Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от перегрузки и обрыва фаз

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от перегрузки и обрыва фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы нзобретеняя

А.H.Áoðäàíîa, В.П.Сыщиков, Е.Г.Тимченко и В.Ф.Минаков (71) Заявятель

Ставропольский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

И ОБРЫВА ФАЗ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защи fbi электрических двигателей.

Известно устройство для обнаружения неполнофазных режимов трехфазной сети, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам. Выход выпрямителя соединен с анодом тиристора и кнопкой включения, причем последняя вторым концом присоединена к . управляющему электроду тиристора.

Между катодом и нулевой точкой сети включен реагирующий орган (1).

Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно по принципу своего действия не реагирует на изменения тока в фазах электродвигателя, в частности на перегрузки.

Кроме того, низкая чувствительность к неполнофазным режимам трехфазной сети при двигательном характере нагрузки из-за генерации послед.ней приводит к тому, что напряжение

"потерянной" фазы несколько меньше . чоминальной величины. Это обстоятельство обуславливает протекание тока через резистор в течение всего периода и удержание его в открытом состоянии. Такой режим не фиксируется устройством как неполнофазный.

Наиболее близким к предлагаемому lO является устройство для контроля наличия напряжения в Фазах, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым Фазам. Выход выпрямителя подклю15 чен к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска -- к управляющему электроду тиристора. Между нулевой точкой сети и катодом тиристора включен исполнительный орган.

При наличии на входных зажимах устройства трехфазной системы питающего напряжения, на аноде тиристора в течение всего периода действует

7670

Кроме того, устройство имеет положительную чувствительность к неполнофазным режимам трехфазных электродвигателей. В этом случае при обрыве и (или случайном отключении) одного из линейных проводов сети питания, напряжение в этой фазе двигателя не исчезает, а лишь уменьшается — на обмотке электродвигателя в этом режиме, подобно обмотке трансформатора, развивается значительное напряжение.

Это напряжение еще больше увеличивается при вращении ротора двигателя в неполнофазном режиме за счет генерации этой фазой дополнительной электродвижущей силы. На входных зажимах устройства, следовательно, напряжение полностью не исчезает, и устойчиво функционально не обеспечивает обнаружения неполнофазного режима.

3 90 положительное, выпрямленное трехфазным однополупериодным выпрямителем. напряжение. При кратковременном замыкании контакта кнопки пуска тиристор открывается,и исполнительный орган подает сигнал, соответствующий наличию напряжения в фазах (или сигнал на включение нагрузки). Схема переходит в устойчивое состояние, сохраняемое при размыкании кнопки запуска (тиристор удерживается в открытом состоянии под действием протекающего через него тока) .

Если полностью исчезает одна из фаз контролируемого напряжения, на выходе выпрямительного моста отсутствует положительная полуволна этой фазы. В течение 60 напряжение на аноде тиристора равно нулю, уменьшается до нуля и ток через него.Тиристор запирается и ввиду отсутствия управляющего напряжения остается в этом состоянии и в положительные полупериоды неповрежденных фаз сети питания. Разрыв тиристором цепи питания исполнительного органа обеспечивает сигнализацию последним об и исчезновении без напряжения питания (либо отключение нагрузки) (2 ).

Однако устройство обладает ограниченными функциональными возможностями. Ввиду отсутствия датчика тока невозможно фиксирование перегрузки электроприемника, поэтому необходимо применение дополнительных токовых защит от перегрузки.

2S

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазных режимов и перегрузки содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель, присоединенный к контролируемым фазам, а выходом подключенный к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска — к управляющему электроду тиристора, катод которого соединен с одним из выводов исполнительного органа, при этом устройство снабжено магнитоуправляемым контактом, расположенным в поле постоянного магнита и помещенным между токоведущей шиной и магнитным экраном, причем геркон, соединенный последовательно с переменным резистором, включен между ну левой точкой сети и исполнительным органом, а движок переменного резистора через конденсатор соединен с нулевой точкой сети.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазных режимов и перегрузки.

Устройство содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель, выполненный на диодах 1-3 и присоединенный к контролируемым фазам А, В, С сети питания. Выход выпрямителя подключен к аноду тиристора 6 и через последовательно соединенные резистор 5 и кнопку 4 пуска — к управляющему электроду названного тиристора.

Между нулевой точкой ноль сети и катодом тиристора включены последовательно соединенные геркон 10, переменный резистор 8 и исполнительный орган 7. Между движком переменного резистора 8 и нулевой точкой сети включен конденсатор 9. Магнитоуправляемый контакт 10, помещенный в магнитное поле постоянного магнита 11, размещен между магнитным экраном 12 и токоведущей шиной 13 электродвигателя 14.

Постоянный магнит 11 располагается на таком расстоянии от нормальноразомкнутого магнитоуправляемого контакта 10, что последний под действием постоянного магнитного поля находится в заикнугом состоянии при отсутствии перегрузок электродв 9076

70 6 щее к его запиранию. Исполнительный орган обесточивается, отключая электродвигатель (c выдержкой времени, уменьшающейся при увеличении перегрузки).

При исчезновении одной из фаз питающего напряжения и генерации напряжения "потерянной" фазы электродвигателем последнее имеет меньшую величину и сдвиг по фазе относительно синхронного напряжения. Вследствие этого минимум мгновенного значения напряжения на аноде тиристора становится меньше напряжения конденсатора, что вызывает запирание тиристора и обесточивание исполнительного органа, который, в свою очередь,,отключает защищаемый электродвигатель.

Выдержка времени срабатывания подбором емкости конденсатора 9 выбирается так, чтобы эа время пуска двигателя не происходил заряд конденсатора до уровня, запирающего тиристор.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от перегрузки и обрыва фаз, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, присоединенный к контролируемым фазам, а выходом подключенный к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска — к управляющему электроду тиристора, катод которого соединен с одним из выводов исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения чувствительности, оно снабжено магнитоуправляемым контактом, расположенным в поле постоянного магнита и помещенным между токоведущей шиной и магнитным экраном, при этом геркон, соединенный последовательно с переменным резистором, включен между нулевой точкой сети и . исполнительным органом, а движок переменного резистора через конденсатор соединен с нулевой точкой сети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 639077, кл. Н 02 Н 7/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М597973» кл. Í 02 Н 3/24 1976 гателя. Для исключения размагничивания магнита 11 он располагается около геркона с противоположной стороны от токоведущей шины 13 так, что магнитное поле шины пересекает магнит вдоль границы раздела его полюсов.

Нагнитный экран 12 обеспечивает экранирование датчика тока устройства (геркона 10) от внешних магнитных полей. 10

В нормальном режиме работы электрического двигателя 14 на зажимах

А, В, С сети питания действуеТ трехфазная симметричная система напряжения, и магнитоуправляемый контакт

10 замкнут под действием суммарной магнитодвижущей силы постоянного магнита 11 и токоведущей шины 13, мгновенное значение которой в любой момент времени больше ампервитков 2в возврата геркона 10. На аноде тиристора 6, следовательно, действует положительное, выпрямленное мостом

1-3 напряжение. При кратковременном замыкании кнопку 4 пуска под дейст- rs вием положительного управляющего напряжения тиристор отпирается и через последовательно соединенные исполнительный орган 7, резистор 8 и геркон

10 протекает ток, обеспечивающий подачу исполнительным органом сигнала в нормальном режиме работы двигателя 14. Одновременно заряжается конденсатор 9.,", пряжение на его обкладках определяется положением движка резистора 8.

При возникновении перегрузки двигателя возрастает ток в фазах А, В и С сети питания. В один из полупериодов переменного тока, когда магнитодвижущаяся сила шины 13 и постоянного магнита 11 имеют противоположные знаки, происходит периодическое размыкание геркона 10. Причем с увеличением перегрузки двигателя возрастают интервалы времени, в течение которых геркон 10 находится в разомкчутом состоянии. В эти интервалы ток, проходящий через исполнительный элемент, заряжает конденсатор 9.

По истечении заданного времени, определяемого постоянной времени заряда конденсатора, напряжение конденсатора достигает величины, большей минимального значения напряжения

55 на аноде тиристора 6. К последнему, следовательно, прикладывается напряжение обратной полярности, приводя9076/О

Составитель Курбангалиева

Техред д.Ац Корректор Л.Бокшан

Редактор Л. Гратилло

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

Заказ 608/бч Тираж .670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий

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