Устройство для защиты электродвигателя от неполнофазного режима

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез Советски нСфцналнстнчесинкРеспублик(22) Заявлено 10.07.80 (21) 2954860/24-07с присоединением заявки РЙ(5 )М, Кл. Н 02 Н 7/08 Ъвударстаеювй кюмнтет СССР ае делам нзееретеннй н вткрытнй(З) М(621.316. 925. (088. 8) Дата опубликования описания 28.02.82 Б. ф. Папин и В.И. Песоцкий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ НЕПОЛНОфАЗНОГО РЕЖИМА Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для за.шиты трехфазных электродвигателей отнеполнофазных режимов.Известны устройства цля зашиты трехфазной электроустановки, собранные на триодных тиристорах, диодах, конденсаторах,исполнительном органе и трансформаторахтока 11.К недостаткам указанных устройствследует отнести большое количество эле 10ментов, большие габариты устройства защиты из-за использования трех трансформаторов тока. Кроме того, быстродействие защиты ограничено временем разря-.да конденсаторов в цепи базы транзисть 15ра,Известно также устройство для защитытрехфазной электроустановки от неполнофазного режима, содержащее трехфазныйоцнополупериодный выпрямитель, подключенный к фазам питающей сети, к выходу которого подключен трнодный тиристор,между катодом и управляющим электродом которого включена пусковая кнопка, а между катодом тиристора и нулевым проводом сети включен исполнительный элемент 2.Недостатком известного устройства является его ограниченное применение в режимах номинальной нагрузки элеКтродвигателя. Это объясняется тем, что приф обрыве провоца трехфазной сети, по которой подается сетевое напряжение на трехфазную нагрузку (двигательная) индуктивного характера, в цепи оборванной фазы возникает ЭДС восстановления, наведенная в обмотке оборванной фазы через общие магнитопроводы от двух оставшихся фаз. Наведенная ЭДС, в зависимости от скольжения, может достигать напряже,ния сети и быть синфазной с напряженней оборванной фазы, что приводит к несрабатыванию схемы защиты.Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей защиты.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты электроцви3 9097гателя от неполнофазного режима, содержащем однополупериодный трехфазный выпрямитель, пс дключенный к фазам питающейсети, тиристор, анод которого подключенк выходу выпрямителя и через кнопку5включения к управляющему электроду, амежду катодом тиристора и нулевым проводом сети включен исполнительный элемент, в один из фаэных проводов питакшей сети включен первичной обмоткой1 Отрансформатора тока, вторичная обмоткакоторого замкнута на последовательно соединенные фазосдвигающую цепочку и пороговый элемент, к общей точке которыхподключен анод диода однополупериодного15трехфазного выпрямителя, а средняя точка вторичной обмотки трансформатора тока подключена к нулевому проводу питающей сети.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграм 20ма, поясняющая работу устройства приналичии напряжения во всех фазах и отключенной нагрузке; на фиг. 3 - то же,при наличии напряжения во всех трех фа 25зах и включенной нагрузке; на фиг, 4 то же, при обрыве 1 й или 3-й фазы иизменении коэффициента мощности нагрузки, на фиг, 5 - то жепри обрыве 1-йили 3-й фазы и увеличении тока в исправных фазах,На схеме показаны клеммы 1 - 4 дляподключения к питающей трехфаэной сети,клеммы 5 - 8 для подключения нагрузки, трансформатор 9 тока, тиристор 10.,фазосдвигающая цепочка 11, обеспечиваю- З 5щая возможность регулировать первоначальный сдвиг фазы тока(2-я фаза относительно токов 1-й и 3-й фаз, протекаюших через тирнстор 10, пороговый элемент 12, обеспечивающий сдвиг фазы тока (,во 2-й фазе относительно 1-й и 3-йфаз, протекающего через тиристор, приувеличении тока в нагрузке до определенного значения, трехфазный однополупериодный выпрямитель на диодах 13 - 1 5, ф 5кнопка 16 включения, исполнительный элемент 17.Устройство работает следующим образом,При наличии напряжения во всех трехфазах (1 - 3) выпрямленное напряжениедвух фаэ 1-й и 3-й поступает на тириотор 10, Иэ-за отсутствия тока в сетинапряжение со -2-й фазы не поступаетна тиристор 10 (фиг. 2).55Нажатием кнопки 16 тиристор открымвается в тот момент, когда напряжениестановится достаточным для протекания 46 фчерез .управляющий переход тиристора 10 тока спрямления, и выключается при уменьшении тока через тиристор до величины, меньшей чем Х,тиристора 10 (фиг. 2, в точках А и С открывается, в точках В и ц закрывается), На исполнительный элемент 17 прикладывается выпрямленное пульсирующее напряжение двух фаз, и он включае.ся. С включением нагрузки с трансформатора 9 тока подается напряжение на тиристор 10. Отпускание кнопки1 6 не приводит к отключению тиристора 10, так как ток, протекающий через него, не снижается до нуля (до тока выключения тиристора 10) (фиг. 3). При от- ,ключении напряжения с клемм 1 - 3 возникает напряжение восстановления, Выпрямленное напряжение восстановления двух фаз 1 й и 3 Й синфаэно с напря жением сети, а напряжение, снимаемое с трансформатора 9 тока, сдвинуто на 1 80 оПри отключении напряжения с индуктивной нагрузки меняется фаза тока на 180, т. е. к тиристору приложено однополупериодное выпрямленное напряжение двух фаз (фиг. 2). При снижении тока в цепи тиристора 10 до нуля (точка В или Ц, фиг. 2), он закрывается, отключая исполнительный элемент.Схема защиты аналогичным образом работает при обрыве 2-й фазы.При обрыве в 1-й или 3-й фазе устройство защиты работает следующим обра-зом. При обрыве одной из фаз на двигательной нагрузке снижается коэффициент мощности нагрузки и увеличивается ток неповрежденных фаз более чем вдвое. Следовательно, возможна настройка устройства защиты на срабатывание от величины коэффициента мошности нагрузки или тока в питающей сети. В первом случае в доаварийном режиме ток, протекающий через тиристор, определяется, как показано на фиг. 3, При обрыве одной из фаз 1-й ипи 3 й напряжение восстановлении синфазно с сетью, а напряжение, снимаемое с транс форматора тока, в связи с уменьшением коэффициента мощности нагрузки сдвинуто по фазе относительно доаварийного напряжения. Сдвиг напряжения 2-й фазы относительно 1-й и З-й фаз приводит к сдвигу фазы токов, протекающих через тиристор 10, и снижению его до тока отключения тиристора (точка В, фиг. 4),В доаварийном режиме напряжение 2-й фазы на однополупериодный выпрямитель 145 90974 снимается с трансформатора тока (выводы с и Ь ).Во втором случае в связи с увеличе нием тока в питающей сети снимаемое с трансформатора тока напряжение пре вышает вдвое доаварийное. При достижении на пороговом элементе 12 пробивного напряжения диод 14 подключается к выводу С трансформатора 9 тока. В результате на тирнстор 10 со 2-йфаэы подает ся напряжение со сдвигом по фазе до 180 ф относительно напряжения доаварийного режима (зависит от первоначального сдвига фазы и соотношения элементов схемы) (фиг. 5,). В точке В тиристор 1 отключается.Таким образом, исполнительный элемент включается при наличии напряжения во всех трех фазах и отключается при обрыве одной из фаэ или одновременном 2 а отключении трех фаэ, обеспечивая быстродействие и надежность срабатывания эа шиты.Применение предлагаемого устройства в схемах зашиты электродвигателей с 2 з :двухсетевым электропитанием обеспечивает переключение электродвигателя на резервную сеть без снижения оборотов. Устройство универсально и может найти применение не только в схемах защиты зО электродвигателей, но и в схемах автс- матики по подключению косинусных бата 6 брей, в качестве датчика по ограничению холостого хода электродвигателей и т. и фо р м у л а из о б р е т е н и я Устройство для защиты электродвигателя от неполнофазного режима, содержашее однополупериодный трехфазный выпрямитель, подключенный к фазам питающей сети, тиристор, анод которого подключен к выходу выпрямителя и черезкнопку включения к управляющему электроду, а между катодом тнристора и нулевым проводом сети включен исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения фуыциональных возможностей, в один иэ фазных проводов питающей сети включенпервичной обмоткой трансформатор тока,вторичная обмотка которого замкнута напоследовательно соединенные фаэосдвигаюшую цепочку и пороговый элемент, к общей точке которых подключен анод диодаоднополупериодного трехфазного выпрямителя, а средняя точка вторичной обмотки1 рансформатора тока подключена к нулевому проводу питающей сети,Источники информации,аринятые во внимание цри экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 632643, кл. Н 02 Н 7/08, 1977.2. Авторское свидетельство СССР909746 иг,Хь В. Орлов Сост Кастелевич Корректор С. Шекм едактор В, Пет 06/75 Тираж 670 ПодписиВНИИПИ Государственного комитета СССРло делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская наб., д, 4 5 Филиал ППП "Патент, г. Ужго Проектная 4