Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от анормальных режимов

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик(23) П риор по делам нзабретен и открытки бликованота опубликования описания 15 .06 . 8) Заявитель Ставропольский политехнический инстит УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВИзобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам эащи ты электрических двигателей.Известно устройство для контроля наличия напряжения в фазах, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам. Выход выпрямителя присоединен к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска - к управляю 10 щему электроду тиристора. Между нулевой точкой сети и катодом тиристора .включен исполнительный орган 11.Однако известное устройство ха 1 рактеризуется ограниченными функциональными возможностями, так как по принципу своего действия оно не реагирует на изменения тока в фазах электродвигателя и, в частности, на перегрузки. Кроме того, низкая чувствительность к неполнофаэным режимам трехфазной сети при двигательном характере нагрузки эа счет генерации последней напряжения "поте" рянной" фазы несколько меньшей, по сравнению с номинальной, величины обуславливает протекание тока через тиристор в течение всего периода и удержание его в открытом состоянии, Такой режим не фиксируется . устройство)м как неполнофаэный.Наиболее близким. к предлагаемому по технической сущности является устройство для защиты трехфаэных асинхронных электродвигателей от неполнофазных режимов работы, со" держащее два трехфазных однополупериодных выпрямителя, подключенных к контролируемым фазам, К выходу первого из них через кнопку пуска, а также диод и резистор подключены соответственно анод и управляющий электрод тиристора, анодом соединенного с выходом второго выпрямителя. Катод тиристора через кнопку остановки, второй резистор и исполнительный элемент соединен с нулевой5 30 15 20 30 35 40 точкой сети, Последние два из названных элементов зашунтированы контуром искусственной коммутации,состоящим из последовательно включенных конденсатора и третьего резистора 2При наличии на выходных зажимахустройства трехфазной системы питаю.щего напряжения на аноде тиристорав течение всего периода действуетположительное, выпрямленное трехфазным однополупериодным выпрямителем,напряжение. При кратковременномзамыкании контакта кнопки пуска тиристор открывается и исполнительныйорган подает сигнал на включениенагрузки. Схема переходит в.устойчивое состояние, сохраняемое приразмыкании кнопки запуска (тиристорудерживается в открытом состояниипод действием протекающего черезнего тока). Одновременно заряжаетсяконденсатор контура искусственнойкоммутации.При генерации защищаемым электро"двигателем в неполнофазном режименапряжения "потерянной" Фазы (уменьшенной по сравнению с нормальныМ режимом величины и несколько сдвинутого по фазе в сторону отставания)напряжение конденсатора искусственнойкоммутации превышает минимум анодного напряжения тиристора, вследствиечего последний запирается и ввидуотсутствия управляющего напряженияостается в этом состоянии и в положительные полупериоды неповрежденныхФаэ сети питания. Разрыв тиристоромцепи питания исполнительйого органаобеспечивает подачу последним сигналом на отключение нагрузки,Данное устройство также обладает ограниченными Функциональными воэмож ностями, так как при отсутствии датчика тока невозможно фиксирование перегрузки электроприемника, поэтому необходимо применение дополнительных токовых защит от перегрузки, Кроме того, срабатывание устройства при не полнофазных режимах определяется удерживающим током тиристора - пара. метром, меняющимся в широких пределах для различных образцов тиристора и. при изменении температуры. Это при. водит .к необходимости загрубления порога срабатывания, а следователь" но, к снижению чувствительности устройства.С" Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности устройства,Поставленная цель достигается тем, цто устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от анормальных режимов, содержащее два подключенных к контролируемым Фазам трехфазных однополупериодных выпрямителя, выход первого из которых соединен через последовательно включенные кнопку пуска и диод с выходом второго выпрямителя и анодом тиристора, катод которого через последовательно соединенные кнопку останова, резистор. и исполнител;:лый элемент подсоединен к первому конденсатору и нулевоцу проводу сети, а управляющий электрод подсоединен ко второму резистору, дополнительно снабжено параллельно соединенными конденсатором и резистором и включеннымимежду кнопкой пуска и вторым резистором, а также тиратроном, катодкоторого подключен к катоду тиристора, а анод и управляющая сеткак катодам второго и третьего диодов. анод последнего из которых подсоеди. нен ко второму концу первого конденсатора и к катоду четвертого диода,соединенного анодом с движком потенциометра, включенного на выходевторого выпрямителя, при этом анодвторого диода подключен к конденсатору времязадающей ЕС-цепочки, шун"тированной раэмыкаоцим контактомисполнительного элемента и черездиод подсоединенной к дросселю,соединенному последовательно с герконом и резистором, причем указанная последовательная цепочка включена параллельно потенциометру,катушка управления герконом однимконцом соединена с катодом стабилитрона и через резистор - с выходом второго выпрямителя, а вторым концом - через переменный резистор с анодом стабилитрона и нулевым прйводом сети. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства,устройство содержит замыкающий контакт 1 исполнительного элемента, катушку 2 пускателя и два трехфазных однополупериодных выпрямителя, выполненных на диодах 3-8, присоединен. ных к контролируемым фазам й, В и С,9361Выход первого выпрямителя черезкнопку пуска 9 и диод 10 соединенс анодом тиристора 11 и выходом второго выпрямителя, а через параллель(ную цепочку конденсатор 12 - резис" 5тора 13 - с резистором 11 цепи уп"равления тиристора 11, катод которого присоединен к катоду тиратрона15, а через последовательно включенные кнопку остановки 16, резистор 17 и исполнительный элемент 18 к нулевой точке сети. Анод и управляющая сетка тиратрона 15 черездиоды 19 и 20 подсоединены соответ-,ственно к конденсаторам 21 и 22,вторая обкладка первого из которыхподключена к выходу второго выпрямителя, а второй конец конденсатора 22 - к нулевой точке сети, Конденсатор 22, кроме того, через диод 2023 соединен с движком переменногорезистора 2 ч, включенного по потенциометрицеской схеме на выходе второго выпрямителя, Конденсатор 21 споследовательно соединенным резис,тором 25 образует времязадающуюЕС-цепочку, шунтированную размыкаю.щим контактом 26 исполнительногоэлемента 18 и через диод 27 подклюценную к дросселю 28. Дроссель 28с последовательно включенным герконом 29 и резистором 30 подсоединенк выходу второго выпрямителя, Названный геркон расположен в непосредственной близости от токоведущей шины 35(А, В или С), снабжен катушкойуправления 31, один конец которойсоединен с катодом стабилитрона 32 ичерез резистор 33 - с выходом второго выпрямителя, а второй конец че Орез переменный резистор 31 соединенс анодом стабилитрона 32 и нулевойточкой сети. Нормально разомкнутыйконтакт 1 исполнительного элементавключен в цепи катушки 2 магнитного 45пускателя, контакты 35 которого коммутируют асинхронный двигатель,Устройство работает следующим образом,В отключенном состоянии электро" двигателя и симметрии трехфазного питающего напряжения А, В и С на выходе первого выпрямителя действует положительное выпрямленное напряжение. Все элементы обесточены.При кратковременном замыкании кнопки пуска 9 положительное напряжение с выхода вышеуказанного выпря 86 бмителя через диод 10 подается навнод тиристора 11. Одновременно эасцет заряда конденсатора 12 появляется ток управления тиристора, вызывающий его отпирание. Резистор 1 чвведен в схему с целью ограниченияимпульса управления до допустимойвеличины, Резистор 13 выбран высокоомным и служит для разряда конденсатора 12 отклюценного устройства.Открывание тиристора приводит к появлению тока через ограницительный резистор 17 и исполнительный элемент18. Последний контакт 1 коммутируетцепь катушки 2 магнитного пускателя,который своими контактами 35 замыкает цепь питания асинхронного двигателя АД) . Размыкается и контакт 26исполнительного элемента, Теперь положительное напряжение на анод тиристора подается с выхода второговыпрямителя 6-8. Так как ток черезтиристор 11 протекает в течение всего периода, то он остается открытымпосле завершения процесса заряда конденсатора 12, т.е. при отсутствииуправляющего сигнала. Кнопка 9 теперьможет быть разомкнута.Напряжение с потенциометра 2 ччерез диод 23 подается на конденсатор 22, уровень заряда которого выби.оается недостаточным для зажиганиятиратрона 15 при прохождении мгновенного значения напряжения на катоде тиристора 11 в нормальном режиме работы через минимум. На последовательно соединенные катушку управления геркона 31 и переменный резис"тор 31 напряжение подается черезрезистор 33 и ограничивается стабилитроном 32, Резистором 3 ц выставляется такой управляющий ток геркона29, чтобы суммарная магнитодвижущаясила постоянного поля, создаваемогокатушкой 31, и контролируемого поляодной фазы двигателя в нормальномрежиме работы была больше уровнявозврата геркона. Последний, следовательно, находится в замкнутом сос.тоянии, и через последовательносоединенные дроссель 28, геркон 29,резистор 30 протекает постоянныйток, На аноде диода 27 действуетотрицательный потенциал, он закрыт,напряжение на конденсатор 21 времязадающей йС-цепочки 21-25 не подается,При перегрузке двигателя увеличивается ток в его фазах, а следо 9361вательно, и переменная магнитодви" жущая сила, воздействующая на геркон. При отрицательном ее знаке по отношению к постоянному полю катушки 31 суммарная намагницивающая 5 сила становится меньше уровня воэвра. та геркона, Последний ежепериодно кратковременно размыкается, Но согласно первому закону коммутации ток через индуктивность 28 мгновен но измениться не может и замыкается через диод 2 на цепь заряда конден сатора 21, С увеличением тока перегрузки возрастают интервалы времени размыкания геркона 29, а следовательно, и интервалы заряда конденсатора 21. Поэтому с увеличением перегрузки время заряда конденсатора уменьшится. Потенциал его положительной обкладки прикладывается 20 к аноду тиратрона 15 и при достижении определенной величины вызывает зажигание. последнего, Напряжение конденсатора 21 сказывается обратно приложенным к тиристору 11, запирание которого обестоцивает цепь пи" тания исполнительного элемента 18, а последний отключает пускатель 2.Контактами 35 пускателя снимается напряжение с защищаемого двигателя. 30 После срабатывания устройства замы" кается контакт 26 для разряда конден сатора 2,это необходимо для исключения срабатывания при многократных пусках двигателя, когда ток кратко- З 5 временно превышает номинальный ипроисходит заряд конденсатора 21, Перед каждым пуском этот конденсатор разряжается и заряд при частых пусках не накапливается). 40 Иб 8 предотвращает разряд конденсатора 2 с через резистор 2,Включение конденсатора 12 исключает возможность работы двигателя в анормальном режиме при постоянно замкнутой кнопке пуска, так как тиристор в этом случае коммутируется конденсатором 2 1 или 22, а ток управления его отсутствует - конденсатор 12 заряжен.Резисторами 2 ч и 3 ч регулируется уставка срабатывания при неполнофазном режиме. и перегрузке соответственно, Величиной резистора 25 опреде-. ляется время срабатывания при перегрузках двигателя. Выдержка времени при десятипроцентной перегрузке может быть получена до ч 0 мин. Остановка двигателя осуществляется кратко - временным разрывом кнопкой 16 силовой цепи тиристора 11, запираемого ввиду отсутствия управляющего тока,Положительный эффект заключается в расширении функциональнь 1 х возмож" ностей предлагаемого устройства путем обеспечения защиты электродвига" теля от перегрузки, а также в повышении чувствительности к неполнофазным режимам электродвигателя, Послед" нее достигается подачей церез тиратрон на катод тиристора положительного потенциала конденсатора, намного большего потенциала анода. Кроме того, введение конденсатора в цепь управления тиристора исключает работу электродвигателя в анормальном режиме при постоянно замкнутой кнопке пуска.Формула изобретенияВ слуцае перехода электродвигате" ля иэ нормального в неполнофазный режим работы снижается минимальное значение напряжения на выходе второ" го выпрямителя аналогично как и на, катодах тиристора 11 и тиратрона 15. Последний зажигается и положительный потенциал конденсатора 22 через диод 20 и тиратрон 15 прикладывается к катоду тиристора, К последнему оказывается приложенным обратное напряжение, вызывающее его запирание, обестоцивание исполнительного эле- мента, магнитного пускателя и защищаемого двигателя, Диоды 19 и 20 обеспечивают развязку цепей заряда конденсаторов 21 и 22. Диод 23 45 50 55 Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от анормальньх режимов содержащее два подключенных к контролируемым фазам трехфазных однополупериодных выпрямителя, выход первого из которых соединен через последовательно включенные кнопку пуска и диод с выходом второго выпрямителя и анодом тиристора, катод которого через последовательно соединенные кнопку останова, резистор и исполнительный элемент подсоединен к первому конденсатору и нулевому проводу сети, а управляющий электрод присоединен к второму резистору, о т л и ч а ю . щ е е с я тем, что, с целью расши 9 936186 10рения функциональных воэможностей подсоединенной к дросселю, соедии повышения чувствительности, оно ненному последовательно с геркономдополнительно снабжено параллельно и резистором, причем укаэанная послесоединенными конденсатором и резис- довательная цепочка включена паралтором и включенными между, кнопкойлельно потенциометру, катушка управпуска и вторым резистором, а также ления герконом одним концом соедитиратроном, катод которого подклю- нена с катодом стабилитрона и черезчен ккатоду тиристора, а анод и резистор - с выходом второго выпрямиуправляющая сетка " к катодам вновь теля, а вторым концом - через перевведенных второго и третьего диодов, 10 менный резистор с анодом стабилитроанод последнего из которых подсоеди- на и нулевым приводом сети,нен к второму концу первого конден- Источники информации,сатора и катоду четвертого диода, принятые во внимание при экспертизесоединенного анодом с движком потен. Авторское свидетельство СССРциометра, включенного на выходе1597973, кл. Н 02 Н 7/08, 1974,второго выпрямителя, при этом анод 2. Борданов А.И. и др. Информавторого диода подключен к конденсато- ционный листок 11 15-80 Ставропольсру времяэадающей КС-цепочки, шунти- кого межотраслевого территориальнорованной размыкающим контактом ис-. го центра. НТИ и П, 1980, УДК 621полнительного элемента и через диод щ .316.925,д е с