Устройство для защиты электродвигателя от перегрева

6% ФИ 04, 7 0 оГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССО 3 фПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЯфЬЙЮ(56) 1. Авторское свидетельство СССРН 708458, кл. Н 02 Н 7/081976.2. Авторское свидетельство ССВ 67558, кл. Н 02 Н 5/04,Н 02 Н 7/08, 1977.3. Авторское свидетельство СССРВ 52597, кл. Н 02 Н 7/081974.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРЕВА, содержащеетирнсторный ключ, включенный парал-,лельно кнопке "Пуск" через замыкающий слаботочный контакт магнитногопускателя, в цени питания катушки кторого включена указанная кнопка"Пускф, термодатчики, размещенные на лобовьщ частях обмотки статора,истабилизированный источник постоянного тока, выполненньпЪ на основе дополнительной обмотки, намотаннойна катуаку магнитного пускателя, ккоторой подключен выпрямительныймост, к выходной диагонали которогоподключены стабилитрон и балластный резистор, соединенный с анодомстабилитрона, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьЪения надежности путем обеспечения четкости запирания тиристорного ключа при возникновении перегрева электродвигателя, термодатчики, в качестве которых использованы поэисторы, подключены через вновь введенный дополнительный замыкающий слаботочный контактмагнитного пускателя между другимвыводом балластного резистора иминусом выпрямительного моста стабилизированного.источника постоянного тока.Ф 1 256Изобретение относится к областизащиты от аварийньос режимов электродвигателей,.работающих в промышленности и сельском хозяйстве.Известно устройство для защитыэлектродвигателя от перегрузки итока короткого замыкания, в которомтермода 1 чики с отрицательным температурным коэффициентом сопротивленияТКС) включены в цепь управляющего Оперехода тиристора. При перегрузкеэлектродвигателя его температураовышается, сопротивление термодатчиков уменьшается, срабатывает тиристор, вызывая отключение электродвигателя Ц .Вследствие того, что характеристика термодатчика подчинается экспоненциальному закону, а параметрысрабатывания тирнстора имеют разброс,для увеличения крутизны управляющегосигнала между термодатМнками и тнристором включен усилитель, что усложняет устройство. Кроме того, зключение термодатчиков параллельно 25стабилнтрону перегружает поеледний при перегреве электродвигателя Это отражается на напряжений питания усилителя и в некоторых случаях защитное устройство вообще может не36 сработать.Известно устройство для температурной защиты электродвигателя, в котором термодатчики с положительным ТКС поэисторы) включены черезпромежуточный усилитель в цепь управ-З 5 аяющего перехода тиристора. Питание промежуточного усилителя осуществляется от дополнительных обмоток, имею щих индуктивную связь с обмотками фаэ сети. При перегреве электродви Огателя сонро".явление ьозисторов возрастает, транзисторы (один или два) закрываются, управляющий переход тиристора обесточивается, тиристор закрывается, что вызывает отключение 45 электродвигателя 2Недостатком данной схемы является неустойчивый режим работы ти" ристора вследствие нерелейности характеристики позисторов и иерелейно-, 50 го закрытия транзисторов. Это может привести к дребеэгу магнитного пускателя, подгоранию его контактов, дополнительному перегреву электродвигателя и пробою тиристора. ФЙаиболее близким по технической сущности к изобретению является уст, ройство для защиты электродвигателя 97 1от перегрева, содержащее тиристорный ключ, включенный параллельно кнопке "Пуск" кнопочной станции через замыкающий слаботочный контакт маг-: нитного пускателя, термодатчики с отрицательным ТКС, размещенные на лобовых частях обмотки статора, н стабилизированный источник постоянного тока, выполненный на основе дополнительной обмотки, намотанной на катушку, магнитного пускателя, выпрямнтельного моста, стабилитрона, балластного резистора, включенного между минусом выпрямительного моста н .анодом стабилнтрона и сглаживающего конденсатора 3 .Однако известное устройство не обеспечивает необходимого уровнянадежности при работе в зоне срабатывания защиты, так как в нем имеет место неустойчивый режим работы тнристора тиристорного. ключа. Тиристор запирается нечетко, ток через катушку магнитного пускателя то прорыва" ется, то появляется вновь. Пропускается один - трн периода и пускатель, не успев отключиться в силу своей инерционности, вновь подключается к сети. При вибрации силовых контактов пускателя возникает электрическая дуга, оплавляющая контакты. Возможно даже их, сваривание, слеДовательно, в динамической режиме работают пУскатель н электродвигатель с отрицательным эффектами: возникают перенапряжения в цепи катушки тиристорного ключа и обмотках статора, двигатель греется не только вследствие технологической перегрузки, но и вследствие повышенного скольжения ротора. Перенапряжения могут вывести из строя обмотку статора электродвигателя, катушку, магнитного пускателя, тиристорный ключ, работающий на индуктивную нагрузку.Неустойчивый режим работы тиристора объясняется тем, что характеристика примененных в качестве термо- .датчиков терморезисторов имеет падающую по закону экспоненты характеристику. Причем в области температур 20-7 О С характеристика имеет знаочитедьную крутизну, а в области срабатывания тиристорного ключа сопротивление термодатчиков уменьшается вменьшей степени. Положение усугубляется в том случае, если технологическая перегрузка. незначительна и температура электродвигателя повышается3 11256 медленно. При уменьшении тока управления тиристора увеличивается угол открытия тиристоров. Поэтому в области срабатывания защитного устройства тибоисторы имеют угбл открь 1 тия 20- 60 , катушка магнитного пускателя чачть времени остается без тока.Кроме того, недостатком устройства является вибрация магнитного . пускателя, увеличение тока через ка тушку и ее перегрев. Для обеспечения работы тиристара завышают класс тиристора и диодов по напряжению, что удорожает схему защитного устройства.Простая замена в защитном устройстве термореэисторов на поэисторы не устраняет эти недостатки из-за того, что реальная характеристика позистора не является релейной, как этоФ принято считать. Нарастание сопротивления в зоне температуры срабатывания позистора составляет только 250- 750) Ом ; 5 С = 50-150 Ом/С. При возрастании температуры на последую".ощие 5 С нарастание сопротивления составляет 5-10 кОм/ С.Целью изобретения является повышение надежности путЕм обеспечения четкости эапирания тиристорного ключа защитного устройства при возникновении перегрева электродвигателя.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты электродвигателя от перегрева, 35 содержащем тиристорный ключ, включенный параллельно кнопке "Пуск" через замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателя, в цепи питания катушки которого включена ука занная кнопка "Пуск", термодатчики, размещенные.на лобовых частях обмотки статора, и стабилизированный источник постоянного тока, выполненный на .основе дополнительной ., 45 обмотки, намотанной на катушку магнитного пускателя, к которой подключен выпрямительный мост, к выходной диагонали которого подключены стабилитрои и балластный резистор,50 соединенный с анодом стабилитрона, . термодатчики, в качестве которых использованы позисторы, подключены через вновь введенный дополнительный замыкающий слаботочный контакт 55 магнитного пускателямежду другим выводом балластного резистора и минусом выпрямительного моста ста 97 абилизированного источника постоянного токаНа чертеже показана электрическая схема устройства для защиты электродвигателя от перегрева.Устройство содержит термодатчики 1 и 2, в качестве которых использованы позисторы и которые включены через замыкающий дополнительный слаботочный контакт 3 последовательно с балластным резистором 4 стабилизированного источника постоянного тока, выполненного на основе. дополнительной обмотки 5, намотанной на катушку 6 магнитного пускателя,выпрямительного моста, 7, стабилитрона 8 и конденсатора 9, тиристорный ключ с одним тиристором 1 О, четырьмя диодами 11-14 и конденсатором 15, вьгход которого через,замыкающий слаботочный контакт 16 магнитного пускателя подключен параллельно пусковой кнопке 17, соединенной последовательно со стоповой кнопкой 18 и ка -тушкой 6 магнитного пускателя,. а вход, которым является управляющийпереход тиристора 1 О, через резистор 19 - параллельно стабнлитрону 8 иконденсатору 9 стабилизированного источника постоянного тока, электродвигатель 20, подключенный к сети трех"фаэного переменного тока силовыми контактами 21 магнитного пускателя.,Устройство работает следующим образом.При нажатии на пусковую кнопку 17 кагушка 6 магнитного пускателяполучает питание, замыкаются его силовые контакты 21 и электродвигатель 20 включается в работу. Одновременно в дополнительной обмотке 5, намотанной на катушку 6, наводится ЭДС, подаваемая на выпрямительиый мост 7, входящий в состав стабилизированного источника постоянного тока. Магнитный пускатель, срабатывая, замыкает также слаботочные контакты 3 и 16. На стабилитроне 8 появляется напряжение, которое подается через. резистор 19, слаботочный контакт 3 и позисторы 1 и 2 на управляющий переход тиристора 1 О тиристорного ключа. Последний открывается, шунтируя пусковую кнопку 17. При перегреве обмоток электродвигателя 20 сопротивление позисторов 1 и 2 резко возрастает, происходит пере распределение потенциалов стабилизированного источника постоянного .тока. Ток, протекающий через стабилитрон, и напряжение на нем стано-, вятся практически равны нулю. Тиристор 10 закрывается, катушка 6 обесточивается и электродвигатель 20 от ключается от сети. Отключение электродвигателя при его нормальной работе осуществляется нажатием на стоповую кнопку 18.Особенностью схемы является вклю- О чение позисторов 1 и 2 через замыкающий слаботочный контакт 3 последовательно с балластным резистором 4 стабилизированного источника постоянного тока. 15Это усиливает релейный эффект исчезновения напряжения на управляющем переходе тиристора 10 за .счет одновременного действия двух факторов; возрастания сопротивления 2 О позисторов в зоне температуры срабатывания защиты и стабилизирующего действия стабилитрона 8.Когда сопротивление позисторов начинает возрастать в зоне срабатыва ния, т.е. когда характеристика позисторов еще имеет малую крутизну, это практически не отражается на величине напряжения, поступающего со стабилитрона 8 на управляющий переход тиристора 10. При дальнейшем повышении температуры происходит резкое нарастание сопротивления позисторов и исчезновение стабилизирующего действия стабилитрона. Нри этом передаточные функции познсторов и стабилитрона перемножаются, так как эти звенья в защитном уст ройстве включены между собой последовательно. Этим достигается фак.1 тически релейное снятие напряженияс управляющего перехода тиристора.Учитывая возможный разброс параметров позисторов, стабипитрона и тирис.тора, для обеспечения абсолютной релейности отключения тиристора примедленном нарастании температурыэлектродвигателя, для исключения самопроизвольных открытий тиристора,например при повышении напряженияв сети и наличии .остаточного токачерез управляющий переход, последовательно с позисторами вКлючен замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателя. При перегревеэлектродвигателя снижается почтидо нуля напряжение на стабилитроне, тиристор закрывается, катушкамагнитного пускателя обесточивается,размыкающий контакт 3 размыкается,обеспечивая релейное возрастание сопротивления цепи балластного сопротивления 4 и позисторов 1 и 2 добесконечностиЭто устраняет дребезгмагнитного пускателя, повышает надежность защитного устройства и всейэлектроустановки в целом, значительно увеличивает среднее время безотказной работы устройства при одновременном уменьшении его стоимости. Предложенное устройство выполнено из малогабирнтных, недефицитных элементов, легко размещается в корпусе любого магнитного пускателя совместно с последним.1 г е од ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 8553/41 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж"35