Устройство для температурной защиты электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК H02H5/04 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электродвигателя от перегрева при ненормальных режимах его работы.

Известно устройство температурной защиты электродвигателя, содержащее емкостный делитель напряжения, выпрямительный мост, сглаживающий фильтр, стабилизатор напряжения, преобразователь на транзисторах, подключенный к термодатчикам, и исполнительное реле и устройство для защиты электродвигателя от повышения температуры, содержащее источник питания, термодатчик, помещенный в обмотках защищаемого электродвигателя, выход которого соединен через пороговый элемент и элемент ИЛИ с исполнительным элементом, интегратор, генератор тактовых импульсов и элемент задержки fl.

Недостатками указанных устройств являются необходимость источника стабилизированного питания, большая инерционность и низкая надежность, так как содержится большое количество полупроводниковых приборов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является

устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащее источник питания, три термодатчика, установленные на обмотках электродвигателя и включенные на вход блока управления с токовым ключом на транзисторах, к выходу которого подключен исполнительный орган - тиристор 2 ..

10

Недостатком данного устройства является необходимость дополнительных обмоток для источника питания, а поэтому сложность изготовления.

Цель изобретения - упрощение уст15ройства при одновременном повышении надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для температурной загчиты электродвигателя, содер20жащее три термодатчика, установленные на статорных обмотках электродвигателя, два конденсатора и выпрямитель , к выходу которого подключен исполнительный орган, дополни25тельно снабжено тремя резисторами, причем одна из фаз черезпоследовательно соединенные первый конденсатор, первый резистор, второй конденсатор, термодатчики и третий резис30тор подключена к другой фазе,, опережающей упомянутую, а точка соедине ния первого резистора с вторым кон денсатором через второй резистор соединена с третьей фазой, отстающей от первой, .при этом точки соединения первого конденсатора с пер jBHM резистором и третьего резистора с термодатчиком подключены к выпрямителю. Кроме того, в качестве исполнительного органа использовано реле. На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - векторные диаграммы токов и напряжений. Устройство содержит первый конденсатор 1, первый, второй,и третий резисторы 2-4, второй конденсатор 5 статор электродвигателя 6, термодат чики 7-9 с положительным температур ным коэффициентом (например, позисторы), выпрямительный мост 10 и исполнительный орган 11 - реле, В устройстве фаза А соединена че рез последовательно соединенные кон денсатор 1, резистор 2, конденсатор 5, термодатчики 7-9 и резистор 4 с фазой С, Точка соединения резистора 2 с конденсатором 5 связана через резистор 3 с фазой В, а точки соеди нения конденсатора 1 с резистором 2 и резистора 4 с термодатчиком 9 подключены к входу выпрямительного моста 10, выход которого подсоедине к исполнительному органу - реле 11 Устройство работает следующим образом.. . При нормальном режиме работы ,электродвигателя температура обмоток статора ниже пороговой и сопротивление термодатчиков 7-9 во много раз меньше сопротивления конденсатора 5, В этом случае-напряжение трехфазной сети распределяется на активно-реактивных элементах ства -так как показано на фиг. 2. напряжение U на резисторе 2 (бла годаря последовательному включению конденсатора 1 и резистора 2 в фазу А) оказывается сдвинутьЬ4 по фазе в сторону опережения по отношению к напряжению ид, ас помощью цепи последовательно соединенных резисто ра 4, термодатчиков 7-9 и конденсатора 5 напряжение U на конденсаторе 5 и термодатчиках 7-9 оказывается сдвинутым по фазе в сторону опережения относительно напряжения Ug. Таким образом, напряжение Ug и оказываются равными по величине и практически совпадают по фазе, а ра ность их после выпрямления мостом 1 подается на исполнительный орган реле 11. Разность напряжений Ug и Uy- близка к нулю и поэтому через реле 11 протекает ток меньше тока срабатывания. Для того, чтобы при наличии всех фаз I правильном чередовании и допустимой температуре обмоток статора Ufty, и Uj- 6tinH равны по величине и совпадали по фазе, необходимо, чтобы между Номиналами элементов устройства выполнялись следующие соотношения ; TfJ R1; R,4 (Vi УЗ)Я; Rj Хс-, ; где R1 - Сопротивление резистора 2; 1/ujCi - емкостное сопротивление конденсатора 1 (Ы - частота сети, С1 - емкость конденсатора 1) ; - емкостное сопротивле 1/шС1 ние конденсатора 5; Rn - сопротивление резистора 3; Rj - сопротивление резистора 4 ; R -е сопротивление термодатчиков при темпераТуре ниже пороговой. В этом случае разность между напряженяими Uft и Uj-близка к нулю. При перегрузках электродвигателя повшчается температура обмоток статора до пороговой и соответственно резко увеличивается сопротивление датчиков (термодатчиков) 7-9 (одного или всех), напряжение Uy- возрастает. Между напряжениями UR и Uj появляется фазовый сдвиг (фиг. 3), соответственно увеличивается разность их-и ток через реЛе 11 превысит порог срабатывания. При этом реле 11 срабатывает и своим контактом отключает электродвигатель. -Предлагаемое устройство обеспечивает ускоренное отключение электродвигателя при неполнофазном режиме ра;боты. При обрыве фазы В точка О (фиг. 2) сместится вдоль вектора Ug, что приведет к появлению между векторами UR и j фазового сдвига около 60 эл.град. и, соответственно, к увеличению тока через реле 11, которое срабатывает. При обрыве фазы А или С одно из напрйжений UR или U -оказывается нескоготенсированным и достаточным для включения реле 11, Устройство защищает также электродвигатель от оршбочного включения при изменении чередования фаз, что может привести к выходу из строя механизма технологической линии, обслуживаемой им, и последующему заклиниванию электродвигателя. При , изменении чередо вания фаз (фиг. 1)

между векторами Ug и Uj- появляется фазовый сдвиг, приблизительно равный 120 эл.град. Разность напряжений IJu/i и Uj (после выпрямления мостом 10) будет достаточной для включения реле 11.

В устройстве осуществляется самоконтроль за исправностью цепи термодатчйков и в случае обрыва связи между термодатчиками обмотка реле 11 оказывается включенной через резистор 4 и конденсатор 1 между фазой А и В. В результате реле 11 срабатывает, отключая электрооборудование.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет защищать электродвигатель от перегрева в опасных режимах благодаря уменьшению инерционности срабатывания устройства, а простота исполнения и независимость параметров срабатывания от колебаний напряжения сети придают устройству высокую надежность.

: Экономическая целесообразность применения изобретения определяется увеличением срока службы электродвигателя между капитальными ремонтами и уменьшением общего числа отказов электрооборудования.

Кроме того, предлагаемое устройство предусматривает использование дпя защиты электродвигателей и другого электрооборудования в сельском хозяйстве.

Формула изобретений

1.Устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащее три термодатчика, установленные на статорных обмотках электродвигателя, два конденсатора и вьтрямитель, к выходу которого подключен исполнительный орган, отличающеес я тем, что, с целью упрощения

0 устройства при одновременном повышении надежности его работы, оно дополнительно снабжено тремя резисторами, причем одна из фаз через последовательно соединенные первый конденсатор, первый резистор, второй

5 конденсатор, термодатчики и третий . резистор подключена к другой фазе, опережающей упомянутую, а точка соединения первого резистора с вторым конденсатором через второй резистор .

0 соединена с третьей фазой, отстающей от первой, при этом точки соединения первого конденсатора с первым резистором и третьего резистора с термодатчиком подключены к выпрямителю.

5

2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что в качестве исполнительного органа использовано реле.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №691986, кл. .Н 02. Н 5/04, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР 675518, кл. Н 02 5/04, 1977.

Un

исГ

Us

фиг.З