от перегрева при недопустимой несимметрии напряжений и токов, а также от работы на двух фазах, например при его скольжении, близком к Номинальному. В случае обрыва за точкой подключения моста к питающим проводам устройство не обеспечивает защитное отключение электродвигателя. Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты трехфазных цепей от обрыва фазы, содержащее три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в защищаемые цапи, а вторичные соединены в звезду и подключены к трехфазному двухполупериодному выпрямителю, параллельно выходу которого подключены нагрузочный, резистор, конденсатор и исполнительный элемент, выполненный на реле постоянного тока, и вход которого подключен к выходу моста через линейный резистор и диод 2. . Данное устройство требует блокировки защиты при пуске электродвигателя , поэтому возможно включение и работа грузоподъемных крановых электродвиг телей на двух фазах в период пуска, что недопустимо. Устройство не защищает сэлектродвигатель от перегрева при недопустимой несимметрии питающих нап-г ряжений и токов.причем для нормальной работы устройства требуется источник оперативных напряжений, что увеличива ет его габариты и снижает надежность Цель изобретения - повышение надежности защиты электродвигателя от . несимметричных режимов. - . Для достижения поставленной цели устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметричного режима, содержащее три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в провода, питающие электродвигатель, а вторичные соединения в звезду и подключеныК трехфазному двухполупериодному выпрямителю, выход которого зашунтирован нагрузочным резистором и функционально связан через конденсатор и последовательно включен ные линейный резистор и диод с исполнительным элементом, выполненным на реле постоянного тока, дополнитель но снабжено потенциометром, конденсатором, тиристорным оптроном, двумя то коограничивающими резисторами и трехфазным двухполупериодным, выпрямителем который подключен к фазай сети, а его выход зашунтирован дополнительно вве денным конденсатором и соединен через два токоограничивающих резистора, один из которых зашунтирован размыкающим контактом реле постоянного тока с обмоткой реле, зашунтированной тиристором оптрона, светодиод которого через потенциометр подключен параллельно диоду, соединенному со стороны анода через линейный резистор, а со стороны катода - через конденсатор с нагрузочным резистором. . На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит три трансформатора тока 1-3, первичные обмотки которых включены в защищаемые цепи 6, а вторичные соединены в звезду и подключены к трехфазному двухполупериодному выпрямителю 7,к выходу которого подключен нагрузочный резистор 8 и цепь из последовательно включенных линейного резистора 9,диода 10 и конденсатора 11. Параллель.но диоду 10 подключена цепь из потенциометра 12 и свётодиода оптрона 13, тиристор которого шунтирует обмотку реле постоянного тока k, подключенную через два токоограничивающих резистора 15 и.16 к выходу второго трехфазного двухполупериодного выпрямителя 17, подключенного к фазам 18-20 питающей сети. Резистор 16 зашунтирован, размыкающимся контактом 21 реле 1. Выход выпрямителя 17 зашунтирован конденсатором 22. Устройство работает следующим образом. При отсутствии обрыва фазына выходе выпрямителя 17 формируется напрях ение постоянного тока, которое через резистор 15 и контакт 21 прикладывается к обмотке реле 1. Переменная составляющая выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя 17 незначительна и фильтруется конденсатором 22. Реле срабатывает, размыкает свой контакт 21, и в цепь питания реле вводится токоограничивающий резистор 16, обеспечивающий увеличение коэффициента, его возврата. При срабатывании реле 1 в цепь управления электродвигателя выдается сигнал, разрешающий его, включение. После включения электродвигателя из линейных ЭДС, снимаемых со вторичных обмоток трансформаторов тока 1-3, на нагрузочном резисторе 8, включенном на выход моста 7. формируется напряжение постоянного тока, имеющее низкий уровень пульсаций. Конденсатор 11 через резистор 9 и диод 10 заряжается до напряжения, близкого к максимальному значению напряжения на нагрузоч-; ном резисторе 8 Переменная составляющая напряжения выпрямительного моста 7 выделяется с помощью конденсатора 11 и резистора 8 на диоде 10. В нормальных условиях амплитуда, переменной составляющей меньше уста нов.ки срабатывания защиты, задаваемой потенциометром 12, поэтому ток через светодиод оптрона 13 меньше тока его включения и тиристор оптрона- не отпирается.

При обрыве фазы до включения электродвигателя переменная составляющая напряжения выпрямителя 1 резко возрастает, а постоянная составляющая уменьшается. Выход выпрямителя 17 шунтируется малым сопротивлением конденсатора 22, а реле 1 отключается и выдает сигнал, запрещающий включение электродвигателя.

В случае обрыва в цепи питания работающего электродвигателя или недопустимой несимметрии фазных токов, вызываемой, например, несимметрией напряжения или замыканием части витков в статорной обмотке электродвигателя , амплитуда переменной составляющей напряжения выпрямительного моста 7 превышает уставку срабатывания1 защиты. При этом ток через светодиод оптрона 13 превышает ток его включения , тиристор оптрона 13 отпирается и шунтирует обмотку реле 1. Реле отключается и выдает сигнал на отключение электродвигателя. Повтор-i ное включение электродвигателя невозможно, так как тиристор оптрона 13 остается в проводящем состоянии до тех пор, пока не будет снято напряжение с выпрямителя 17.

Предлагаемое устройство обеспечивает самоконтроль исправности соединительных цепей и более надежно защищает крановые электродвигатели от несимметричных режимов, что выгодно отличает его от известных устройств аналогичного назначения.

формула изобретенГия ,

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметричного

режима, содержащее три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в провода, питающие электродви-.. гатель, а вторичные соединены в звезду и подключены к трехфазному , двухполупериодному выпрямителю, выход которого зашунтирован нагрузочным резистором и функц.ионально связан через конденсатор и последовательно включенные линейный резистор и диод с испол нительным элементом, выполненным на реле постоянного тока, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности срабатывания защиты, оно. дополнительно снабжено потенциометром, конденсатором, тиристорным оптроном, двумя токоограничивающими резисторами и трехфазным двухполупериодным выпрямителем,который подключен к фазам сети, а его выход зашунти рован дополнительно введенным конден сатором и соединен через два токоограничивающих резистора, один из которых зашунтирован размыкающим контактом реле постоянного тока, с обмоткой реле, зашунтированной тиристором оптрона, светодиод которого через потенциометр подключен параллельно диоду, соединенному со стороны анода через линейный резистор, а со стороны катода - через конденсатор с нагрузочным резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 32 2383; кл. Н 02 Н 7/08, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР Vf , кл. 02 И 7/08, 1977. 17:-- ii Li III 11ИИ1И1ИИ1 III I IIII I