Устройство для температурной защиты электродвигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) .Ъ щ 1 Н 02 Н 7/085 ф Н 02 Н 5/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К: АВТОРСКОМУ С ЬСТВУ выполненным на основе магнитного пускателя и кнопочной станции, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и облегчения эксплуатации и ремонта, датчик контроля напряжения сети выполнен в виде соединенных между собой последовательно резистора и стабилитронаи подключен катодом этого стабилитрона к "плюсу", свободным выводом резистора - к "минусу" выпрямитель- ного моста блока питания, выходдатчика контроля напряжения сети подключен к одному из входов блока управления, выполненного на основеа двух последовательных элементах И-НЕ логической микросхемы, к другому входу которого подключены соединенные последовательно позисторы и размыкающий контакт с самовозвратом микропереключателя, а к выходу- соединенные последовательно первый светодиод и исполнительный, орган в виде герконного реле, причем логическая микросхема подключена к плюсу19 н блока питания через второй светодиод. ськин и институтозяйства ироводников.925(088.8)рское свидетельствН 02 Н 7/08, 197 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71):Азово-Черноморскиимеханизации сельского хНальчикский завод полупприборов(56) 1. АвтоВ 541237, кл орское свидетельство СССР Н 02 Н 7 08 1982. У 938348, кл. /(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙЗЕТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащееблок питания, соединенный с блокомуправления, к входам которого подключены датчик контроля напряжениясети и позисторы, установленные налобовых частях обмоток статора электродвигателя, к выходу блока, управления присоединен исполнительный орган,соединенный с коммутационным блоком1120444 А3 11204Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля защиты от аварийных режимовэлектродвигателей переменного тока,работающих в промышленности и сельском хозяйстве.Известно .устройство температурнойзащиты электродвигателя с помощьютерморезисторов, размещенных на лобовых частях обмотки статора, дополненное узлом контроля напряжения вфазах трехфазной сети переменноготока, блок управления которого выполнен на основе тиратронов. При температуре обмоток электродвигателя, не 15превышающей допустимую но ГОСТ, электродвигатель подключается к сети нажатием на кнопку "Пуск", катушка тиратронного реле обесточена. При перегревеэлектродвигателя сопротивление термо резисторов уменьшается, открываетсяодин из тиратронов, катушка тиратронного реле получает питание, что приводит к отключению электродвигателя.При обрыве одной из фаэ сети срабатывает другое тиратронное реле, чтотакже приводит к отключению электродвигателя 1.Недостатками этого устройстваявляются наличие дребезга магнитного 30пускателя в зоне неустойчивого горения тиратрона и низкая надежностьвследствие разброса параметров срабатывания и нечувствительности устройства к снижению напряжения В сети. 35Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство температурной защитыэлектродвигателя, содержащйе блокпитания, соединенный с блоком управления, к входам которого подключены датчик контроля напряжения сети и позисторы, установленные в лобовых частях обмоток статора электродвигателя, а к выходу - исполнительный 45 орган, соединенный с коммутационным устройством, выполненным на основе .магнитного пускателя и кнопочной станции. При симметричном снижении напряжения увеличивается температура, при которой происходит срыв генерации блокинг-генератора блока управления при возрастании сопротивления позисторов. Это. происходит в результате снижения напряжения на стабилитронах и изменения соотношения плеч делителя напряжения, собранного из последовательно включенных позисторов и резистора, при котором происходит открытие разделительного диода. При этом скольжение ротора электродвигателя приближается к критическому, а в статоре ток увеличивается в 1,3- -2,5 раза. Степень увеличения тока зависит от формы механической характеристики электродвигателя и увеличивается с увеличением ее жесткости, Отсюда следует, что ток в электродвигателе возрастает, количество выделившегося в нем тепла увеличивается пропорционально квадрату увеличения тока, электродвигатель перегревается, а защитное устройство не срабатывает, Результатом этого является или ускоренное старение электроизоляции, или сгорание электродвигателя.Не менее опасно снижение напряже.ния сети в отдельных фазах и особенно в той, к которой подключено защитное устройство. В последнем случае порог срабатывания по температуре защитного устройства возрастает как и в случае симметричного снижения напряжения сети. Температура электродвигателя повышается, он перегревается, а защитное устройство не При нажатии на кнопку Пуск ии и 50 . температуре обмоток электродвигателя, не превышающей допустимую по ГОСТ, блок питания и катушка магнитного пускателя подключается к сети. Блокинг-генератор блока управления на 55 чинает генерировать, симистор исполнительного органа открывается, шунтируя кнопку "Пуск", двигатель подклю 44 1чается к трехфазной сети переменного тока.При перегреве электродвигателя сопротивление позисторов резко возрастает, срывается генерация блокинггенератора, симистор закрывается, ббесточивая катушку магнитного пускателя, что приводит к отключению электродвигателя. При обрыве одной из фаз трехфазной сети переменного тока на выходе датчика контроля напряжения появляется напряжение, приводящее к срыву генерации блокинггенератора. Далее сигнал на отключениеэлектродвигателя проходит аналогично случаю перегрева электродвигателя 2.Однако известное устройство не реагирует на симметричное снижение напряжений в трехфазной сети переменного тока и в отдельных фазах,срабатывает или срабатывает прислишком высокой температуре.Вследствие того, что вольт-амперная характеристика разделительногодиода имеет вид параболы, он открывается не релейно, поэтому блокинггенератор блока управления срываетгенерацию нерелейно, Вначале у негоуменьшаются частота следования импульсов и их амплитуда, Это приводит 10к увеличению угла открытия симистораисполнительного органа и дребезгумагнитного пускателя. При этом возникают перенапряжения в цени катушкимагнитного пускателя, симистора, обмотки статора, Электродвигатель греется теперь уже не только вследствиетехнологической перегрузки, но ивследствие повышенного скольженияротора. Перенапряжения могут вывести 20из строя тиристорный ключ; катушкумагнитного пускателя и обмотку электродвигателя. При замыкании и размыкании силовых контактов магнитногопускателя возникает дуга, оплавляющая контакты, Для предохранения симисторов от пробоя при возникновенииперенапряжений им завышают класс понаппяжению, что удорожает схему. Приувеличении угла открытия симисторов З 0увеличивается время, в течение которогокатушка магнитного пускателя остается без питания, т.е. дребезг имеетместо. не только вследствие неустойчивого открытия тиристоров и пропускаЗ 5нескольких полупериодов, но и вследствие увеличения угла открытия симисторов.Кроме того, контрольная проверкаработоспособности защитного устройства и отыскание мест его поврежденияв процессе эксплуатации и при ремонтезатрупнены,Бель изобретения - повышение напежности и облегчение эксплуатации 45и ремонта,Поставленная цель постигаетсятем, что в устройстве для температурной защиты электродвигателя, содержащем блок питания, соединенный 50 с блоком управления, к выходам которого подключены датчик контроля напряжения сети и позисторы, установленные на лобовых частях обмоток статора электродвигателя, к, выходу 55 блока управления присоединен исполнительный орган, соединенный с коммутационным блоком, выполненным на основе пускателя и кнопочной станции, датчик контроля напряжения сети выполнен в виде соединенных между собой последовательно резистора и стабилитрона и подключен катодом этого стабилитрона - к "плюсу", свободным выводом резистора к "минусу" выпрямительного моста блока питания, выход датчика контроля напряжения сети подключен к одному их входов блока управления, выполненного на основе двух последовательных элементов И-НЕ логической микросхемы, к другому входу которого подключены соединенные последовательно позисторы и,размыцающий контакт с самовозвратом микропереключателя, а к выходу - соединенные последовательно первый светодиод и исполнительный орган ввиде герконного реле, причем логическая микросхема подключена к "плюсу" блока питания через второй светодиод.На чертеже показана электрическая схема предлагаемого устройства для температурной защиты электродвигателя. Устройство содержит блок питания, выполненный на основебалластного конденсатора 1, разрядного резистора 2, подключенного параллельно балластному конденсатору 1, выпрямительного моста 3, к выходу которого подключен сглаживающий конденсатор 4, балластного резистора 5 и стабилитрона 6, подключенных параллельно конденсатору 4. Блок питания включен последовательно с пусковой 7 и стоповой 8 кнопками. К выходу блока питания, т.е. параллельно стабилитрону 6 через светодиод 9 индикации исправности блока питания, подключен блок управления, выполненный на основе логиче ской микросхемы 10, содержащей два логических элемента И-НЕ 11 и 12, резисторов 13 и 14 и диода 15, защищающего микросхему от перенапряжений. К объединенным входам, первого логического элемента подключены позисто- ры 16 и 17, включенные последовательно с размыкающим контактом с само- возвратом 18 микропереключателя контрольной проверки работоспособности защитного устройства. Выход первого логического элемента И-НЕ 11 соединен с тремя входами второго логического элемента И-НЕ 12, к четвертому входу этого элемента подключен выход датчика контроля напряжения сети, выполненного на основе стабилитрона 19и резистора 20, реагирующий на чрезмерное снижение напряжения сети.Катод стабилитрона 19 подключен к"плюсу" выпрямительного моста 3,точка соединения анода стабилитрона 519 с одним выводом резистора 20 подключена к четвертому входу второгологического элемента И-НЕ 12, другойвывод резистора 20 соединен с "минусом" выпрямительного моста 3 блокапитания. К выходу второго логическогоэлемента И-НЕ 12 параллельно диоду15 подключены соединенные последовательно катушка 21 управления герметичным магнитоуправляемым контактом(герконом) 22 и светодиод 23 индикации исправности этой цепи. Последовательно с герконом 22 включена катушка 24 магнитного пускателя коммутационного устройства, который силовыми контактами 25 включает в работу электродвигатель 26, а слаботочнымзамыкающим контактом 27 шунтируетпусковую кнопку 7.Устройство работает следующимобразом.При нажатии на пусковую кнопку 7 на стабилитроне 6 блока питания появляется стабилизированное напряжение постоянного тока. Если температура 30 обмоток статора электродвигателя 26 не превышает допустимых значений, позисторы 16 и 17 имеют малое сопротивление. На объединенньх. входах логического элемента И-НЕ 11 появ ляется низкое напряжение, соответ, ствующее логическому нулю, поэтому на выходе элемента И-НЕ 11 появляется логическая единица, которая поступает на три входа логического элемента И-НЕ 12. На четвертый вход этого элемента поступает сигнал с датчйка контроля напряжения сети, реагирующего на чрезмерное снижение напряже 45 ния. Если напряжение сети превышает минимально допустимое (для электродвигателя, например, 0 3 0,75 11 н), на четвертый вход логического элемента И-НЕ 12 поступает напряжение, соответствующее логической единице. На выходе элемента И-НЕ 12 появляется логический нуль, на катушке 21 управления - напряжение, геркон 22 замыкается, подавая напряжение на катушку 24 магнитного пускателя коммутационного устройства. Замыкаются силовые кон такты 25, двигатель 26 включается в работу, Одновременно контактом 27шунтируется кнопка 7,Светодиоды 9 и,23 служат для индикации нормального режима работы узловзащитного устройства, что облегчаетего эксплуатацию и обнаружение вышедших из строя элементов схемы приремонте. Для этого контакт 27 шунтируется, электродвигатель отключаетсяот магнитного пускателя, и подаетсянапряжение на блок питания. Неисправ"ность блока управления контролируется светодиодом 23, а блока питания -светодиодом 9. Если схема исправна ипозисторы не перегреты, светятся обасветодиода.При перегреве электродвигателя 26сопротивление позисторов возрастает,происходит перераспределение потенциалов делителя напряжения, состоящего из позисторов 16 и 17 и резистора 13, и на объединенных входах элемента И-НЕ 11 появляется логическаяединица, а на его выходе - логическийнуль, что приводит к появлению логической единицы на выходе элементаИ-НЕ 12, Катушка 21 управления и. светодиод 23 обесточиваются, герметичныйконтакт 22 размыкается, катушка 24магнитного пускателя обесточивается,двигатель отключается от сети.Если температура электродвигателяне превышает допустимую, а напряжениев сети становится менее 0,75 О , начетвертом входе логического элементаИ-НЕ 12 появляется логический нуль,р на его выходе - логическая единица,что равносильно обесточиванию испол"нительного органа. Катушка 24 магнитного пускателя также обесточивается,и двигатель отключается от сети.Таким образом, имея на входевторого логическрго элемента И-НЕ 12хотя бы один логический нуль, полученный за счет превышения температуры обмоток статора или снижения напряжения сети, устройство для температурной защиты электродвигателяобеспечивает его отключение. Повтор"ное включение двигателя в работу возможно только после снижения температуры до допустимого значения и восстановления напряжения сети.Отключение электроустановки приее нормальной работе осуществляетсянажатием на стоповую кнопку 8.Контрольная проверка работоспособности защитного устройства в про11204цессе эксплуатации осуществляется размыканием контакта с самовозвратом 18. путем нажатия на кнопку микропереключателя, При этом создается режим, аналогичный режиму перегрева 5 электродвигателя, когда сопротивление позистора возрастает до 30-100 кОм. При размыкании контакта 18 сопротивление цепи позисторов возрастает до бесконечности. На объединенные входы логического элемента И-НЕ 11 поступает логическая единица. Далее сигнал проходит по схеме аналогично случаю перегрева электродвигателя,В предложенном устройстве устра-. 15 иены недостатки известного устройства путем подключения датчика контроля напряжения сети, выполненного в виде соединенных между собой последовательно резистора и стабилитрона, па- о раллельно выпрямительному мосту 44 8блока питания, кроме того, абсолютна устранен дребезг магнитного пускателя в зоне срабатывания позисторов за счет подачи на вход исполнительного органа релейного сигнала управления,ФфИзобретение значительно проще в эксплуатации и ремонте. В схеме предусмотрены элементы индикации исправности блока питания, цепи катушки управления герметичным контактом и элемент для контрольной проверки работоспособности защитного устройства.Предложенное устройство выполнено из малогабаритных недефицитных элементов. Малые габариты устройства (3050 70 мм) позволяют легко разместить его в корпусе любого магнитного пускателя совместно с последним.