Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от работы на двух фазах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИН ФЮН.02 Н 7 08 ГОС ЕНИ ИДЕТЕЛЬСТ и АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ С(71) Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйства (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 493847, кл. Н 02 Н 3/08, 1975,2. Авторское свидетельство СССР Р 612339, кл. Н 02 Н 7/08, 1976..3. Аварское свидетельство СССР В 547901, кл. Н 02 Н 7/00, 1975, 1(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГА,ТЕЛЯ ОТРАБОТЫ НА ДВУХ ФАЗАХ, содержащее три трансФорматора тока, включенные первичными обмотками вп " таюаЬе провода электродвигателя, вторичные обмотки которых соединены в разомкнутый треугольник, выход которого Функционально связан с тиристорным ключом и магнитным пускателем, и стабилизированный источник питания, о т л и ч а ю щ еОО 411 А. е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройстваоно дополнительно снабжено двухполупериодным выпрямительным мостом, регулировочным потенцисметром и блоком временной задержки, а трансФорматоры тока выполнены на сердечнике иэ трансФорматорной стали, причем между выходом разомкнутого треугольника и стабилизатором напряжения, стабилитрон которого подключен к управляющему переходу тиристора тиристорного ключа, подключенного совместно с катушкой магнитного пускателя .на Фазное напряжение сети, включены двухполупериодный выпрямительный мост, регулировочный потенциометр, присоединенный крайними клеммами к упомянутому мосту, и блок временной за.держки, подключенный между выходом регулировочного потенциометра и общей точкой анода стабнлитрона а ,и катода тиристора тиристорного ключа.1034117 Изобретение относится к защитеэлектродвигателей от ненормальныхрежимов работы, в частности отобрыва фазы, электроприводов, работающих в промышленности и сельскомхозяйстве.Известны различные типы защит,использующие в качестве датчиковтрансформаторы тока, включенныев контоолируемые цепи первичными об.мотками. Вторичные обмотки для обеспечения измерительного режима работы трансФорматоров тока ( для обеспечения йенасыщенного режима магнитопровода) нагружены пофазно ре зисторами, подключенными или непосредственно к клеммам вторичнойобмотки или через выпрямительныеустройства 11;т. 2,Сигнал с трансформаторов токапоступает либо на предварительныйусилитель, имеющий пороговый элемент, с дальнейшим выходом на исполнительный механизм, либо непосредственно на реле, выполняющее функцию порогового элемента и исполни: тельного механизма.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для защиты трехФазной электроустановки от работына двух фазах, в котором три тран.сформатора тока с прямоугольной пет,лей гистереэиса соединены в разомкнутый треугольник и подключены кисполнительному органу в видеоднополупериодного тиристорного кпо,ча 33.Однако трансформаторы тока необходимо иметь с различными номиналамипервичного тока для различных электродвигателей.Регулирование величины импульсовуправления невозможно.Кроме того, устройство неудобнов эксплуатации вследствие того, чтопри случайном кратковременном исчезновении фазы произойдет отключениеэлектродвигателя, а при пуске цепькатушки коммутирующего аппарата будет прерываться контактами реле исполнительных органов, срабатывающихна токи выше номинальных.Исполнительные органы имеют значительные габариты вследствие того,что во-первых тиристорный ключ является однополупериодным, во-вторых,тиристор открывается при положительных.импульсах, в то время как на него подаются импульсы разнополярныеПолярность последних соответствуетполярности тра фае контролируемойсети.В то же время, исполнительный орган подключен на линейное напряжение Фаз А и В. Анализ векторных диаграмм показывает, что векторлинейного напряжения А В опережает,вектор фазы А (чередование фаз принято слева направо ) на 30 и отстает 2от вектора фазы В на 90, а от вектоора фазы С на 210 . Положительныеимпульсы от трансформаторов токапоступают после прохождения синусоидами фаз А С В сети О, 120 240,ЗбО, 480 О ; отрицательные импульсы, которые не открывают тиристор -после прохождения фаз С А В сети60, 180, 309, 420, 540 О. Следовательно,.импульсами фаз А и С.1 О тиристор, подключенный к Фазам А В,не открывается. Открывается он только положительным импульсом Фазы В,т,е. при о = 120, 480, 840,ов области максимального значениянапряжения А В. Таким образом, вкаждом полупериоде тиристор остается открытым только 90 Это заставилов прототипе шунтировать катушку реле исполнительного органа конденсатором значительйой емкости на на 20 прякение не ниже 500 Б, включеннымпоследовательно с мощным 10-25 Вт )токоограничительным резистором.Катушка с конденсатором работаетвблизи резонанса токов, что ставиттиристор ключа в тяжелые условия иснижает эксплуатационную надежностизащитного устройства.При пуске электродвигателя науправляющий переход поступает им 30 пульс повышенной мощности, что также снижает эксплуатационную надежностьЦель изобретения . - повышение эксплуатационной надежности устройст 35 ва,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для защиты трехФазного асинхронного электродвигателя от работы надвух Фазах, содер 40 жащее три трансформатора тока,включенные первичные обмотками в питающие провода электродвигателя, вторичные обмотки которых соединены вразомкнутый треугольник, выход кото 45 рого функционально связан с тирис,торным ключом и магнитным пускателем, и стабилизированный источникпитания, дополнительно снабженодвухполупериодным выпрямительным мостом, регулировочным потенциометроми блоком временной задержки, а трансформаторы тока выполнены на сердечнике из трансформаторной стали, причем между выходом разомкнутого треугольника и стабилизатором напряже 55 ния, стабилитрон которого подключенк управляющему переходу тиристоратиристорного ключа, подключенногосовместно с катушками магнитногопускателя на фазное напряжение сети,60 включены двухполупериодный выпрямительный мост, регулировочный потенциометр, присоединенный крайнимиклеммами к упомянутому мосту и блоквременной задержки, подключенный65 между выходом регулировочного потенциометра и общей точкой анода ста-.билитрона и катода тиристора тиристорного ключа,На чертеже представлена схемаустройства для защиты электродвигателя от работы на двух Фазах.Устройство содержит три трансформатора 1 тока, соединенные сдвухполупериодным выпрямительныммостом 2, к выходу которого подключен регулировочный потенциометр 3,ограничивающий резистор 4 и конденсатор 5 блка временной задержки,которые включены между движком потенциометра 3 и плюсом выпрямительного моста 2, балластный резистор 6одним концом подключен к точкесоединения резистора 4 с конденсатором 5, а другим концом - анодустабилитрона 7 стабилизатора напряжения, катод которого соединен сплюсом выпрямительного моста 2 иуправляющим переходом тиристора 8,составляющим совместно с диодами9-12 тиристорный ключ 4, подключенный параллельно пусковой кнопкой 13 кнопочной станции, имеющейкроме упомянутой кнопки стоповуюкнопку 14, и последовательно с ка-..тушкой 15 магнитного пускателя силовые контакты которого 16 коммутируют статорную обмотку электродвигателя. 17.Трансформаторы тока изготовленытаким образом, чтобы при номинальном токе нагрузки электродвигателя 17 число первичных ампервитковбыло достаточным для намагничивания железа до насыщения. Вторичныеобмотки подключены к нагрузке сбольшим входным сопротивлением ималым током. В этом случае трансформатор при подаче на первичнуюобмотку синусоидального тока передает его на вторичную обмотку сискажением. Ток будет содержатьпервую, третью, пятую, седьмую,девятую и т.д. гармоники. При соединенйи вторичных обмоток трансформатора тока в разомкнутый треугольник гармоники 1, 5, 7, 11-13 некратные трем исчезают, а гармоникикратные трем, складываясь по фазам,дают величину ЗЦ где О - напряжение гармоник, кратных трем, отдельных фаз.Устройство работает следующимобразом.При нажатии на замыкающую кнопку 13 срабатывает магнитный пускатель с катушкой 15 и контактами16, и двигатель 17 подключается ксети. По статору протекает пусковой ток и на клеммах Ф, 2 появляется потенциал до 70 В. Послеразгона электродвигателя потенциалустанавливается равным 20 - 35 В.В зависимости от величины первич . ного номинального тока регули,ровочным потенциометром 3 устанавливается напряжение питания схемы 18 В. Со стабилитрона 7 осуществляется питание управляющего пере хода тиристора 8 тиристорного ключа. 8-12, который шунтирует замыкающую кнопку 13. Магнитный пускательостается включенным, двигатель нормально запускается. Конденсатор 5 10 и резистор 4 служат для задержкивремени отключения схемы при кратковременных исчезновениях фазы сетии для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.15При обрыве фазы направление токав одной иэ оставшихся Фаз двигателя меняется, следовательно во вто-.ричных обмотках трансформаторов этихфаз векторы токов направлены встреч- М но. Их вычитание приводит к тому,что напряжение на клеммах А, В исчезает. Если исчезновение .фазы небыло случайным и симметрия в сетине восстановилась, то после разряда 25 конденсатора 5 тиристор 8 закрывается, обесточивая катушку 15 пускателя и отключая электродвигатель17 от поврежденной сети. Повторныйзапуск возможен только после восста 30 новления симметрии напряжения сети,так как векторы гармоник, кратныхтрем в двух оставшихся фазах направлены встречно и потенциал на зажимах , равен 35 нулю. Использование трансформаторовтока с сердечником из трансформа-, торной стали, соединенных в разом кнутый треугольник и работающих внасыщенном режиме, в качестве источника питания схемы управления тиристором и датчиков обрыва фаз, введение в схему дополнительных 45 двухполупериодного выпрямительногомоста, блока временной задержки, регулировочного потенциометра и подключение выхода тиристорного ключа и катушки магнитного пуска О теля на фазное напряжение сети выгодно отличают предлагаемое устройство для защиты электродвигателя от работы на двух фазах от прототипа. С помощью двухполупери одного выпрямителя, конденсатораблока временной задержки и под. ключения тиристорного ключа и катушки пускателя на фазное напряжение .обеспечивается открытие тиристора в течение всего периода, регули руется пускателем до шестого габарита включительно, а блок временной задержкиоставляет двигатель в работе при случайных, кратковременных потерях фаз. Кроме того, если кон денсатор принимает на себя всплеска го комитета ССй и открытийаушская наб.,д.токов при пуске двигателя. Исключеаие из схева конденсатора и резистора, шунтирукаюех катушку реле, поз. СоставиЕ.Лушникова Техред В аказ 5638/56 Тираж 61 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж,ю ю ав ю а е йв филиал ППП фПатентф, г.волило повысить зкоиомнчность и уменьшить габариты устройст., ва. рректорС.Шекмар М 4 В Фе 4 Ь юю ю В ю ю ю е