Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от анормальных режимов работы в. г. вохмянина

)5 Н 02 Н 7/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 612339, кл, Н 02 Н 7/08, 1978.Авторское свидетельство СССР Иг 1352580, кл, Н 02 Н 7/08, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ В.Г.ВОХМЯНИНА (57) Использование: в схемах релейной защиты трехфазных электродвигателей от Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты трехфазных электродвигателей от анормальногорежима, и может быть применено там, гдеконтроль за работой двигателя ограничен. или отсутствует,Известно устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя отанормальных режимов работы, содержащеедатчик тока и датчик времени пуска, выходкоторого подключен к управляющему электроду тиристора, включенного последовательно,с первым исполнительным реле,второе исполнительное реле, включенноепараллельно входам датчика времени пускаи выходам датчика тока. Ограниченные функциональные возмокности является недостатком этого устройства.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройстводля защиты трехфазного асинхронногоэлектродвигателя от анормальных режимов анормальных режимов. Сущность изобретения; в устройстве для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от анормальных режимов работы, содержащем датчик тока, выполненный в виде трансформатора тока, последний выполнен с возможностью крепления на электродвигателе с обеспечением теплового контакта с электродвигателем в точке контроля температуры, при этом сердечник трансформатора тока выполнен из ферромагнитного материала с заданной точкой Кюри, что позволяет расширить функциональные воэможности устройства путем обеспечения температурной защиты электродвигателя, 2 ил. работы, содержащее магнитный пускатель с силовыми контактами, элементы управления магнитным пускателем, выполненные в виде кнопок "Пуск" и "Стоп", источник пита- д ния, выполненный в виде выпрямителя, конденсаторы, исполнительное реле, диод,резисторы, датчик тока и реагирующий орган. Ограниченные функциональные возможности является недостатком этого устройства.Цель изобретения - расширение фун- ОО кциональных возможностей путем обеспечения температурной защиты электродвигателя.ееПоставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от анормальных режимов работы, содержащее магнитный пускатель, силовые контакты которого предназначены для включения в линию питания фаз электродвигателя от питающей сети, цепи включения и удержания магнитного пускателя, датчик тока, выполненный в виде трансформатора тока, предназначенный для включения в линию питания одной из фаз электродвигателя, и исполнительный орган с выходным контактом, причем вход исполнительного органа подключен к выходу датчика тока, а его.выходной контакт включен в цепь удержания магнитного пускателя, трансформатор тока выполнен с возможностью крепления на электродвигателе с обеспечением теплового контакта с электродвигателем в точке контроля температуры, при этом сердечник трансформатора тока выполнен из ферромагнитного материала с заданной точкой Кюри,На фиг. 1 и 2 приведены различные варианты выполнения предлагаемого устройства для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от-анормальных режимов работы.Устройство (см, фиг, 1) содержит магнитный пускатель 1, стабилизированный источник питания 2, включающий в себя ограничительный конденсатор 3, выпрямитель 4, первый сглаживающий конденсатор 5, стабилитрон 6, несимметричный триггер на транзисторах 7 и 8, в низковольтное плеса которого включено исполнительное реле 9, замыкающие контакты которого подключены параллельно кнопке "Пуск" 11 магнитного пускателя 1, и транзистор 12 так, что исполнительное реле 9 и транзисторы 8 и 12 образуют последовательную цепь, малогабаритный трансформатортока 13, используемый в качестве датчика тока, диод 14, используемый в качестве выпрямителя управляемого сигнала, второй сглаживающий конденсатор 15, к которому подключен вход транзистора 12 через задающий режим работы резистора 16 и вход триггера через цепочку, состоящую из резисторов 17 и 18 и третьего сглаживающего конденсатора 19, служащих для ограничения и сглаживания управляющего сигнала на входе триггера. Малогабаритный трансформатор 13 тока располагается на корпусе или на обмотках электродвигателя. Сердечник трансформатора 13 тока выполнен из ферромагнитного материала с точкой Кюри; равной максимально допустимой температуре электродвигателя в месте расположения трансформатора 13 тока.Устройство работает следующим образом.Пуск и нормальный режим,При нажатии на кнопку "Пуск" 11 срабатывает магнитный пускатель 1, подключая к сети электродвигатель 20 и источник 2 питания. Появившийся выпрямленнцй и сглаженный сигнал датчика 13 тока открывает до насыщения транзистор 12, но не опрокидывает триггер, поскольку сглаживающаяцепочка на резисторах 17 и 18, и сглаживающем конденсаторе 19 не позволяет сигна 5 лу на входе триггера превысить его порогопрокидывания в момент пускового броскатока,Таким образом в момент пуска триггеростается в исходном состоянии, в котором10 транзисторы 8 и 12, включенные последовательно с реле 9, оказываются открытымиодновременно, реле 9 срабатывает, замыкая контактами 10 цепь питания магнитногопускателя 1, оставляя электродвигатель 2015 подключенным к сети, При нормальном режиме работы электродвигателя 20 сигнал навходе триггера ограничен делителем на резисторах 17 и 18 до величины меньшей порогового опрокидывания триггера, что20 обеспечивает включенное состояние электродвигателя 20,Режим перегрузки.В режиме перегрузки электродвигателя20 ток во всех фазах его питания превышает25 допустимое значение и сигнал управлениядостигает величины, достаточной для опрокидывания триггера, транзистор 7 открывается, а транзистор 8 закрывается,обесточивая реле 9, контакты 10 которого30 размыкаются, отключая магнитный пускатель и с ним электродвигателем 20 от сети.Настройка устройства нэ конкретное значе-ние допустимого тока, при котором оно должно срабатывать, осуществляется или35 изменением порога опрокидывания триггера с помощью резистора 21 или изменениемвеличины сигнала управления нэ его входес помощью делителя на резисторах 17 и 18.Режим с обрывами фэз,40 Обрыв одной из фаз, в которые не включен трансформатор 13 тока, в любом месте,начиная с электродвигателя 20 и до его источника питания, значительно увеличиваетток через трансформатор и сигнал управле- .45 ния, которь 1 й становится достаточным дляопрокидывания триггера. При этом транзистор 8 закрывается, реле 9 обесточивается, витоге магнитный пускатель 1 и электродвигатель 20 будут отключены от сети. Обрыв50 фазы, в которую включен трансформатор 13тока, в любом месте приводит к исчезновению тока в трансформаторе 13 и, соответственно, сигнала управления, транзистор 12закрывается, реле 9 обесточивается, обес 55 печивая отключение магнитного пускателя 1и электродвигателя 20 от сети. Обрыв болееодной фазы в любых комбинациях приводитк исчезновению тока через трансформатор13 и сигнала управления, запиранию транзистора 12, обеспечиванию реле 9, отключению магнитного пускателя 1 и электродвигателя 20 от сети.Режим короткого замыкания.Любые комбинации коротких замыканий, начиная с электродвигателя и до его источника питания, приводят к исчезновению или недопустимому увеличению тока в трансформаторе 13 и сигнала управления, что приведет к закрыванию, соответственно, транзистора 12 или 8 и в итоге к отключению магнитного пускателя 1 и электродвигателя 20 от сети.Режим температурной защиты электродвигателя.При достижении максимально допустимой температуры электродвигателем 20 сердечник трансформатора 13 теряет магнитные свойства (это происходит при достижении сердечником точки Кюри), что приводит к исчезновению сигнала управления, транзистор 12 закрывается, обесточивает реле 9, отключая магнитный пускатель 1 и электродвигатель 20 от сети.Устройство, показанное на фиг. 2, содержит датчик 1 тока, выпрямительный диод 2, первое исполнительное реле 3, переменный резистор 4, конденсатор 5, второе исполнительное реле 6, тиристор 7, стабилитрон 8, пусковой блок 9, контакт 10 исполнительного реле 3, контакты 11 исполнительного реле 6, кнопку 12 "Пуск" пускового блока 9, К выходу датчика 1 тока параллельно подключаются второе испол- нительное реле 6, вход датчика времени пуска и цепь, состоящая из последовательно включенных первого исполнительного реле 3 и тиристора 7, Управляющий электрод тиристора 7 подключен к выходу датчика времени пуска. Датчик тока состоит из трансформатора 1 тока и выпрямительного диода 2 и служит для обеспечения работы устройства при недопустимой перегрузке электродвигателя и пропадании одной из фаз, а так же обеспечивает питанием схему устройства.Первичная обмотка трансформатора 1 тока включается последовательно в любую из фаэ питающей сети и может иметь отводы, которые используются при защите электродвигателей различной мощности.Вторичная обмотка трансформатора 1 тока, последовательно соединенная с выпрямительным диодом 2 является выходом датчика тока;Датчик времени пуска представляет из себя интегрирующую цепь, состоящую из переменного резистора 4 и конденсатора 5, на выходе которой включен стабилитрон 8. Нормально разомкнутые контакты 11 исполнительного реле 6 включены параллельно кнопке 12 "Пуск" пускового блока 9 и предназначены для отключения электродвигателя при попадании фазы, в которую включентрансформатор 1 тока.5 Нормально замкнутые контакты исполнительного реле 3 включены в цепь питанияпускового блока 9 и предназначены для отключения электродвигателя при недопустимых перегрузках и-пропадания фаз, в10 которые не включен трансформатор тока 1.Трансформатор 1 тока располагают накорпусе электродвигателя или на его обмотках, при этом сердечййк трансформатора 1тока выполняют"из ферромагнитного мате 15 риала с точкой Кюри, равной максимальнодопустимой температуре электродвигателяв месте расположения трансформатора тока.Устройство работает следующим обрэ 20 зом.Исходное состояние - нагрузка отключена; токи в линейных проводах А, В, С отсутствуют, на выходе датчика токанапряжение отсутствует, через катушку пу 25 скового блока 9 ток не проходит.Пуск - при нажатии кнопки "Пуск" 12срабатывает пусковой блок 9, по линейнымпроводам А, В, С проходйт пусковой токвеличина которого, всегда больше номи 30 нального. На выходе датчика тока появляется напряжение, реле 6 срабатывает иконтактами 11 шунтирует кнопку 12 "Пуск",пусковой блок остается во включенном состоянии. Для защиты реле 3 от срэбатыва 35 ния в момент броска пускового токапредусмотрен датчик времени пуска с соответствующей установкой значения постоянной времени путем изменениясопротивления резистора 4,40 Стационарный режим, Ток нагрузки номинальный, напряжение на выходе датчикаобеспечивает надежное включение реле 6,но ниже порога срабатывания стабилитронэ8 схемы датчика времени пуска. Тиристор 745 закрыт. Реле 3 обесточена, Контакты 10 замкнуты,Аварийный обрыв линейного провода.Процесс одинаков для проводов А и В - в 50 том и другом случае через трансформатор 1тока увеличивается; напряжение нэ выходе датчика тока и на выходе датчика времени пуска возрастает; превышая порог срабатывания стабилитрона 8, тиристор 7 открыва ется, реле 3 срабатывает, контакты 10размыкаются и разрывают цепь питания пускового блока 9, электродвигатель отключается от сети, При обрыве линейного провода С обесточивается реле 6, контакты 11 размыкаются, разрывая цепь питания пускового блока 9, электродвигатель отключается от сети.Режим недопустимой перегрузки электродвигателя. В этом случае во всех фазах сети значительно возрастает ток, на выходе датчика тока напряжение увеличивается, и процесс отключения электродвигателя в данном режиме аналогичен рассмотренному случаю обрыва линейного провода А илй В, приэтом величина допустимой перегрузки электродвигателя определяется порогом срабатывания стабилитрона 8 датчика времени пуска, а допустимое время йерегрузки определяется постоянной времени интегрирования упомянутого датчика.Режим температурной защиты электродвигателя, При достижении максимально допустимой температуры электродвигателем сердечник трансформатора тока 1 теряет магнитные свойства (это происходит при достижении сердечником температуры равной точке Кюри), что приводит к обесточиванию катушки реле 6, контакты 11 которого размыкаются, разрывая цепь питания пускового блока 9. Электродвигатель отключаетсяот сетй.Использование предлагаемого технического решения позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения температурной защитыэлектродвигателя,ф о р мул а из о 6 рете н ияУстройство для защиты трехфазного5 асинхронного электродвигателя от анормальных режимов работы, содержащее маг;нитный пускатель; силовые контактыкоторого предназначены для включения влинию питания фаз электродвигателя от пи 10 тающей сети, цепи включения и удержаниямагнитного пускателя, датчик тока, выполненный в виде трансформатора тока, предназначенный для включения в линиюпитания одной фазы электродвигателя, и ис 15 полнительный орган с выходным контактом,причем вход исполнительного органа подключен к выходу датчика тока, а его выходной контакт включен в цепь удержаниямагнитного пускателя, о т л и ч а ю щ е е с я20 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения температурной защиты электродвигателя,трансформатор тока выполнен с возможностью крепления на электродвигателе с обес 25 печением теплового контакта сэлектродвигателем в точке контроля температуры, при этом сердечник трансформатора тока выполнен из ферромагнитногоматериала с заданной точкой Кюри.1764118 А 8 С аказ 3461 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ СССР од, ул. Гагарина, 101 енно-издательский комбинат "Патент", г. Произ Составитель В.Вохмянинедактор Т.Шагова Техред М.Моргентал Корректор С.Лисин