Устройство для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги

Устройство для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБ«МОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ, содержащее источник оперативного питания, который в отключенном состоянии двигателя функционально связан с обмотками двигателя через исполнительный элемент, регулируемый генератор управляемых импульсов и коммутатор, отличающееся тем, что, с целью сниже (Гия затрат электроэнергии, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными измерительным блоком , задатчиком, ограничителем, усилителем и фазочу.вствительным каскадом , при этом измерительный орган выполнен в виде моста, два смежных плеча которого образованы термочувствительными элементами, расположенными на обмотках двигателя и в окружающей среде, одна из диагоналей моста присоединена к первому входу фазочувствительного блока, вто рая диагональ моста, второй вход фазочувствительного блока и вход генератора управляемых импульсов присоединены к входу источника оперативного питания, выполненного (Л в виде многообмоточного трансформатора , вход которого через контактор включен между фазой и нулевым проводом, а выход генератора управляемых импульсов через исполнительный элемент и контакты коммутатора присоединен к обмоткам двигателя . 4 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2487527/24-07 (22) 20.05.77 (46) 30.09.83. Бюл. М 36 (72) И.И. Мартыненко, Н.А. Корчемный, М.Т. Гирченко и В.П. Машевский (71) Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Шарамок И.И. и др. Обслуживание сельскохозяйственных установок. Киев, ".Урожай", 1974, с.127-130

2. Авторское свидетельство СССР

9 434540, кл. Н 02 Н 7/08, 1972.

3. Труды ВСХИЗО, )) 126, N., 1975, с.25-26. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ, содержащее источник оперативного питания, который в отключенном состоянии двигателя функционально связан с обмотками двигателя через исполнительный элемент, регулируемый генератор управляемых импульсов и коммутатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью сниже3(51) Н 02 Н 7 08 Н 02 К 3 44 ноя затрат электроэнергии, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными измерительным блоком, задатчиком, ограничителем, усилителем и фазочувствительным каскадом, при этом измерительный орган выполнен в виде моста, два смежных плеча которого образованы термочувствительными элементами, расположенными на обмотках двигателя и в окружающей среде, одна из диагоналей моста присоединена к первому входу фазочувствительного блока, вто рая диагональ моста, второй вход фазочувствительного блока и вход генератора управляемых импульсов присоединены к входу источника оперативного питания, выполненного в виде многообмоточного трансформатора, вход которого через контактор включен между фазой и нулевым проводом, а выход генератора управляемых импульсов через исполнительный элемент и контакты ксммутатора присоединен к обмоткам двигателя. 5324

Изобретение относится к области

3 ащи Tb1 изоляции Обмоток электро двигателей от сырости и влаги и может быть использовано для защиты электродвигателей, работающих со значительными перерывами между 5 включениями в условиях сельскохозяйственного производства, в частности в животноводческих и птицеводческих помещениях с повышенной влажностью окружающей среды.

Известны защита и восстановление сопротивления изоляции увлажненных обмоток электродвигателей путем индукционного нагрева, конвективной и радиационной сушки, а также использсванием тока от постороннего ,источника 1 .

Однако восстановление изоляции этими способами возможно в условиях пунктов технического обслуживания при отсоединении двигателя от рабочей машины, его разборки, применения. специального дополнительного оборудования, что приводит к увеличению затрат времени на техническое обслуживание и нарушению технологического процесса.

Известно устройство сушки изоляции электрической машины в з.ксплуатационных условиях путем пропускания тока от источника к ее обмоткам во время отключения машины от питающей сети 2).

К недостаткам этого устройства следует отнести значительный перерасход электрической энергии, поскольЯ5 ку в процессе сушки величина тока по обмоткам не регулируется и является постоянной, установленной при наладке, а также неравномерность нагрева и сушки всех обмоток вследствие4 того, что ток проходит лишь по двум из них, отсутствует контроль режима сушки электродвигателя и температуры окружающей среды. К тому же, частое чередование процессов увлажнения и сушки приводит к преждевремен-. ному старению изоляции.

Наиболее близким по техническОй сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство, подающее через тиристор с по- 50 мощью коммутационного аппарата к двум обмоткам электродвигателя пульсирующий ток. Параллельно тиристору подсоединена последовательная цепочка из конденсатора и парал- Я лельно соединенных резистора и диода.

Сигнал управления снимается с конденсатора и через диод подается на управляющий электрод тиристора 1 3).

Однако в устройстве прототипа по- 60 зышенный расход электроэнергии, так как оно непрерывно подпитывает обмотки током.

Цель изобретения — устранение вышеуказанного недостатка известного устройства, повышение зксплуатацион. ной надежности, снижение энергетических и трудовых затрат на техническое обслуживание.

Поставленная цель достигается тем,, что устрой ст во для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги, содержащее источник опеоативного питания, который в отключенном состоянии двигателя функционально связан с обмотками электродвигателя через исполнитель ный элемент, регулируемый генератор управляемых импульсов и коммутатор, дополнительно снабжено последовательно соединенными измерительным блоком, задатчиком, ограничителем, усилителем и фазочувствительным каскадом, при этом измерительный орган выполнен в виде моста, два смежных плеча которого образованы термочувствительным элементами, расположенными на обмотках двигателя и в окружающей среде, о.цна из диагоналей моста присоединена к первому входу фазочувствительного блока, вторая диагональ моста, второй вход фазочувствительного каскада и вход генератора управляемых импульсов присоеди- йены к входу источника оперативного питания, выполненного в виде многообмоточного трансформатора, вход которого через контактор включен между фазой и нулевым проводом, а выход генератора управляемых импульсов через исполнительный элемент и контакты коммутатора присоединен к обмоткам двигателя.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги. устройство для защиты изоляции обмоток электродвигателей, работающих в условиях повышенной влажности, содержит измерительный блок 1, задатчик ?, ограничитель 3, усилитель

4, Фазочувствительный каскад 5, генератор б управляющих импульсов, исполнительный элемент 7, источник

8 оперативного питания и коммутатор

9. На вход усилителя 4 подключены измерительный блок 1,. задатчик 2, ограничитель 3. Выход усилителя 4 подсоединен к входу фазочувствительного каскада 5. Сигнал с фазочувствительного каскада 5 поступает на вход зарядной цепочки генератора б импульсов. управляющий сигнал подается на исголнительный элемент 7.

Подключение электродвигателя 12 к выходу исполнительного элемента 7 осуществлено посредством контактов коммутирующего аппарата 9. .Отдельные узлы устройства годключены к источнику 8 питания.

Измерительный блок состоит из измерительного моста переменногс

1045324 тока, в плечи которого включены термореэисторы 10 и 11, один из которых служит датчиком температуры обмоток электродвигателя 12, а другой - датчиком температуры окружающей среды. Термисторы в плечи мос та включены так, что выходной сигнал пропорционален разности температур обмоток двигателя и окружающей среды.

Задающее устройство 2 выполнено на базе согласующего трансформатора

13, вторичная обмотка подключена последовательно в цепь сигнала мостусилитель, а первичная — источнику переменного напряжения, снимаемого с делителя на резисторах 14 и 15.

Ограничитель 3 состоит из двух встречно направленных стабилитронов

16, подключенных параллельно цепи сигнала.

Усилитель 4 выполнен на транзисторе 17. В усилителе введены последовательная 18 и параллельная 19 и обратные 20 связи, обеспечивающие повышенную стабильность работы.

Фазочувстнительный каскад 5 состоит иэ транзистора 21, резисторов

22 и 23 и конденсатора 24, подключенных к источнику однополупериодного напряжения.

Гечератор б управляющих импульсов состоит иэ зарядной цегочки и порогового элемента, в качестве которого использован аналог. двухбазового диода на транзисторах 25 и

26. Зарядная цепь генератора б состоит из резисторов 23, 27 и 28, конденсатора 24, а также зарядного конденсатора 29. Сигнал снимается с резистора 30, соединенного с катодом и управляющим электродом исполнительного элемента 7, выполненного на тиристоре 31. Параметры зарядной цепочки, а также величина на.-. пряжения, поступающего в цепь зарядного конденсатора 29, определяют угол открытия тчристора 31 и, сооТ ветственно, величину напряжейия, подаваемую на обмотки электродвигателя 12.

Схема работает следующим образом.

При остановке электродвигателя, осуществляемой с помощью кнопки

"Стоп" 32 или команды другого программного устройства, например 33, коммутирующее устройство 34 отключается. Через нормально закрытый контакт 35 подается напряжение на коммутирующее устройство 36, которое, срабатывая, своими контактами

37 — 39 осуществляет подключение электродвигателя к устройству защиты и контактом 40 запитывает это устройство.

Расмотрим возможные случаи при эксплуатации устройства.

При включении устройства температура обмоток равна температуре

Прохождение тока по обмоткам вызывает их нагрев. Температура обмоток повышается, изменяя сопротивление термкстора 10, установленного н обмотках двигателя. Вследствие уменьшения сопротивления термистора мост разбалаксируется. На его выходе появляется сигнал разбаланса, пропорциональный величине отклонения температуры двигателя 12 от температуры окружаюшей среды. В связи с тем, что сигнал измерительного блооткружающей среды. Поскольку при оди каковой температуре сопротивления резисторов 10 и 11, являющихся датчиками температуры обмоток и температуры окружающей среды, ранкы, сигнал ка выходе измерительной мостовой схемы равен нулю. Но н это: нремя на нход усилителя 4 и транзистора 17 поступает сигнал с задатчика 2, величина которого определяет заданное превышение температуры двигателя кад температурой окружающей среды. Установка сигнала задатчика 2 определяется величиной напряжения, снимаемого с резисторов 14 и 15 и параметрами согласующего трансформатора 13. Учитывая, что фаза сигнала с задатчика 2 совпадает с фазой питающего напряжения фазочувстнительног0 каскада 5, транзистор

21 открывается и конденсатор 24 заряжается до напряжения, определяемого напряжением источника питания, сигналом управления и параметрами резистора 23 и конденсатора 24.

При этом напряжение, снимаемое с

25 резистора 23 и конденсатора 24, суммируясь с пульсирукщим напряжением питания генератора б импульсов, оказывается приложенным к зарядному конденсатору 29. При достижении

30 на зарядном кокденсаторе 29 напряжения, равного напряжению срабатывания аналога днухбазового диода на транзисторах 25 и 26, последний открывается и ка резисторе 30 по35 является импульсное напРяжение, которое, поступая на управляющий электрод исполнительного элемента

7, тиристора 31, открывает его. К обмоткам электродвигателя 12 прикладывается напряжение части полусинусоиды, определяемое углом открывания тиристора 31. По обмоткам электродвигателя пройдет импульс тока. При прохождении тока обмотки нагреваются.

Когда напряженке переходит через

45 нуль, тиристор 31 закрывается, ток по обмоткам прекращается. Следующая полуволка наг,ряжения сети не вызывает тока н обмотках двигателя, так как тнристор 31 оказывается н

50 закрытом состоянии. дальнейшая полуволна напряжения проходит через тиристор 31 и обмотки электродвигателя 12, и процесс повторяется.

1045324 ка 1 находится в противофазе с сигналом задатчика 2, результирующий сигнал, поступающйй на усилитель,. уменьшается, Одновременно уменьшается напряжение, выделяемое на нагрузке фазочувствительного каскада состоящей из резистора 23 и конденсатора 24, а соответственно и подаваемое напряжение в цепь зарядного конденсатора 29 генератора б импульсов. Время заряда конденсатс- 1О ра 29 до напряжения срабатывания аналога двухбазового диода 25 и 26, увеличивается, соответственно увеличивая угол открытия тиристора 31.

В результате напряжение, приложенное к обмоткам электродвигателя 12, уменьшается, уменьшается ток,. а соответственно и интенсивность нагрева

его обмоток.

При достижении превышения температуры обмоток на 5-8 C сигнал с моста полностью компенсирует сигнал задатчика, сигнал на входе усилителя равен нулю, напряжение на нагрузке фазочувствительного каскада отсутствует. Сопротивление 28 в цепи зарядной емкости при наладке подбирается таким, что угол открытия тирнстора 31 и соответственно величина тока через тиристор и обмотки электродвигателя обеспечивает в послед- ЗО них выделение тепла, равного по количеству теплопотерям двигателя 12 в окружающую среду при перепаде температуры обмоток и окружающей среды, равном 5-8 С. 35

При длительной работе электродвига ,теля температура его обмоток составляет 70-8.0 С.

Рассмотрим принцип работы устройства в момент отключения электро-. дви га теля . Превышение температуры обмоток значительно превышает 5 — 8 С

Сигнал с измерительной мостовой схемы при этом достигает значительной величины, что может привести к нарушению режима работы усилителя или повреждению всего устройства. Поэтому для защиты усилителя параллельно цепи сигнала включен ограничитель, состоящий из двух встречнонаправленных стабилитронов, осуществляющих двустороннее ограничение сигнала по амплитуде. Сигнал управления при этом полностью закрывает тиристор и ток по обмоткам не протекает. В процессе остывания электродвигателя разность температур обмоток и окружающей среды уменьшается. При достижении превышения температуры 5-8 C тиристор открывается и по обмоткам электродвигателя протекает ток, равный компенсации теплопотерь.

При ключении электродвигателя в любой момент времени устройство защиты мгновенно отключается.

Поддержание постоянного повышения температуры в обмотках электродвигателя над температурой окружающей среды препятствует увлажнению изоляции обмоток и, соответственно, позволит значительно повысить срок службы электродвигателя при эксплуатации его в условиях повышенной влажности.

Применение защиты электродвигателя, эксплуатируемого в условиях повышенной влажности, а также устройства для его реализации, позволит значительно повысить срок его эксплуатационной надежности, снизить энергетические и трудовые затраты по уходу и эксплуатации.

Составитель Л. Корнеева

Редактор Е . Папп Техред М. Гергель Корректор О. Тигор

Заказ 7568/55 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4