Устройство для температурной защиты электродвигателя

Устройство для температурной защиты электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее три последовательно включенные термодатчика , установленные на обмотках электродвигателя, первый источник питания, электронный ключ, исполнительное реле, первьм и второй резисторы , первый регулируемый резистор, первый и второй диоды, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия при больших скоростях нарастания температуры и при обрыве провода в фазных обмотках qHo снабжено первым и вторым датчиками тока, усилителм на транзисторе, вторым источником питания, вторым и третьим регулируемыми резисторами, при этом датчики тока установлены в фазных проводах сети, а минусовые вывода этих датчиков подключены через первый регулируемый резистор к базовому выводу усилителя на транзисторе, эм1гтерный вывод которого подключен к первому выводу термодатчиков и первому выводу исполнительного реле, а коллекторный вывод через второй вновь введенный регулируемый резистор - к минусу первого источника пита ния, второй вывод исполнительного реле подсоединен к коллекторному выводу электронного ключа и через третий вновь введенный резистор к минусу второго вновь введенного источника питания, причем первый источник питания входами подключен к двум фазам сети, а второй к двум другим фазам сети, а плюсовые (Л выводы вышеуказанных источников объединены и подключены к второму выс воду термодатчиков, эмиттерному выводу электронного ключа, базовьп вывод которого подключен к точке соединения первых выводов первого и второго резистора, а второй вывод первого резистора объединен с анодом перэо У1 ел вого, диода и подключен к плюсовому выводу первого датчика тока, а второй вывод второго резистора объединен с анодом второго диода и подключен к плюcoвo fy выводу второго датчика тока, при этом катоды вышеуказанных диодов объединены и подключены к точке соединения выводов электронного ключа и термодатчиков.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОИИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 к

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТ1=НИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3562118/24-07 (22) 09.03.83 (46) 15.08.84.Бюл. 11 30 (72) Н.Н.Сергиенко, H.ß.Ïîðòíîé, В.Г.Стройников, И.К.Зюзин и В.Ф.Кравченко (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53) 621.3 f6.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 432631, кл. Н 02 H 7/085, 1.972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 357644, кл. Н 02 Н 7/08, Н 02 Н 5/04, 1971. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ

ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее три последовательно включенные термодатчика, установленные на обмотках электродвигателя, первый источник питания, электронный ключ, исполнительное реле, первый и второй резисторы, первый регулируемый резистор, первый и второй диоды, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при больших скоростях нарастания температуры и при обрыве провода в фазных обмотках оно снабжено первым и вторым датчиками тока, усилителм на транзисторе, вторым источником питания, вторым и третьим регулируемыми резисторами, при этом датчики тока установлены в фазных проводах сети, а минусовые выводы этих датчиков подключены через перЗ(59 Н 02 Н 5 04 Н 02 Н 7/085 вый регулируемый резистор к базовому выводу усилителя на транзисторе, эмитерный вывод которого подключен к первому выводу термодатчиков и первому выводу исполнительного реле, а коллекторный вывод через второй вновь введенный регулируемый резистор — к минусу первого источника пита ния, второй вывод исполнительного реле подсоединен к коллекторному выводу электронного ключа и через третий вновь введенный резистор к минусу второго вновь введенного источника питания, причем первый источник питания входами подключен к двум фазам сети, а второй — I к двум другим фазам сети, а плюсовые выводы вышеуказанных источников объединены и подключены к второму вы- уе е воду термодатчиков, эмиттерному выводу электронного ключа, базовый вывод д которого подключен к точке соединения первых выводов первого и второго резистора, а второй вывод первого резистора объединен с анодом первого. диода и подключен к плюсовому выводу первого датчика тока, а второй вывод второго резистора объединен с анодом второго диода и подключен к плюсовому выводу второго датчика тока, при этом катоды вышеуказанных диодов объединены и подключены к точке соединения выводов электронного ключа и термодатчиков.,33

550

1 »os

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для температурной защиты обмоток электродвигателей переменного тока.

Ъ

Известно устройство, в котором позисторы, наложенные на три фазные обмотки статора электродвигателя, являются теплочувствительнои частью схемы триггерного усилителя постоянного тока, состоящего из двух тран- 10 эисторов и резисторов. Если электродвигатель не перегревается, сопротивление HoSHcTopoB мало, первый из транзисторов закрыт, а второй открыт, катушка выходного реле усили- !5 теля обтекается током и .магнитный пускатель двигателя включен. При перегреве электродвигателя сопротивление позисторов резко возрастает, второй транзистор открывается, 20 а первый закрывается. Катушка реле теряет питание и магнитный пускатель отключает двигатель от сети 1).

Недостатком устройства является малоэффективность защиты при боль- 25 ших скоростях нарастания температуры обмоток двигателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее источник пи" тания, термодатчики, установленные ,на обмотках электродвигателя и включенные на вход блока управления, на выход которого подключен исполнительный орган — тиристор. Блок уцравления

35 выполнен в виде ключа, содержащего два транзистора, эмиттеры которых подключены через резистор к источнику питания,.база одного из транзисто,ров подключена через делитель напря-4 0 жения к тому же источнику питания, коллектор " к катоду тиристора, а база другого транзистора — к средней точке делителя, образованного термодатчиками и резистором, а его коллек-45 тор — к управляющему электроду тиристора(2 ).

Недостатками устройства являются значительная динамическая погрешность h8 дин поэисторов при больших ско- 0 ростях нарастания температуры обмоток и малоэффективность защиты при обрыве провода в фазной обмотке электродвигателя. двигателя из-за нарушения вентиляции, постепенного увеличения механической нагрузки, длительного снижения напря— жения сети и т ° п., т.е. при очень низких скоростях нарастания температуры обмоток. Однако довольно частО электродвигатели переменного тока, например подъемно-транспортных механизмов,могут работать в режимах затяж--: ного пуска, етопорения, выпадания фазы, нерегулярной разности температур среды в месте установки двигателяитп

В этом случае имеет место быстрое изменение температуры обмотки.

В режиме короткого замыкания электродвигателя скорость роста температуры обмотки равна 5-6 С/с.

При большой скорости роста температуры обмотки температура позистора существенно отстает от нее. Установившееся.значение динамической погрешности,измерения температуры при скорости нагрева электродвигателя 5 C/с для разных тинов позисторов равна примерно

50 С.

Из-за этой погрешности позисторы не .в состоянии обеспечить необходимую точность слежения за нагревом обмоток электродвигателей в режимах, отличающихся от нормальных. . Цель изобретения - повышение быстро действия при больших скоростях нарас тания температуры и при обрыве провода в фазных обмотках.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащее три последовательно включенные термодатчика, установленные на обмотках электродвигателя, первый источник питания, электронный ключ, исполнительное реле, первый и второй резисторы, первый регулируемый резистор, первый и второй диоды, оно снабжено первым и вторым датчиками тока, усилителем на транзисторе, вторым источником питания, вторым и третьим регулируемыми резисторами, при этом датчики тока установлены в фазных проводах сети, а минусовые выводы этих датчиков подключены через первый регулиру мый резистор к базовому выводу усилителя на транзисторе, эмиттерный вывод

Позисторы обеспечивают необходимук ,точность слежения за нагревом электродвигателя только в нормальных режимах, т,е. при медленном нагреве которого подключен к первому выводу термодатчиков и первому выводу исполнительного реле, а коллекторный вывод через второй вновь введенный регулируемый резистор - к минусу перво—

ro источника питания, второй вывод тор 12 с базовым выводом усилитеЛя исполнительного реле подсоединен к на транзисторе 1. Общая точка реЬИс

1 коллекторному выводу электронного тивного делителя, содержащая пераь1й ключа и через третий вновь введенный и второй резисторы 13 и 14 .подключеУ резистор — к минусу второго вновь 5 на к базовому выводу электронного введенного источника питания, причем ключа, исполнительное реле 15, втопервый источник питания входами под- Рой и третий регулируемые резистоключен к двум фазам-сети, а второй — Ры 16 и 17. При подаче напряжения в к двум другим фазам сети, а плюсовые сеть по цепи: полюс источников. питавыводы вышеуказанных источников ния, позисторы 5,6 и .7, исполнитель10 объединены и подключены к второму ное реле 15 третий регулируемый ревыводу термодатчиков, эмиттерному вы- зистор 17, минус источника питания, воду электронного ключа, базовый срабатывает исполнительное реле ко4

Ф вывод которого подключен к точке сое- Торое своими нормально открытыми кондинения первых выводов первого и вто- тактами подготавливает цепь для вклю15 рого резистора, а второй вывод пер- чения магнитного пускателя (контакеого резистора объединен с анодом тоРа, не .показанного на схеме). первого диода и подключен к плюсовому В этом случае сопротивление всех повыводу первого датчика тока, а зисторов минимально и с помощью резис второй вывод второго резистора объеди тора 17 можно отрегулировать ток

20 нен с анодом второго диода и подклю- срабатывания исполнительного реле. чен к плюсовому выводу датчика то- Так. как позисторы включены.последока, при этом катоды вышеуказанных вательно, то одновременно осуществдиодов объединены и подключены к ляется. контроль целостности цепи точке соединения выводов электронного температурных датчиков, Если тоК двигателя равен нулю, На чертеже дана принципиальная то напряжение подаваемое на базовый схема уст ойства. у ройства. вывод усилителя на транзисторе 1 от

Схема содержит усилитель 1 на датчиков тока 8 и 9 тоже равно нутранзисторе, электронный ключ 2, пер" 30 лю. После включения электродвигатевый и второй источники питания 3,4, ля с помощью .магнитного пускателя содержащие полупроводниковый выпря- на базовый вывод усилителя на транмитель, стабилитрон, а для ограниче- зисторе от датчиков тока 8 и 9 ния тока со стороны питающей сети- подается управляющий сигнал пропор Э конденсатор. д циональный сумме токов фаз А и С.

Между полюсом источников питания . При минимальном токе и небольших и эмиттером усилителя на транзистор . перегрузках (например, до 2 Эн ), присоединена цепь термодатчиков (по- когда скорость нарастания температузисторов), 5,6,7 установленных на ры мала, по цепи позисторов 5,6 и 7 каждой обмотке электродвигателя. 40 протекает ток на вызывающий.их самоДля получения сигнала, пропорцио- разогрева. Этот ток состоит из 2-х нального току двигателя, устанавливают, составляющих, первой, не зависящей ся первый и второй датчики тока 8 и 9 от скорости нарастания темперафаз А и С двигателя с выходным сиг- туры, определяемой током срабатыналом постоянного тока.

45 вания исполнительного реле 15 от исВ качестве датчиков тока использу- точника питания 4, второй, зависящей ется трансформатор тока, первичная пропорционально от суммы токов фаз обмотка которого включена в цепь А и С, определяемой током коллекторсоответствующей фазы, а вторичная об- ного вывода усилителя на транзисмотка с параллельно подсоединенным 50 торе от источника питания 3. При бол регулируемым сопротивлением подклю- ших перегрузках, например, больше чена к полупроводниковому выпрямителю. 21н, когда скорость нарастания темК полюсам датчиков тока 8 и 9 подсое - пературы обмоток заметно увеличиваетдинены аноды (первого и второго) дио- ся и. динамическая погрешность позисдов 10 и 11 ка тоды которых подключе- торов также увеличивается, вторая сосны к полюсам источников питания 3 тавляющая тока позисторов возрастает и 4. Минусы датчиков тока 8 и 9 об- пропорционально сумме токов фаз А разуют общую точку, которая соедине- и С двигателя за счет этого происхона через первый регулируемый резис- . дит дополнительный нагрев позис1 1085

Составитель Н.Чутчев

ТехредJI.Мартышова Корректор И. Шароши

Редактор А.Долинич

Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5878/40

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 торов 5,6,7, что обеспечивает его ускорение и компенсацию динамической погрешности. В режиме нормальных частых пусков (что характерно для многих элеетроприводов), когда двигатель 5 уже достаточно нагрет, за счет второй составляющей тока поэистора может произойти опережающее срабатывание защиты, хотя температура обмоток электродвигателя не превышает допус1 тимой для данного класса изоляции.

В этом случае в схеме датчиков тока фаз А и С предусмотрено устройство, обеспечивающее нарастание управляющего сигнала на базовом входе усилителя на транзисторе в зависимости от времени действия пускового тока.

Если незначительная и длительная перегрузка такова, что происходит 20 нагрев двигателя выше допустимой для данного класса изоляции (классификационной температуры поэисторов), то это приводит к резкому возрастанию сопротивления поэисторов и отпус- >> канию исполнительного реле, При целостности фазных А и С обмоток дви.— гателя напряжение, подаваемое на баl зовый вход электронного ключа 2, равно нулю, так как кулю равна разность потенциалов между точками подключения резисторов 13 и 14. Схема реагирует как на симметричные перегрузки, так на несимметричные, например обрыв фазы.

При обрыве фазных обмоток двигателя А или С появляется напряжение на базовом входе электронного ключа, последний открывается и переходом эмиттер-коллектор шунтирует цепь поэисторов и исполнительного реле. °

Это приводит к отключению магнитного пускателя.

При обрыве фазы В устройство реагирует как на обычную перегрузку.

Предложенное устройство имеет большую точность слежения за температурой изоляции статора электродвигателя в особо опасных режимах, благодаря уменьшению динамической погрешности ускоряется отключение электродвигателя при обрыве провода в фазной обмотке статора н мол<ет применяться для защиты от перегрева электродвигателей как общепромышленного, так и специального исполнения.