Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазных режимов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 936185(5 )М, Кл. Н 02 Н 7/08 Государственный квинтет но делам наебретений н открытий(53) УДК 621.316. . 925 0 88, 8) Дата опубликования описания 15.06.82(5 М) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМОВИзобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты от неполнофазных режимов грузоподъсмного электродвигателя, не имеющего выведенной нулевой точки статорных обмоток, соединенных в звезду.Известно устройство для обнаружения обрыва фазы в многофазной сис" теме, содержащее трехфазный двухпото лупериодный выпрямитель, подклЮченный через резисторы к фазам сети и выход которого соединен с делителем напряжения, выполненном на двух резисторах. Параллельно одному из15 резисторов делителя подключен динистор и светодиод, оптически связанный с фототранзистором 1 1..Однако известное устройство не обеспечивает защитное отключение электродвигателя при обрыве за точкой подключения устройства к цепям питания, а также при работе электродвигателя в неполнофаэном режиме со скольжением, близким к номинальному. Кроме того, при обрыве фазы на выходе устройства появляется пульсирующий сигнал который не может быть исполь" зован без предварительного усиления и преобразования для приведения в действие средств защиты.Известно также устройство, содержащее бистабильный мультивибратор с двумя устойчивыми состояниями, в одно из плеч которого включена отключающая катушка, три трансформатора тока и трансформатор напряжения, вторичные обмотки которых через мостовые выпрямители соединены с входами пяти транзисторных ключей, Первичная обмотка трансформатора напряжения включена между нулевой точкой образованной подключенными к фазам резисторами, и нулевым проводом, Выходы ключей подключены к управляющему входу мультивибратора и соединены так, что при исчезновении одного фаэного тока или напряжения муль 3 936тивибратор, переводится в состояние,приводящее к срабатыванию отключающейкатушки и обесточиванию электродвигателя 21.Это устройство не ропускает пускэлектродвигателя при обрыве фазы,но разрешает его включение при обрыве статорных обмоток или жил питающего кабеля, а при наличии электродвигателей, включенных параллельно. защищаемому, обрыв Фазы не приводитк исчезновению тока в поврежденнойфазе. Вследствие этого устройствоне обеспечивает отключение защищаемого электродвмгателя.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для обнаружения неуравно-вешенности Фаз, содержащее релепостоянного тока, эашунтированноедиодом, кнопку сброса, подклюценнуюк бистабильной цепи, соединяющей. реле постоянного тока с выходнымизажимами блока выделения наибольше"го и наименьшего иэ сигналов, входные зажимы которого через выпрямительные элементы подключены ко вторичнымзажимам трех трансформаторов тока,а их первичные зажимы включены вразрыв жил кабеля, питающего нагрузку 33.Данное устройство не контролирует наличие всех фаз, целостность. жил кабеля, нулевого провода и ста"торных обмоток перед. включениемэлектродвигателя, а поэтому допуска"ет его. пуск при их обрыве, что недопустимо для груэоподъемных электродвигателей. Кроме того, устройствотребует источник оперативного напряжения, что увеличивает его габариты,. ь а обрыв катушки реле или повреждениеисточника питания приводит к потерезащитных свойств устройства.Цель изобретения - расширениеФункциональных возМожностей и повышение надежности защиты.оДля достижения указанной цели вустройство дополнительно введеныкнопка контроля, подключенная к фазесети и. жиле кабеля, тиристорный опт"рон, шунтированный защитным диодом,два балластных резистора, вклюценныхмежду двумя другими жилами кабеля.и нулевым проводом через эашунтированный защитным диодом светодиодоптрона, токоограничивающий резистор, трехфазный двухполупериодный185 16 5 26 25 30 3 мост, соединенный с фазами сети и выход которого через ограничивающий резистор и тиристор оптрона подключен к катушке реле постоянного тока, потенциометр и тиристор, включенный через кнопку сброса параллельно упомянутой катушке реле и соединенный своим катодом, а через потенциометр и управляющим электродом с выходными зажимами блока выделения наибольшего и наименьшего иэ сигналовНа цертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит реле 1 постоянного тока, зашунтированное диодом 2,. кнопку сброса 3, блок выделения наибольшего и наименьшего из сигналов 4, входные зажимы 5, 6 и 7 которого через выпрямительные элементы 8, 9 и 10 подключены ко вторичным зажимам трансформаторов тока 1 1, 12 и 13, кнопку контроля 1 ч, подключенную к фазе 15 сети и жиле 16 кабеля. Между двумя другими жилами 1/ и 18 кабеля и нулевым проводом 19 через балластные резисторы 20 и 21 включен зашунтированный защитным диодом 22 светодиод оптрона 23, тиристор которого соединен с выходом подключенного к фазам 15, 2 ч и 25 сети трехфазного д,хполупериодного моста 26 через токос,.: в ;-;нцивающий резистор 27 и катуш;, л .г 1 параллельно которой цесе,:сороса 3 включен тиристор 26,а:од тиристора через потенциометр 29 и его управляющий электрод подключены к выходным зажимам 30 и 31 блока Первичные зажимы трансформатороз тока 11, 12 и 13 вклю-,ев 1 ь разрьз жил 16, 17 и 18 кабеля, питающего электродвигатель 32 и не имеющего выведенной нулевой точки статорны; обмоток, соединенных в звезду,Перед пуском электродвигателя кратковременно нажимается кнопка контроля 1 М. При наличии всех Фаз напряжение с выпрямительного моста 26 прикладывается к тиристору оптрона 23. Одновременно с этим, если отсутствуют обрывы жил кабеля, статорных обмоток и нулевого провода, в отрицательный полупериод напряжения Фазы В через светодиод оптрона 23 потецет ток по цепи: фаза В, кнопка контроля 11, жила 16, статорные обмотки электродвигателя 32, соединенные в звезду, жилы 17 и 18,6185 6 40 45 5055 5 93резисторы 20 и 21, нулевой провод19, При этом тиристор оптрона 23 отпирается и остается в проводящемсостоянии после отпускания кнопки14. Катушка реле 1 через резистор27 подключается к выходу моста 26.Реле отрабатывает и разрешает включение электродвигателя. После включения электродвигателя из фазныхтоков с помощью трансформаторов тока1-13 и выпрямительных элементов8-10 формируются сигналы пропорциональные величине тока, которые подаются на выходные зажимы 5-7 блокавыделения наибольшего из сигналовТак как в нормальном режиме работыэти сигналы приблизительно одинаковы,напряжение между выходными зажимами30 и 31 близко к нулю и тиристор 28заперт, Отстройка от естественнойасимметрии токов электродвигателяосуществляется с помощью потенциометра 29.При наличии обрыва жил кабеля,статорных обмоток, нулевого провода,а также соединительных цепей устройства ток через светодиод оптронапри нажатии. кнопки контроля 14 равеннулю или значительно меньше тока отпирания оптрона, Поэтому тиристороптрона 23 не пробивается и реле невключается, запрещая тем самым включение электродвигателя,Если оборвана одна из фаз до включения электродвигателя, напряжениена выходе моста 26 имеет провалы донуля, Поэтому после отпускания кнопки,контроля 14, когда напряжение навыходе моста достигает нулевогоуровня, тиристор оптрона 23 запира.ется и обеспечивает реле 1, Диод 2обеспечивает надежное запирание ти-,ристора оптрона, шунтируя токи отЭДС самоиндукции реле. При обрыве фазы или цепи питания работающего электродвигателя возни-, кает значительная асимметрия фазных токов, Поэтому на входные зажимы 5-7 блока 4 подаются с выпрямительных элементов 8-10 сигналы, значительно отключающиеся друг от друга, На выходе блока выделения наибольшего и наименьшего из сигналов 4 возникает напряжение, достаточное для отпирания тиристора 28. Он отпирается и шунтирует реле 1, Реле отключается и выдает сигнал на отключение электродвигателя. Если обрыв произошел в 5 1 О 15 го г 5 30 35 статорных обмотках или жилах кабеля,то напряжение на выходе моста 26после отключения электродвигателя неимеет провалов до нуля и тиристор28 остается в проводящем состоянииЭто же имеет место и в случае абрывафазы и наведении в ней напряжения с .электродвигателя, вклюценного парал-,лельно защищаемому. Если параллельноработающего электродвигателя нет,то в момент провала напряжения,навыходе мост; 26 тиристор 28 запирается, но одновременно с этим происходит запирание и тиристора оптрона23. Поэтому реле во всех случаях от-,ключено и не допускает повторноговключения электродвигателя до устранения обрыва, Только после этого путейнажатия кнопки сброса 3, а затемкнопки контроля 14 можно перевестиреле 1 во включенное состояние.Предлагаемое устройство более на".дежно защищает электродвигатель, неимеющий выведенной нулевой точкистаторных обмоток, соединенных.взвезду, от неполнофазных режимов.Устройство обеспечивает самоконтрольисправности основных элементов ицепей как при отключенном, так и работающем электродвигателе, а поэтомув случае их повреждения исключаетвозможность возникновения аварииэлектродвигателя, Устройство такжеобеспечивает путем несложных манипу"ляций с кнопкой контроля обнаружениемест обрыва,формула изобретения Устройство для защиты трехфазно" го электродвигателя от неполнофаз" ных режимов, содержащее реле постоян" ного тока, зашунтированное диодом, кнопку сброса, блок выделения наибольшего и наименьшего из сигналов, вход" ные зажимы которого через выпрями" тельные элементы подклюцены ко вто" рицным зажимам трех трансформаторов тока, а их первичные зажимы включены в разрыв жил кабеля, питающего электРодвигатель, о т л и ц а ю " щ е е с я тем, цто, с целью расшире ния функциональных вероятностей и повышения надежности, в устройство дополнительно введены кнопка контроля, подключенная к фазе сети и жиле кабеля, тиристорный оптрон, шунтмрованный защитным диодом, два балласт-. ных резистора, включенных между двумя93618 423 /64 Т ВИИИП 69 Подписиалиал ППП "Патент", г. Ужгород ул. Проектная,другими жилами кабеля и нулевым проводом через зашунтированный защитным диодом светодиод оптрона, токоограничивающий резистор, трехфазный двухполупериодный мост, соединенный с фаза-ми сети и выход которого через токо- .ограничивающий резистор и тиристор оптрона подключен к катушке реле постоянного тока, потенциометр и тиристор, включенный через кнопку 1 О сброса параллельно упомянутой катушке реле и соединенный своим катодом,5 8а через потенциометр и управляющимэлектродом с выходными зажимами бло-ка выделения наибольшего и наименьшего иэ сигналов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Пат нт США й 4027204,кл. 361-1 19772. Патент ФРГ Н 1918345,кл. Н 02 Н 7/09) 1978.3, Патент США Н 3401,308,кл. 317-47, 1968 (прототип).