Устройство для температурной защиты электродвигателя

) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) 1, Авторское свидетельство СССРЯ 432631, кл. Н 02 Н 7/085, 1.972.2. Авторское свидетельство СССРМ 357644, кл. Н 02 Н 7/08,Н 02 Н 5/04, 1971.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащеетри последовательно включенные термодатчика, установленные на обмоткахэлектродвигателя, первый источникпитания, 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 приобрыве провода в фазных обмотках оноснабжено первым и вторым датчикамитока, усилителм на транзисторе, вторым источником питания, вторым и третьим регулируемыми резисторами, приэтом датчики тока установлены в фазных проводах сети, а минусовые выводыэтих датчиков подключены через пер 0 Н 02 Н 5 04 Н 02 Н 7/О 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 -к двум другим фазам сети, а плюсовые выводы вышеуказанных источников объединены и подключены к второму вы- уеще воду термодатчиков, эмиттерному выводу электронного ключа, базовый вывод а 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. Э 31 108Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствамдля температурной защиты обмотокэлектродвигателей переменного тока.ЪИзвестно устройство, в которомпозисторы, наложенные на три фазныеобмотки статора электродвигателя, являются теплочувствительнои частьюсхемы триггерного усилителя постоянного тока, состоящего из двух транэисторов и резисторов. Если электродвигатель не перегревается, сопро-тивление поэисторов мало, первый изтранзисторов закрыт, а второй открыт, катушка выходного реле усилителя обтекается током и,магнитныйпускатель двигателя включен. Приперегреве электродвигателя сопротивление позисторов резко возрастает, второй транзистор открывается, 20а первый закрывается. Катушка реле теряет питание и магнитный пускатель отключает двигатель от сети 1.Недостатком устройства являетсяМалоэффективность защиты при больших скоростях нарастания температурыобмоток двигателя.Наиболее близким по тЕхническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее источник пи"тания, термодатчики, установленные,на обмотках электродвигателя и включенные на вход блока управления, навыход которого подключен исполнительныйорган - тиристор. Блок уцравления35выполнен в виде ключа, содержащегодва транзистора, эмиттеры которых подключены через резистор к источнику питания,.база одного из транзисто,ров подключена через делитель напряОжения к тому же источнику питания,коллектор " к катоду тиристора, а база другого транзистора - к среднейточке делителя, образованного термодатчиками и резистором, а его коллек тор - к управляющему электроду тиристора 2 .Недостатками устройства являютсязначительная динамическая погрешностьЬе дин поэисторов при больших ско Оростях нарастания температуры обмоток и малоэффективность защиты приобрыве провода в фазной обмотке электродвигателя,Позисторы обеспечивают необходимун,точность слежения за нагревомэлектродвигателя только в нормальныхрежимах, т,е. при медленном нагреве двигателя из-за нарушения вентиляции,постепенного увеличения механическойнагрузки, длительного снижения напря;жения сети и тп., т.е, при оченьнизких скоростях нарастания температуры обмоток. Однако довольно частОэлектродвигатели переменного тока,например подъемно.-транспортных механизмов, могут работать врежимах затяж-:.ного пуска, стопорения, выпаданияфазы, нерегулярной разности температур среды в месте установки двигателя и т п,В этом случае имеет место быстроеизменение температуры обмотки,В режиме короткого замыкания электродвигателя скорость роста температурыобмотки равна 5-6 С/с,При большой скорости роста температуры обмотки температура позисторасущественно отстает от нее. Установившееся.значение динамической погрешности,измерения температуры при скоростинагрева электродвигателя 5 С/с для разных тинов позисторов равна примерно50 С.Из-за этой погрешности позисторыне,в состоянии обеспечить необходимую точность слежения за нагревомобмоток электродвигателей в режимах,отличающихся от нормальных. . Цель изобретения - повышение быстродействия при больших скоростях нарастания температуры и при обрыве провода в фазных обмотках,Поставленная цель достигается тем, что устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащеетри последовательно включенные термодатчика, установленные на обмотках электродвигателя, первый источник питания, электронный ключ, исполнительное реле, первый и второй резисторы,первый регулируемый резистор, первыйи 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 выводкоторого подключен к первому выводу термодатчиков и первому выводу испоцнительного реле, а коллекторный вывод через второй вновь введенный регулируемый резистор - к минусу перво -1108550го источника питания, второй вывод тор 12 с базовым выводом усилителяисполнительного реле подсоединен к на транзисторе 1. Общая точка реййсколлекторному выводу электронного тивного делителя, содержащая пераьйключа и через третий вновь введенный и второй резисторы 13 и 14 .подключеУрезистор - к минусу второго вновь 5 на к базовому выводу электронноговведенного 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 вк двум другим фазам сети, а плюсовые сеть по цепи: полюс источников питавыводы вышеуказанных источников . ния, позисторы 5,6 и 7, исполнитель 10объединены и подключены к второмуное реле 15, третий регулируемый ревыводу термодатчиков, эмиттерному вы- зистор 17, минус источника питания,воду электронного ключа, базовый срабатывает исполнительное реле коВФвывод которого подключен к точке сое- торое своими нормально открытыми кондинения первых выводов первого и вто- тактами подготавливает цепь для вклю 15рого резистора, а второй вывод пер- . чения магнитного пускателя (контаквого 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 резисвторой вывод второго резистора объеди тора. 17 можно отрегулировать ток20нен 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 цепиточке соединения выводов электронного температурных датчиков,Если тоК двигателя равен нулю,На чертеже дана принципиальная то напряжение подаваемое на базовыйсхема уст ойства,У Ройства, вывод усилителя на транзисторе 1 отСхема содержит усилитель 1 на датчиков тока 8 и 9 тоже равно нутранзисторе, электронный ключ 2, пер" З 0 лю, После включения электродвигатевый и второй источники питания 3,4,ля с помощью .магнитного пускателясодержащие полупроводниковый выпря- на базовый вывод усилителя на транмитель, стабилитрон, а для ограниче- зисторе от датчиков тока 8 и 9ния тока со стороны питающей сети- подается управляющий сигнал пропорЭконденсатор. 35 циональный сумме токов фаз А и С.Между полюсом источников питания .При минимальном токе и небольшихи эмиттером усилителя на транзисторперегрузках (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 7каждой обмотке электродвигателя. 40 протекает ток на вызывающий.их самоДля получения сигнала, пропорцио- разогрева. Этот ток состоит из 2-хнального току двигателя, устанавливают , составляющих, первой, не зависящейся первый и второй датчики тока 8 и 9 от скорости нарастания темперафаз А и С двигателя с выходным сиг- туры, определяемой током срабаты"налом постоянного тока.145 вания исполнительного реле 15 от исВ качестве датчиков тока использу- точника питания 4, второй, зависящейется трансформатор тока, первичная . пропорционально от суммы токов фазобмотка 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 болырегулируемым сопротивлением подклю- ших перегрузках, например, большечена к полупроводниковому выпрямителю. 21 н, когда скоростьнарастания 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 возрастаети 4. Минусы датчиков тока 8 и 9 об- пропорционально сумме токов фаз Аразуют общую точку, которая соедине- и С двигателя за счет этого происхона через первый регулируемый резис- . дит дополнительный нагрев позисФилиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,%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 допустимой для данного класса изоляции. В этом случае в схеме датчиков тока фаз А и С предусмотрено устройство, обеспечивающее нарастание управляющего сигнала на базовом входе 15 усилителя на транзисторе 1 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 базовый 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 может применяться для защиты от перегрева электродвигателей как общепромышленного, так и специального исполнения.