Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы

(51) 5 НтНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЕТЕНИЯ(21)4795783/07 :.:,.:;:,. (57) Использование: в комплексной защите (22) 02.01,90трехфазных электродвигателей от аварий- (46) 23.05.93. Бюл, 1 ч. 19 . - ных режимов, работающих в промышЛенно- (71) Азово-Черноморский институт механи-,: сти и сельскомхозяйстве в автоматическом зации сельского хозяйства: .: . режиме. Сущность: сигнал аварийного ре) С.В.Оськин, А.Э.Калинин и Н.Н,Воло-. жимз с выхода блока соответствующей защук: ; . .:щитй поступает на вход исполнительного (56) Авторское свидетельство СССР .: органа, выполненного на транзисторе, Это М 1417098, кл. Н 02 Н 7/08, 20.10.86., исключает возможность его ложного срабаАвторское свидетельство СССРтывания из-за колебаний напряжения пита- М 1377955, кл. Н 02 Н 7/08, 05.05.85. ющей сети. Наличие световой сигнализацииГрундулис А,О, Защита электродвигате-аварийных режимов облегчает поиск причилей в сельском хозяйстве, Агропромиздат;: ны отключения, электродвигателя. Наличие 1988, стр,45, рис,18 - предупредительной сигнализации позволя- (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХ-: ет принять необходимые меры до наступле- ФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АВА-, ния аварийного режима, 1 ил, 3 РИЙНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СОИзобретение относится кэлектротехни-сторные блоки температурной защиты и заке и может быть использовано для защиты: щитыотнесимметриинапряженийиобрыва М трехфазных электродвигателей, работаю-.;: фаз, и исполнительный орган, который вы- ф щих в промышленности и сельском хозяйст- . полней на транзисторе, база которого под-., 9 ве., :; ключена . к коллектору выходного фЦель изобретения - повышение надеж- ".:.,.:транзистора блока температурной защиты и ности защиты и расширение функциональ-: : к. выходу повышенного напряжения блока ных возможностей устройства защиты. .:,:, .стабилизации через первый. резистор, эмитПоставленная цель достигается тем, чтотер транзистора подключен к выходу пони- ф в устройстве для защиты трехфазного алек-женного напряЖения блока стабилизации, тродвигателя от аварийных режимов рабо- ":.коллектор через второй резистор подклюты, содержащем блок питания, со чен кплюсу сглаживающего конденсатора сглаживающим конденсатором на выходе, . блокапитания,снабженоблокомоигнализаподключенныйчерезвыходноерелекблоку ции,выполненным на двух транзисторах, стабилизации на стабилитронах, имеющемубаза первого из которых через третий рези-, выходы повышенного и пониженного на-- стор подключена к коллектору, а эмиттер: - пряжения, к которым подключены транзи-. к эмиттеру выходного транзистора блокатемпературной защиты, коллектор подключен к катоду первого светодиода, база второго транзистора через четвертый резистор соединена с коллектором выходного транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз и эмиттером выходного транзистора блока температурной защиты, эмиттер - с минусом сглаживающего конденсатора блока питания, а коллектор - с катодом второго светодиода, аноды обоих светодиодов подключены к катоду стабилитрона выхода пониженного напряжения блока стабилизации.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы,Схема содержит блок 1 питания, выполненный в виде балластного конденсатора 2 и разрядного резистора 3, диодов 4, 5, сгла 5 10 15 20 живающего конденсатора 6; блок стабилизации 7, содержащий стабилитронповышенного напряжения 8, балластныйрезистор 9 и стабилитрон пониженного напряжения 10, К плюсу сглаживающего конденсатора 6 подключен первый выводкатушки 11 выходного реле 12, второй вывод катушки 11 подклЮчен к катоду стабилитрона 8, К стабилитрону 10 пониженногонапряжения подключены: блок температурной защиты 13, включающий транзисторы14, 15, 16, резисторы 17, 18, 19, 20, 21, 22,терморезисторы с положительным ТКС 23,24, 25, диоды 26, 27, конденсатор 28, блокзащиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз 29, включающий транзисторы 30,31, резисторы 32, 33, 34, 35, 36, диод 37,конденсатор 38. Вход блока защиты от несимметрии напряжений и обрыв фаз 29 соединен с выходом датчика обрыва фаз 39, 40включающего соединенные "звездой" резисторы 40, 41, 42. Выходной транзистор 30блока защиты от несимметрии напряженийи обрыва фаз соединен коллектором с эм.;ттером выходного транзистора 16 блока теглпературной защиты, коллектор которого: соединен с входом исполнительного органа43; включающего диод 44, транзистор 45,резисторы 46, 47.К коллекторам выходных транзисторов 5016, 30 подключен блок сигнализации 48,включающий транзисторы 49, 50, резисторы51, 52, светодиоды 53, 54. Питание блокасигнализации осуществляется от стабилитрона 10. Один выход резистора 46 исполнительного органа 43 соединен с катушкой 11выходного реле 12, имеющего контакт 55,соединенный с магнитным пускателем (начертеже не показан) управляющим электродвигателем,Устройство работает следующим образом.При подаче симметричного трехфазного переменного тока на клеммы А, В, С, гч, С устройства и нормальной температуре обмоток статора на выходе блока питания 1 появляется напряжение постоянного тока, Ток проходит через катушку 11 выходного реле 12 на блок стабилизации 7. При этом контакт 55 реле 12 замыкается и электродвигатель через магнитный пускатель включается в работу. На общей точке "С" датчика обрыва фаз 39 напряжение равно нулю. Транзистор 31 закрыт, а транзистор 30 открыт положительным смещением, подаваемым на его базу через резистор 32 с плюса пониженного напряжения блока стабилизации 7. Сопротивление терморезисторов 23 - 25 мало и транзистор 15 закрыт, так как потенциал его базы недостаточен для.открытия перехода эмиттер-коллектор. Транзистор 14 также закрыт, так как потенциал его базы ниже потенциала эмиттера. Транзистор 16 открыт положительным смещением подаваемым через резистор 19 с плюса блока стабилизации пониженного напряже-. ния. Таким образом, транзисторы 16, 30 открыты, поэтому потенциал базь 1 транзистора 45 исполнительного органа 43 ниже потенциала эмиттера на величину напряжения стабилизации стабилитрона 10 и транзистор 45 поэтому закрыт. На базы транзисторов 49, 50 подается отрицательный потенциал через эмиттер-коллекторные переходы транзисто- ров 30, 16, а поэтому первые закрыты и ток через светодиоды 53, 54 не протекает.При возникновении технологической перегрузки электродвигатель перегревается. В результате этого увеличивается сопротивление терморезисторов 23 - 25 блока 13 температурной защиты, открывается транзистор 15, что приводит к закрытию. выходного транзистора 16, Ха базу транзистора 45 исполнительного органа 43 подается положительное смещение через резистор 47 и транзистор 45 открывается пропуская основную часть тока по следующей цепи; плюс сглаживающего конденсатора 6, резистор 46, эмиттер-коллекторный переход транзистора 45, катод стабилитрона 10. Другая часть тока протекает через катушку 11 реле 12 и подается на стабилитрон 8, удерживая транзистор 45 в открытом состоянии, Резкое снижение тока через катушку 11 реле 12 приводит к размыканию контакта 55 и отключению электродвигателя.Одновременно, закрытие транзистора 16 приводит к получению тока управления транзи-. стора 49 по следующей цепи; резисторы 47, 52, переход база-эмиттер транзистора 49. переход эмиттер-коллектортранзистора 30. При этом получает питание светодиод 53, сигнализирующий о возникновении технологической перегрузки. Если технологическая перегрузка нарастает медленно, то транзистор 49 начинает приоткры ваться и интенсивность свечения светодиода постепенно увеличивается, что показывает о перегреве электродвигателя, тем самым возникает предупредительная сигнализация. 10При обрыве цепи терморезисторов 23- 25 устройство срабатывает аналогично режиму технологической перегрузки. При коротком замыкании цепи терморезисторов 23-25 или снижении их сопротивления до 15 величины, меньшей 70 Ом, открывается транзистор 14 блока 13 температурной защиты. База выходного транзистора 16 соединяется с общим минусом схемы, транзистор 16 закрывается, вызывая даль нейшее срабатывание устройства аналогично режиму технологической перегрузки,При возникновении. недопустимой не-симметрии напряжений трехфазной сети 25 переменного тока с глухозаземленной нейтралью на общей точке "0" датчика обрыва фаэ 39 появляется потенциал, который приводит к открытию транзистора 31 блока за- . щиты от несимметрии напряжений и обрыва 30 фаз 29, Выходной транзистор 30 при этом закрывается, транзистор 45 получает ток управления и открываясь отключает катушку 11 реле 12, аналогично случаю технологической перегрузки, Одновременно с закрыти ем транзистора 30, получает ток управления транзистора 50, что приводит к зажиганию светодиода 54, сигнализирующего о недопустимой несимметрии фаз сети.При возникновении обрыва одной или 40 двух фаз трехфазной сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью устройство срабатывает аналогично вышеуказанному с соответствующей сигнализацией.В случае перегрузки электродвигателя 45 ,по причине возникновения несимметрии трехфазной сети прикрываются оба выходных транзистора 30, 16, что вызывает срабатывание устройства и открываются два транзистора 49, 50 блока сигнализации 48, 50 подключая светодиоды 53, 54, дающие информацию об отключении электродвигателя по причине перегрева вследствие несимметрии трехфазной сети,При обрыве нулевого провода трехфазной сети осуществляется нулевая защита электродвигателя путем обесточивания блока 1 питания, контакт 55 размыкается, вызывая отключение электродвигателя.Формула изобретения Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащее блок питания со сглаживающим конденсатором на выходе, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации на стабилитронах, имеющему выходы повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены транзисторные блоки температурной защиты и защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз, и исполнительный орган, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты и расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения сигнализации аварийного и предаварийного режимов двигателя, исполнительный орган выполнен на транзисторе, база которого подключена к коллектору вы.ходного транзистора блока температурной защиты и к выходу повышенного напряжения блока стабилизации через первый резистор, эмиттер транзистора подключен к выходу пониженного напряжения блока стабилизации, коллектор через второй резистор подключен к плюсу сглаживающего конденсатора блока питания, устройство снабжено блоком сигнализации, выполненным на двух транзисторах, база первого из которых через третий резистор подключена к коллектору, а эмиттер - к эмиттеру выходного транзистора блока температурной защиты, коллектор подключен к катоду первого светодиода, база второго транзистора через четвертый резистор соединена с коллектором выходного транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаза и эмиттером выходного тран- . зистора блока температурной защиты, эмиттер - с минусом сглаживающего конденсатора блока питания, а коллектор - с катодом второго светодиода, аноды обоих светодиодов подключены к катоду стабилитрона выхода пониженного напряжения блока стабилизации,вй1817184 Составитель С.ОськинРедактор Н.Козлова Техред М,Моргентал Ко р ректор М. Кул ь и ГКНТ ССС нно-издательский комбинат "П ент", г, Ужгород, ул,Гэгари Проиэводс Заказ 1728 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Ж