Устройство для температурной защиты электродвигателя

,14 .ХНммг: 5 ЬМЪЛНОТЕ 1 А ЬСТ ВТОРСКОМУ СВИ 6/24-0784 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЭ(71) Казахское научно-производственное объединение механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ж.С.Баймуханов(56) Авторское свидетельство СССР 9 568109, кл.,Н 02 Н 7/08, 1976,Авторское свидетельство СССР У 1023505. кл. Н 02 Н 7/08. 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.(57) Изобретение относится к области электротехники и предназначено для температурной защиты электрических машин. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы устройства, надежное открывание ключевого элемента, уменьшение электропотребления исполнительного органа переменного тока, упрощение. При повышении температуры вьппе допустимой пороговое напряжение первого порогового органа 8 становится вьппе, чем на втором пороговом органе 9. Вследствие этого второй пороговый орган 9 вклюАд С чается раньше. Конденсатор 10 разряжается через него, минуя управляющийпереход ключевого элемента (тиристора) 5, Для окончания полупериодачерез резистор 7, включенный пороговый орган 9 протекает ток, чем исключается включение ключевого элемента 5.Исполнительный орган 1 отключает си-,.ловыми контактами электродвигатель отисточника питания. Процесс продолжается до тех пор, пока температураэлектродвигателя не становится нижедопустимой и до нажатия кнопки пуска.При предложенной схеме подключения наэлементах схемы управления и на тем-.пературном датчике тепловая мощность дне выделяется. При обрыве цепи темпеФратурного датчика первым включаетсяпороговый орган 9, вызывая отключениесиловыми контактами исполнительногооргана 1 питания от электродвигателя.При коротком замыкании цепи темпера-. 3турного датчика шунтируется цепь междууправляющим электродом ключевого элемента и его катодом и тем самым обеспечивается условие для его надежногозакрытия до устранения неисправности,8 з.п. ф-лы, 5 ил,5232 20 25 30 40 4550 55 1 136Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано длятемпературной защиты электрическихмашин,Цель изобретения - повышение точности и надежности работы устройства,надежное открытие ключевого элемента,уменьшение электропотребления исполнительного органа переменного тока иупРощение,На фиг, 1 и 2 представлены схемыустройства; на Фиг3 - 5 - пороговыеорганы устройства,Устройство содержит исполнительныйорган 1, кнопку "Стоп" 2, кнопку"Пуск" 3, зашунтированную замыкающимконтактом 4 исполнительного органа 1,ключевой элемент 5 (тиристор), подключенный между исполнительным органом и нулевым проводом сети, выпрямитель 6 (диод), подключенный к резистору 7, первый пороговый орган 8 стемпературным датчиком, второй пороговый орган 9, первый конденсатор 10,второй конденсатор 11 (Фиг, 1) .Для повышения надежности, устране-.ния вибрации контактов и сниженияпотребленного тока при использованииисполнительного органа переменного токапараллельно ему подключен конденсатор11, емкость которого определяется изусловия обеспечения индуктивно-емкостного резонансного контура на частотеисточника питания, При использовании вкачестве ключевого элемента 5 встречнопараллельно включенных тиристоров(фиг. 2) выпрямитель выполнен двухполупериодным, входная диагональ которого, подключена параллельно тиристор ьм, авыходная - второму пороговому органуи резисторам.Первый пороговый орган с температурным датчиком 8 и второй пороговыйорган содержат. температурный датчик12, первый, второй, третий и четвертыйтранзисторы 13-16,первый, второй,третий, четвертый и пятый резисторы 1721,первый ивторой стабилитроны 22 и23 (фиг, 3) .На фиг. 4 и 5 приведены схемы пороговых органов, второй из которыхможет быть также выполнен в виде динистора или стабилитрона,Устройство работает следующимобразом.При нажатии кнопки "Пуск" 3 черезисполнительный орган 1 на ключевомэлементе (тиристоре) 5 появляется пульсирующее напряжение. При этомнапряжение на конденсаторе 10 постепенно повышается. Если температура 5электродвигателя не превышает допустимого значения, то пороговое нап"ряжение второго порогового органа 9выше, чем первого 8. Поэтому придостижении порогового напряжениявлючается первый пороговый орган 8,и конденсатор 10 разряжается черезуправляющий электрод ключевого элемента (тиристора) 5, формируя импульсспециальной Формы для его открытия. 15 Открывается ключевой элемент (тиристор) 5, и через исполнительный орган1 протекает полупериод синусоиды,причем после открытия ключевого элемента (тиристора) 5 между его анодоми катодом напряжение падает до нуля,следовательно, обесточивается егосхема управления. Этим обеспечиваетсяминимальное выделение тепловой мощности на его элементах и на температурном датчике 12. В бестоковой паузеключевой элемент (тиристор) 5 закрывается. В начале следующего положительного полупериода описанный про- .цесс повторяется, обеспечивая протекание пульсирующего тока через исполнительный орган. При повышении температуры выше допустимого пороговое напряжение первого порогового органа 8 становится выше, чем на втором 9, и последнийвключается первым. Конденсатор 10 разряжается через него, минуя управляющий переход ключевого элемента(тиристора) 5, До окончания полупериода через резистор 7,включенный пороговый орган протекает ток, и такимобразом исключается включение ключевого элемента 5, Одновременно напряжение между входом и выходом порого-, вых органов до окончания полупериода равняется нулю, следовательно, на элементах схемы управления и на температурном датчике не выделяется теп- ловая мощность, .Ключевой элемент ( тиристор 5) не включается. Исполнительный орган 1 отключает силовыми контактами электродвигатель от источ" ника питания. Процесс продолжается до тех пор, пока температура электродвигателя не становится ниже допустимого и до нажатия кнопки пуска.При подключении параллельно исполнительному органу 1 переменного тока конденсатора 11 образуется инз 13652 дуктивно-емкостный резонансный контур на частоте источника питания, Так как индуктивность не включенного исполнительного органа значительно меньше включенного, то при подаче напряжения на исполнительный орган 1 и включении ключевого элемента (тиристора) 5 контур выходит из резонансного режима, и через него протекает большой ток. Этим обеспечивается необходимая кратность тока до срабатывания исполнительного органа, т,е. обеспечивается надежность его срабатывания. После его включения контур входит в резо-: нансный режим, и значительно уменьшается величина протекающего через ключевой элемент 5 и сеть тока, Его величина равняется только активному составляющему тока, протекаюшего через катушку исполнительного органа. Исполнительный орган не потребляет реактивной мощности. Благодаря подобранной величине емкости конденсатора 11 при постоянном пульсирующем харак тере питающего тока через катушку исполнительного органа протекает переменный ток (фиг, 1).Вариант устройства по фиг. 2 работает аналогичноПри подаче напряжения к исполнительному органу в положительный полупериод через выпрямитель б и резистор 7 на входах пороговых органов 8 и 9 повышается напряжение. Если температура электроустановки не превышает допустимого, то первым включается первый пороговый орган 8 и через диод и управляющий переход одного из тиристоров протекает ток. Один из тиристоров включается, обеспечивая включение исполнительного органа 1. В отрицательный полупериод напряжения при достижении порогового напряжения первым пороговым органом 8 через диод и управляющий переход дру" гого тиристора протекает ток и он включается. При превышении температуры выше допустимого первым включается второй пороговый орган 9 и тем самым исключает включение тиристоров.Работа пороговых органов,(фиг, 3-5) . 40 При обрыве цепи температурногодатчика 12, как видно из работы устройства, первым включается пороговыйорган 9, и не включается исполнительный орган до устранения неисправности. При коротком замыкании цепи температурного датчика 12 шунтируетсяцепь между управляющим электродомключевого элемента и его катодом, итем самым обеспечивается условие дляего надежного закрытия до устранениянеисправности,При подключении стабилитронов 22или 23 стабилизируется порог срабатывания соответствующих органов следующим образом. При достижении напряжения стабилизация стабилитрона черезнего протекает ток стабилизации, который открывает р-и-р транзистора,При подаче напряжения на входах пороговых органов 8 и 9 постепенно начинает увеличиваться напряжение, Транзисторы 13-16 закрыты. Когда тем пература электродвигателя ниже допустимого, сопротивление температурного датчика 12 (позистора) небольшое, поэтому падение напряжения на резис-. 32 4торе 18 растет быстрее, чем на резис-.торе 19. В момент равенства этогонапряжения критическому напряжениюоткрывания транзистора 14 последнийоткрывается, и через базу транзистора 13 протекает коллекторный токтранзистора 14, открывая первый. Процесс переключения из закрытого состояния в открытое носит лавинообразныйхарактер, Формируемый при этом импульс надежно открывает ключевойэлемент, напряжение на нем равняетсянулю, и пороговый орган возвращаетсяв исходное состояние,При превышении температуры электродвигателя выше допустимого сопротивление температурного датчика (позистора) становится большим, и падение напряжения на резисторе 19 растетбыстрее, чем на резисторе 18Поэтомупри достижении напряжения на нем критическому напряжению открывания транзистора 15, он открывается, и пороговый элемент 9 лавинообразно переходитв открытое состояние. Исключаетсявключение органа 8, и тем самым обеспечивается надежное закрытие ключевого элемента. Так как напряжение навходах пороговых органов становитсяочень малым, то на элементах схемыуправления и на температурном датчикене выделяется тепловая мощность. Каквидно из работы, включение пороговыхорганов происходит именно в началесинусоиды, поэтому на исполнительныйорган подается полное напряжение сетине зависимо от величины сопротивлениятемпературного датчика до температурыперегрева,5 136523 и соответствующий пороговый элемент переходит в открытое состояние. Так как пороговое напряжение другого элемента зависит от сопротивления5 температурного датчика, принцип работы органов не изменяется, Благодаря стабилитрону упрощается технология изготовления настройка) устройства, обеспечивается также надежность, так 10 как .стабилитрон защищает также от перенапряжения.При использовании вместо порогового органа 9 динистора (Лиг. 4) принцип работы устройства не изменяется. Достигается его упрощение. Упрощение устройства достигается также и при использовании вместо второго порогового органа 9 стабилитрона (фиг. 5) . 20Формула изобретения 1. Устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащееподключенные к первому выводу источ-,25 ника питания последовательно соединенные кнопки "Стоп", "Пуск" и первый вывод исполнительного органа, к точке соединения кнопок "Стоп" и "Пуск" подключен первый вывод замыкающего контакта исполнительного органа, ключевой элемент, управляющий вывод которого соединен через первый пороговый орган с температурным датчиком с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с катодом выпрямителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства, в него введены второй пороговый орлеан, 40нвключенный между точкой соединения резистора и первого порогового органа с температурным датчиком и вторым выводом источника питания, к которому подключен второй вывод исполнительно го органа через ключевой элемент, а второй вывод замыкающего контакта исполнительного органа поцключен к точке соединения кнопки 1 Пуск" и исполнительного органа.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью надежного открытия ключевого элемента, в него введенпервый конденсатор, подключенный параллельно второму пороговому органу.3, Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения электропотребления исполнительного органа переменного тока, вышеуказанный исполнительный орган зашунтирован вторым конденсатором.4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пороговый орган с температурным датчиком и второй пороговый орган содержат первый, второй, третий и четвертый транзисторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, при этом эмиттер первого транзистора и первый выводпервого резистора образуют первый вывод первого порогового органа, второй вывод которого образуют соединенные последовательно первый вывод второго резистора и эмиттер второго транзистора, коллектор которого соеДинен с базой первого транзистора и вторым выводом первого резистора, а база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора и вторым выводом второго резистора, а эмиттер третьего транзистора и первый вывод третьего резистора образуют первый вывод второго порогового органа, второй вывод которого образуют первый вывод пятого резистора и эмиттер четвертого транзистора, коллектор которого соединен с вторым вхрдом третьего резистора и базой третьего транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом пятого резистора и базой четвертого транзистора, четвертый резистор включен между базой третьего и четвертого транзисторов, причем температурный датчик подключен между коллектором первого транзистора и эмиттером четвертого транзистора,5. Устройство по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в первый пороговый орган с температурным датчиком введен первый стабилитрон, ка-. тод которого подключен к коллектору первого транзистора, а анод - к эмиттеру четвертого транзистора.6, Устройство по пп, 1-4, о т л ич а ю щ е е с я . тем, что во второй пороговый орган введен .второй стаби.литрон, катоц которого подключен к коллектору четвертого транзистора, к эмиттеру которого подключен анод второго стабилитрона.7. Устройство по и. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем что температурный датчик включен вместо первого резистора.8. Устройство по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, второй пороговый орган выполнен в виде динистора. 13652329. Устройство по пп. 4 и 7, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что второй пороговый орган выполнен в виде стабилитрона.1365232 17 1 У 74 1 г Составитель Н Техред. Л.Серд тч руча Редактор Л. Зайце орректор кова аказ бб 4 4 5 эводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 О Тираж 649ВНИИПИ Государственпо делам изобрете 113035, Москва, Ж, Р Подписноого комитета СССРий и открытийушская наб., д.1