Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистнчесиихРеспублик в 936181 Дополнительное к авт, свид-ву(23) П риоритетОпубликовано 15,06. 82 Бюллетень2 51)М. Кл. Н 7/08 Государстеениый коиите СССР по делаи изебретеннй и открытпй(5 Ь) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ НЕПОЛНОФАЗНОГО РЕЖИИАед Изобретение относится к электротехнике и, в частности к устройствам защиты от неполнофазных режимов приводных электродвигателей, статорные обмотки которых соединены в звезду, грузоподъемных лебедок, например, кранов, лифтов и подъемников.Известно устройство для защиты трехфазной нагрузки, соединенной в звезду, от обрыва фазы, содержащее исполнительный элемент с реле, включенный в нулевой привод. Яоследовательно с исполнительным органом включены встречно соединенные стабилитроны, а исполнительный элемент выполнен в виде резистора, подклю 1 ченного через умножитель напряжения к упомянутому реле 1,1 1.Однако данное устройство разрешаключение электродвигателя при2ительном снижении питающих напряжений и при наличии обрыва фазы или цепи его питания, что недопустимо для грузоподьемных механизмов, Устройство не, обеспечивает перед пуском электродвигателя контроль целостности нулевого провода и своих цепей, поэтому в случае их обрыва оно полностью теряет защитные свойства.Известно также устройство для защиты электроустановки от пропадания одной и более Фаз, содержащее подключенную к контрольным фазам звезду, выполненную на резисторах, нулевая точка которой через диод соединена с исполнительным элементом, выполненным в виде последовательно со ненных динистора, резистора, оптро на, параллельно которым подключен конденсатор 2.Однако устройство не защищает электродвигатель от работы на двух фазах в случае обрыва за точкой подключения устройства к Фазам сети. Устройство также ненадежно в работе из-за отсутствия контроля целостности нулевого провода и цепей устройства перед пуском электродвигателя.936 1813Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима, содержащее пусковой контакт, пусковой элемент, силовые контакты которого включены между фазами сети и зажимами кабеля электродвигателя через первичные обмотки трех трансформаторов тока, к вторичной обмотке каждого из которых под О ключены через трансформатор напряжение выпрямитель, выход которого через блок защиты подключен к исполнительному элементу, выполненному на реле постоянного тока, замыкающий 15 контакт которого последовательно с пусковым контактом включен в цепь какатушки пускового элемента, конденсатор, шунтирующий реле постоянного тока и пусковой блок. Блок защиты выполнен в виде трех измерительных элементов, входные режимы которых подключены к выпрямителям, а выходные включены последовательно и соединены с выходными зажимами пуско вого блока, которые, в свою очередь, через обмотку реле постоянного тока поДключены к двум фазам сети, причем входные зажимы пускового блока подключены к трем жилам, нулевому прово" 5 ду сети и пусковому контакту. Пусковой блок снабжен двумя тиристорными оптронами, резисторами, защитными диодами и диодом,: связанным через пусковой контакт с фазой сети и од 35 ной из жил кабеля электродвигателя, между каждой из двух других жил которого и нулевым проводом через резистор включен зашунтированный защитным диодом светодиод одного из оптронов,46 тиристоры которых соединены последовательно и включены между выходными зажимами блока. Каждый из трех измерительных элементов снабжен конденсатором включенным на вяодные зажи 145 мы упомянутого элемента, резистором, стабилитроном и тиристорным оптроном, светодиод которого и стабилитрон подключены через резистор к конденсатору а тиристор оптрона соединен с выходными зажимами элемента3 .Однако данное устройство не отключает электродвигатель от сети при недопустимой несимметрии питающих напряжений, что может привести к перегреву электродвигателя и выходу его из строя. При работе защищаемого электродвигателя совместно с другими электродвигателями и обрыве в общейцепи их питания через статорную об -мотку защищаемого электродвигателя,подключенную к поврежденной фазе,протекает уравнительный ток, определяемый разностью скольжений электродвигателей, Известное устройство необеспечивает в этом случае надежноезащитное отключение электродвигателя,В случае пригорания двух силовых контактов пускового элемента после егоотключения электродвигатель остаетсяподключенным к двум фазам. Отсутствие сигнализации о возникновении такого режима приводит к аварии электродвигателя, а в случае замыканияпускового контакта к повреждению диода пускового блока. Устройство допускает пуск грузового электродвиг теля при значительном симметричномснижении напряжения в сети, цтоможет привести к его опрокидываниюпод действием поднимаемого груза,Использование в стоойстве трехтрансформаторов тока, а также трехтрансформаторов напряжения увеличивает габариты устройства. Большоечисло элементов снижает надежностьработы и увеличивает стоимость устройства,Цель изобретения повышение надежности защиты элек . - Игателейгрузоподьемных лебе, " -еполнофазных режимов, а ,жениегабаритов устройства,. Для достижения поставленной цели устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима, содержащее конденсатор, пусковой элемент, силовые контакты которого включены между фазами сети и зажимами электродвигателя, реле постоянного тока, пусковой блок, снабженный двумя резисторами, диодом и тиристорным оптроном, светодиод которого зашунтирован защитным ди= одом, дополнительно снабжено пусковой кнопкой, зашунтированной контактом пускового элемента; отключающей кнопкой, сигнальной лампой, токоограничивающим резистором, динис- тором, дросселем, шунтирующим один из силовых контактов пускового элемента, и двумя диодами,.один из которых шунтирует обмотку реле постоянного тока, подключенную между нулевой точкой электродаигателя и нулевым проводом через динистор и93615токоограничивающий резистор, эашун- тированный размыкающим контактом реле постоянного тока, а другойдиод анодом подключен через один иэ выходных зажимов пускового блока 5 к одной из фаз сети, а катодом через замыкающий контакт реле пускового элемента, размыкающий контакт реле постоянного тока и второй выходной зажим пускового блока под ключен к другой Фазе сети черезпоследовательно включенные катушку пускового элемента, зашунтированную конденсатором, отключающую и включающую кнопку, параллельно которым 15 подключена сигнальная лампа, а входные зажимы пускового блока соединены с двумя зажимами электродвигателя и нулевым проводом.При этом в пусковом блоке тирис О тор оптрона включен на выходныезажимы блока, катод светодиодаоптрона, эашунтированный защитным диодом через потенциометр, соединен с нулевым проводом через один из 25 входных зажимов, а анод светодиода церез замыкающий контакт реле пос" тоянного тока и диодно-резисторные цепочки подключен к зажимам электродвигателя через два других входных Эо зажима блока.На чертеже изображено устройство для защиты трехфазного электродвигателя. 81 62, и контакт 32 реле 3 подключен к выходным зажимам 33 и 3 ч пусковогоблока 11, Зажимы 33 и 31 через пусковую кнопку 1, зашунтированную контак-,том 35 пускового органа, отключающую кнопку 36 и катушку 31 пусковогооргана, эашунтированных сигнальнойлампой 22, соединены с двумя фазами6 и 8 сети. Входные зажимы 37 и 38пускового блока соединены с зажимами9 и 11 элект-.одвигателя, а входнойзажим 39 с .улевым проводом 28. Тиристор оптрона 20 включен на выходные зажимы 33 и 311 пускового блока1 Й, Катод светодиода оптрона 20 це"рез потенциометр 19 соединен с входным зажимом 39 пускового блока, аего анод через контакт 40 реле 13,и одну иэ цепей, содержащую последо"вательно включенные резистор 15 идиод 17, атакже резистор 16 и диод18 подключен к зажимам 9 и 11 кабеля электродвигателя 12,Устройство работает следующим образом.При наличии Фазных напряжений Цд,Ц В и О, положительна полуволна напряженйя ЦВ через дроссель 25, ста"торную обмотку двигателя 12, контакт29 прикладывается к динистору 211,Так как это напряжение превышаетнапряжение включения динистора, вы"бираемого иэ условия исключения ложного срабатывания защиты. при допусти 35Устройство содержит пусковую кноп" ку 1, конденсатор 2, пусковой элемент, силовые контакты 3-5 которого включены между фазами 6-8 сети и зажимами 9-11 электродвигателя 12, реле 13 постоянного тока, пусковой блок 11, снабженный резисторами 15 и 16, диодами 17 и 18, потенциометром 19, тиристорным оптроном 20, светодиод которого зашунтирован защит" ным диодом 21, сигнальную лампу 22, токоограницивающий резистор 23, ди нистор 21, дроссель 25, шунтирующий силовой контакт 1 пускового элемента, и два диода 26 и 27. Диод 26 шунтирует обмотку реле 13 постоянного тока, подключенную к нулевой точке электродвигателя 12 и нулевому проводу 28 через динистор 2 М и токоограничивающий резистор 23, зашунти 55 рованный контактом 29 реле 13 постоянного тока, Диод 27 через контакт 30 пускового элемента, катушка 31 которого эашунтирована конденсатором мой несимметрии напряжения, динисторотпирается, что приводит к включению реле 13, В отрицательный полупериод оно удерживается во включенном,:остоянии эа счет протекания черездиод 26 и обмотку реле 13 тока отЭДС самоиндукции. При включении реле его контакт 10 замыкается, а контакт 29 размыкается и в цепь обмотки реле 13 вводится токоограничивающий резистор 23, Активные сопротив;пения дросселя 25 и резистора 23:выбираются таким образом, чтобы приразомкнутом контакте 29 ток черезобмотку реле не,превышает номиналь"ного и реле удерживалось во включенном состоянии, а напряжение в нуле"вой точке электродвигателя 12 былоблизко по величине к Б, Положительная полуволна этого напряжения черезстаторные обмотки электродвигателя,жилы кабеля, резисторы 15 и 16,диоды 17 и 18 и контакт МО реле 13,прикладывается к светодиоду оптрона20. Сопротивление резисторов 15 и 16равны по величине и значительно превышает сопротивление статорных обмоток электродвигателя. Поэтому действующее значение тока через светодиод оптрона 20 равноОмтДВ- +Йю2где Ц Ц - напряжение в нулевойНг 9точке электродвига"теля;й " сопротивление резисторов 15 и 16;КИ- сопротивление потенциометра 19. Если. 1 В1 (фиг.2), 0 т 0 А тиристор оптройа 20 отпирается на полу" период и загорается сигнальная лам па 22. При кратковременном нажатии на пусковую кнопку 1 положительная полуволна напряжения заштрихованная область на фиг.2) прикладывается к катушке 31 пускового органа, что вызывает.его срабатывание и .шунти- рование пусковой. кнопки 1 контак" том 35. В отрицательный полупериод он удерживается во включенном .состоянии за счет разряда через катушку 31 конденсатора 2, Контакт 30 исидо" вые контакты 3"5 пускового органа замыкаются и напряжение в нулевой точке электродвигателя 12 становится меньше напряжения включения динис" тора .24. Поэтому реле 13 отключается, замыкает .свой контакт 32, размыкает контакт 40. Тиристор оптрона 20 запирается, но пусковой орган удерживается во включенном сос" тоянии эа счет шунтирования тирис" тора оптрона цепью из диода 27 и контактов 30 и 32,При симметричном снижении напряжения в сети до включения электродвигателя ниже допустимого уровня, задаваемого уставкой потенциометра 19, как только 11 ся-птиристор . оптрона 20 не отпирается и лампа 22 не горит. В случае обрыва любой фазы сети, жилы кабеля обесточенного электродвигателя или его статорной обмотки, нулевого провода или одной из цепей устройства отпирания тиристора оптрона и вклюцение пускового органа при замыкании пусковой кнопки не происходит, При работе электродвигателя и недопустимой не- симметрии напряжения или обрыве1.81 фазы сети, напряжение в нулевой точке электродвигателя становится больше напряжения включения динистора 24, поэтому он пробивается, цто приводит к включению реле 13. Его контакт 30 размыкается, а контакт 40 замыкается, Так как к зажимам 37 и 38 пускового блока 14 приложены соответственно напряжения Цд и Цо, то при замыкании контакта 40 через светодиод оптрона 20 протекает результирующий ток 1 Р1 ,равный векторной сумме токов через резисторы 15 и 16 (фиг.2) . Поэтому тиристор оптрона 20 не отпирается, а размыкание контакта 30 приводит к отключению пускового органа и электродвигателя.Если после нажатия отключающей кнопки 36 и отклюцения пускового элемента два его силовых контакта, например 3 и 5 пригорели, реле 13 срабатывает и замыкает контакт 40. Результирующий ток через светодиод 0 15 20 оптрона, также как и в ранее рассмотренном случае меньше 1 от. Поэтомутиристор оптрона не отпирается и лам"па 22 не загорается, что сигналиэирует по пригорании силовых контактов пускового элемента. формула изобретения Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима, содержащее конденсатор, пусковой элемент, силовые контактй кото.1рого включены между фазами сети и зажимами электродвигателя, реле постоянного тока, пусковой блок, снабженный двумя резисторами, диодом и тиристорным оптроном, светодиод которого зашунтирован защитным диодом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и снижения габаритов устройства,30Устройство обеспечивает самоконт-,роль своих цепей. Поэтому при их повреждении исключается возможность, включения незащищенного электродвигаф теля в сеть. Устройство надежно защищает электродвигатель привода грузоподъемной лебедки от неполнофазно-го режима, имеет меньшие габариты и стоимость, что выгодно отличает его от известных устройств аналогичного назначения.9 9361оно дополнительно снабжено пусковойкнопкой, зашунтированной контактомпускового элемента, отключающейкнопкой, сигнальной лампой, токоограничивающим резистором, динистором, 3дросселем; шунтирующим один из силовых контактов пускового элемента,и двумя диодами, один из которыхшунтирует обмотку реле постоянноготока, подключенную. между нулевой точ Окой электродвигателя и нулевым про- .водом через динистор и токоограничи"вающий резистор, зашунтированныйразмыкающим контактом реле постоян,ного тока, а другой диод анодомподключен через один из выходныхзажимов пускового блока к одной изфаэ сети, а катодом через замыкающий контакт реле пускового элемента,размыкающий контакт реле постоянного Ютока и второй выходной зажим пускового блока подключен к. другой фазесети через последовательно включенные катушку пускового элемента,эашунтированную конденсатором, отключающую и включающую кнопку, парал 81 10лельно которым подключена сигнальнаялампа, а входные зажимы пусковогоблока соединены с двумя зажимамиэлектродвигателя и нулевым проводом.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в пусковомблоке тиристор оптрона включен навыходные зажимы блока, катод светодиода оптрона, зашунтированный защитным диодом через потенциометр, соединен с нулевым проводом черезодин из выходных зажимов, .а анод светодиода через замыкающий контакт ре"ле постоянного тока и диодно-резисторные цепочки подключен к зажимам электродвигателя череЗ два других входных зажима блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 550717, кл. Н 02 Н 7/09 19772. Авторское свидетельство СССРМ 616678, кл. Н 02 Н 7/09 1978,3Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2825226/24-07,кл. Н 02 Н 7/08, 1980.1936181 Составитель В.ОрлТехред А. Бабинец орректор Н, Стец Редактор Н,Волов ное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ПрОектная з 1238/64 ВНИИПИ Го по дела 113035, Москва, Тираж 669арственногэобретений35, Раушск Подомитета СССРоткрытийнаб., д, Й/5