Электрическая машина

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, соIдержащая два подшипниковых щита, статор с катушечными группами обмотки , блок для защиты последней от ; повреждений с реагирующим органом и .датчиком магнитного потока внутри .машины, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора , отлич а.ющая.ся тем, . что, с целью расширения функциональных возможностей защиты путем отклю. чения последней от сети при междуфазных замыканиях обмотки статора, при обрыве одной ,из .фаз и при двойном замыкании обмотки на землю, в нее дополнительно введены датчики-магнитного потока с ферромагнитными сердечниками по числу катушечных групп минус единица, которые вместе р упомянутым датчиком расположены равномерно по окружности в упомянутой плоскости и механически прикреплены внутри i машины, например, к подшипниковому щиту, причем одни выводы обмоток, (Л С каждой пары датчиков соединены меаду собой, а другие подключены к реагирующему органу. 4 ОЬ 00 сд 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

OW

РЕСпУБЛИН

„„SU„„046853 А

g(5g Н 02 К 11/00; Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cg

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 2994712/24-07 ,(22) 20 ° 10.80 (46) 07.10.83. Бюл. Р g7 (72) М.Я.Клецель и A.Í.Hîâîæèëîâ (71) Павлодарский индустриальный институт (53) 621.316.925(088..8) (56) 1. Тубис Я.Б., Белов Г.К. Тем.пературная защита асинхронных двигателей в сельском хозяйстве. М., "Энергия", 1977, с. 87..

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2872596/24-07, кл. H 02 H 7/08, 1980.

1 (54)(57) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА cot ,держащая два подшипниковых щита, статор с катушечными группами обмотки, блок для защиты последней от повреждений с реагирующим органом и ,датчиком магнитного потока внутри.машины, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, о т л и ч а.ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты путем отклю-. чения последней от сети при междуфазных замыканиях обмотки статора; при обрыве одной из .фаз и при двойном замыкании обмотки на землю, в нее дополнительно введены датчики магнитного потока с ферромагнитными сердечниками по числу катушечных групп минус . единица, которые вместе с упомянутым датчиком расположены равномерно по окружности в упомянутой плоскости и механически прикреплены внутри машины, например, к подшипниковому Е

Ф щиту, причем одни выводы обмоток. каждой пары датчиков соединены между. собой, а другие подключены к реагирующему органу.

1046853

Изобретение относится к электри-

Ческим машинам и может использоваться для их защиты от повреждений обмотки статора.

Известны электрические машины со встроенными блоками для защиты от повреждений, выполненными в виде резисторов или терморезисторов, закрепленных в обмотке статора, и реагирующими на повышение температуры внутри машины (1 ).

Такие защиты чувствительны к перегрузкам, но малочувствительны к витковым и междуфазным коротким замыканиям. При витковых замыканиях токи короткого замыкания проходят лишь по замкнутым виткам и ловышение температуры вне этих витков незначительно. При междуфазных корот ких замыканиях, например, через. переходное сопротивление токи коротких замыканий могут быть меньше номинальных и обнаружить их по изменению температуры невозможно. Но и при значительных токах коротких замыканий температурная защита неэффективна, поскольку короткие замыкания должны отключаться как можно быстрее, а для повышения температуры внутри машины необходимо время.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является электрическая машина, содержащая два подшипниковых щита, статор с ка тушечными группами обмотки, блок для защиты последней от повреждений с реагирующим органом и датчиком магнитного потока внутри машины, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси врацения ротора (2 ).

Однако известная электрическая ,машина не отключается от сети встроенным блоком защиты при междуфазных замыканиях обмотки статора, при обрыве в ней одной из фаз и при двойном замыкании обмотки на землю, так как зацита не реагирует на ука. занные повреждения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей защиты путем отключения машины от сети при междуфазных замыканиях обмотки статора, при обрыве в ней одной из фаэ и при двойном замыкании обмотки на землю.

Поставленная цель достигается тем, что в электрическую машину, содержащую два подшипниковых щита, статор с катушечными группами обмотки, блок для защиты последней от, повреждений с реагирующим органом и датчиком магнитного потока внутри машины, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения ро» тора, дополнительно введены. датчики магнитного потока с ферромагнитными сердечниками по числу катушечных групп; минус единица, которые вместе с упомянутым датчиком расположены равномерно по окружности в упомянутой плоскости и механически прикреплены внутри машины, например, к подшипниковому щиту, причем одни

5 выводы обмоток каждой пары датчиков соединены между собой, а другие подключены к реагирующему органу.

На фиг. 1 показано расположение датчиков относительно катушечных

10 групп обмотки статора электрической машины; на фиг. 2 — крепление датчиков; на фиг. 3 — электрическая схема соединений обмоток датчиков.

Датчики 1-6 расположены равномер 5 но по окружности в плоскости, перпендикулярной оси 7 вращения ротора электрической машины, против катушечных групп (показаны толстыми дугами фиг. 1). Датчики 1 и .4 для катушечных групп фазы.А; 2 и 5— фазы В; 3 и б. — фазы С. Каждый иэ датчиков может быть выполнен, например,.в виде ферромагнитного сердечника 1, в пазах которого закреп5 лены две обмотки так, чтобы их плоскости были перпендикулярны одна другой, а одна из этих плоекос. тей совпадала с плоскостью, перпендикулярной оси 7 (для измерения тангенциальной и аксиальной составляющих матнитного потока, создаваемого витками лобовых частей катушечных групп обмотки статора). Сердечник крепится, например (фиг. 2), к подшипниковому щиту 8 на стойках.

35 Стойки могут быть выполнены в виде подвижной части .9, к которой крепится датчик 1, направляющей 10, пружины 11 и регулировочной шпильки 12.

Выводы 13 обмотки датчика проХоДят

40 через отверстие 14, просверленное в подшипниковом ците 8. Датчики могут иметь по одной, две или более обмоток. Обмотки разных датчиков каждой фазы одноименными концами под4 ключаются одна к другой (фиг. 3 а).

Другие концы обмоток датчиков подключены к реагирующему органу 15. Вторые обмотки датчиков подключаются по той же схеме (фиг. 3 б), но соединеО ны при этом одноименные концы вторых обмоток первого и щестого, второго и четвертого, третьего и пятого датчиков. Другие их концы поключены к реагируюцему органу 16. Они могут быть подключены и к реагирующему органу 15.

Рассмотрим работу блока защиты.

Так как в катушечных группах по равному количеству витков протекают равные токи, то ЭДС, наведенные в

60 обмотках датчиков в режимах нагрузки пуска и внешних коротких замыканий, равны. Поэтому в реагирующем органе протекает ток, обусловленный лишь ЭДС небаланса Е„, которая возникает 5 вследствие неточности установки дат1046853 чиков и катушечных групп обмотки ,статора, а также неидентичности самих катушек. За ЭДС срабатывания Е принимается величина напряжения., в 1,21,4 раза большая напряжения небалан- са. Последнее определяется при пуске электродвигателя- и внешнем трехфазном коротком замыкании (берется большее), для генераторов — еще и йри асинхронном режиме. Как показывают эксперименты, указанный небаланс не превышает напряжения на входах реагирующего органа, которое возникает при замыкании 1% витков обмотки статора электродвигателя. При замыка° нии между витками одной фазы, напри- 15 мер фазы В,-появляются короткозамкнутые витки, ток в которых существенно отличается от тока в этих витках до короткого замыкания. В результате магнитные потоки, создаваемые токами поврежденной и неповрежденных катушечных групп, значительно отличаются один от другого, следовательно, отличаются и ЭДС, наведенные этими магнитными потоками в обмотках датчиков. В данном случае

Е2ФЕ и на входе реагирующего органа 15 появляется ЭДС Е = - Е 2—

Реагирующий орган срабатывает и выда-, 1 ет сигнал на отключение электрической машины. При..междуфазных замыканиях, например между фазами В и С, короткозамкнутые витки появляются в катушечных группах двух фаз В и С, например в катушке В„у „ (фиг. 1) и .катушке С„ „. Тогда Е2 Ф Е+ и на входе реагирующего оргайа 16 появляется ЭДС Ep= Š— Е =Е и он выдает сигнал на отключение электрической машины. Аналогично работает защита при обрыве одной фазы и двойном замыкании на землю.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в уменьшении повреждений при внутренних коротких замыканиях в обмотке статора электрической машины и .обрыве одной фазы, а следовательно, в уменьшении стоимости машины и времени„ее послеаварийных ремонтов.

1046853

Составитель В. Орлов

Редактор Л. Филь Техред Т.Фанта, Корректор A. Повх

Заказ . 7746/52 Тираж 687

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитЕта СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4