Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормальных режимов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 80,59 Н 02 Н 7/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСИ ЕЛЬСТВ 46 етстм обм СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОГНРЫТИЙ(71) Производственное объединение "Уралэлекуротяжмаш" им. В.Й.Ленина (53) 621.316,925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, У 815836, кл. Н 02 К 7/08, 1979.2, Авторское свидетельство СССР В 670995, кл. Н 02 Н 7/08, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ, содержащее силовые предохранители, пусковой аппарат, обмотка которого через кнопки "Пуск" и "Стоп" присоединена к Фазам питающей сети, а силовые контакты включены в Фазные провода, тиристор, трансфор. - матор, конденсатор, регулируемый резистор, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функцибнальных возможностей путем контроля попадания воды на обмотку и повышения надежности устройства, оно дополнительно снабжено вторым и третьим тиристорами, диодом, двумя развязывающими диодно-резисторными цепочками, датчиком влажности, расположенным на статоре, и емкостным асимметром, подключенным входом к фазам электродвигателя, а своей нулевой точкой через первичную обмотку трансформатора - к нулевому проводу сети, к вторичной обмотке трансформатора через регулируемый резистор подключен терморезистор, а также через диод управляющий переход первого тиристора, зашунтированный конденсатором, причем аноды трех тиристоров ЕФ подключены к нулевому проводу сети, а катод первого тиристора присоединен к датчику влажности, а через развязывающие диодно-резисторные цепочки - к управляющим электродам второго и третьего тиристоров, катоды которых присоединены соотв венно к второй и третьей фаза сток электродвигателя, ЮЖ1129 б 93 2 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к области релей" ной защиты, и может быть использовано для защиты трехфазного асинх" раиного электродвигателя от перегрева обмотки статора в результате перегрузки или обрыва одной иэ фаз, а также при попадании внутрь двигателя воды или сырости. Известно устройство для защитыасинхронных двигателей от перегрузки при помощи встроенных в обмоткустатора температурных датчиков иреле 1.3.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройства, которое обеспечиваетотключение электродвигателя нри обрыве одной из фаз и перегрузке.Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от перегрузки иобрыва фазы снабжено деЛителем напряжения, Фаэосдвигающим конденсатором и тиристором, при этом вход делителя напряжения включен междунейтралью защищаемого двигателяинулевым проводом, выход делителя спараллельно присоединенным к немуфазосдвигающим конденсатором и вторичной обмоткой трансформатора токаЗОподключен через пороговый элементв виде динистора 2 ,Однако данное устройство невозможно использовать, если двигательвключается с помощью аппаратов, не З 5имеющих нулевой защиты (пакетные выключатели, контроллеры, автоматические выключатели и т.п,), а также вслучае соединения обмоток двигателяв треугольник. Защитное устройствоне срабатывает при попадании водыили сырости на обмотку статора. Кдвигателю помимо трех проводов силовой цепи необходима прокладыватьдополнительные провода от магнитного ф 5пускателя Схема защиты не срабатывает при "залипании" пусковой кнопки.Целью изобретения является расширение Функциональных вазможностейзащиты путем контроля попадания воды на обмотку и повышение надежности устройства;Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для защиты трехФа.зного электродвигателя от анармальных режимов, содержащее силовыепредохранители, пусковой аппарат,обмотка которого через кнопки "Пуск" и "Стоп" присоединена к Фазам питающей сети., а силовые контакты включены в Фазные провода, тиристо , трансФорматор, конденсатор, регулируемыйрезистор, дополнительно снабженовторым и третьим тиристорами, диодом, двумя раэвязываюпплми диоднорезисторными цепочками, датчикомвлажности, расположенным на статореи емкостным асимметром,подключеннымвходом к Фазам электродвигателя, асвоей нулевой точкой через первичнуюобмотку трансформатора - к нулевомупроводу сети, к вторичной обмоткетрансформатора через регулируемыйрезистор подключен терморезистор,а также через диод управляющий переход первого тиристора, зашунтированный конденсатором, причем аноды трехтиристоров подключены к нулевому про"воду, а катод первого тиристора присоединен к датчику влажностии через раэвязывающие диодно-резисторныецепочки - к управляющим электродамвторого и третьего тиристоров, катоды которых присоединены соответственно к второй и третьей Фазам обмотокэлектродвигателя,На чертеже изображено предлагаемое устройство,Устройство содержит асинхронныйэлектродвигатель 1, включение которого производится с помощью магнитногопускателя 2. Цепь управления магнитного пускателя содержит кнопку"Стоп" 3, кнопку "Пуск" 4, блокировочный контакт 5 и катушку б. Аппаратом защиты являются предохранители 7-9. Схема защиты имеет тиристоры10 11, аноды которых соединены сзаземленным нулевым проводом 8акатоды присоединяются к Фазам В, С.Управляющие электроды тиристоров через резистары 12, 13, диоды 14, 15 итиристор 1 б также подключены к нулевому проводу. Первичная обмоткатрансформатора 17 пацключена к фазамсиловой цепи через асимметры-конденсаторы 18-20. От вторичной обмоткитрансформатора получает питание терморезистар 21 через регулируемыйрезистор 22, ;иод 23 служит длявыпрямления переменного тока, а конденсатор 24 - для сглаживания пульсации выпрямленного тока, Виток25 в виде мерной неизалировапнойпроволоки, представляюшнй собой датчик влажности, накладывается на однуиэ лобовых частей обмотки статора693 4двигатель отключается. Если катушка магнитного пускателя включена между нулевым проводом и фазой , то пуска- тель после срабатывания защиты не отключается. Однако попадание одной фазы на обмотку статора не может вызвать нагрев двигателя. При обрыве одной из фаз в результате увеличения "перекоса" напряжение на трансфор,маторе повышается. Тиристор 16 открывается, и происходит мгновенное срабатывание защиты.При попадании воды на обмотку статора, образуется электрический контакт через воду между корпусом двигателя и .витком 25, При этом ток проходит от зануленного корпуса двигателя через воду или сырую обмотку на виток 25, затем по проводу через диоды и резисторы на управляющие электроды тиристоров 10, 11 и далее на фазы В, С. Происходит открывание тиристоров и срабатывание защиты.Тиристоры 10, 11 рассчитываются на ток порядка 200 А и выдерживают, десятикратное увеличение тока при коротком замыкании. Для ограничения токов короткого замыкания между анодами тиристоров 10, 11 и нулевым проводом можно включить балластное сопротивление (не показано). Диоды14, 15 служат для предотвращения короткого замыкания между управляющими электродами тиристоров 10, 11, арезисторы 12, 13 - для уменьшения тока в их цепи при срабатывании защиты. Регулируемый резистор 22 спустят для установки температуры нагрева обмотки статора, при которой происходит срабатывание защиты. Увеличивая его сопротивления, уменьшается температура срабатывания,Данная схема защиты монтируется в отдельной коробке, которая крепится на самом двигателе или рядом с ним, поэтому нет необходимости прокладывать дополнительные провода от пускового устройства к двигателб,3 1129 двигателя и соединяется через диоды и резисторы с управляющими электродами тиристоров, как показано на схеме.5Терморезистор 21 представляет собои позистор типа СТи может быть расположен на любой фазе обмотки статора.Кнопкой "Пуск" 4 двигатель включается в работу. При этом первичная 10 обмотка трансформатора 17 оказывается под напряжением, так как конденсаторы 18-О имеют неодинаковую емкость, например 1, 1,5 и 2 мкФ. Со вторичной обмотки трансформатора ток проходит через резисторы 21 и 22. Через диод 23 выпрямленный ток поступает на управляющий электрод тиристора 16, затем проходит на катод и возвращается в цепь вторичной обмот ки трансформатора. При нормальном режиме работы двигателя и незначительном нагреве обмотки статора срабатывание защиты не происходит, так как сопротивление терморезистора 21 25 .мало и падение напряжения на нем, поступающее в цепь управления тиристора 16, недостаточно для открывания последнего. Тиристоры 10, 11 также остаются закрытыми ввиду от- : 30 сутствия напряжения на управляющих электродах.При перегрузке двигателя обмотка статора нагревается, вызывая нагрев терморезистора 21. Сопротивление его . увеличивается, и возрастает падение35 напряжения на нем. Когда напряжение достигает определенной величины, происходит открывание тиристора 16. Ток от нулевого провода проходит40 через этот тиристор, через диоды 14, 15, резисторы 12, 13, управляющие электроды,тиристоров .10, 11, попадая на фазы В, С, Тиристоры 1 О, 11 открываются, и происходит короткое замыкание между нулевым проводом и45 двумя фазами силовой цепи, Предохранители 8, 9 срабатывают, и электроПодписное илиал ППП "Патент 1, г. Ужгород ул, П ая,аказ 9 ч 61/43 ВНИИПИ Го по дела 113035, Москва, Тираж ударств м нзобре Ж, Рнного комитета Сений и открытийущская наб., д.