Устройство температурной защиты электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ТЕМПЕМТУРНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее блок стабилизированного питания постоянного тока, выполненный на основе балластного: конденсатора, выпрямительного моста, балластного резистора и стабилитрона, усилитель, на вход которого включены пози.сторы, a к выходу подключена, управляющая цепь тиристора, силовая цепь которого подключена параллельно источнику питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе кетущкз выходного реле выполнена в эиде герконо вого реле и включена последовательно в коллекторную цепь входного транзис (Л тора усилителя, к эмиттер-коллекторному переходу которого параллельно подключен вновь введеннвй стабилитрон. ГС QO СО to СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

>>s>SUa» 1 1 цц Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565020/24-07 (22) 12.01.83 (46) 07. 12.84. Бюл. Р 45 (72) А.Л.Иващенко, В;Н.Данилов, Я.Б.Тубис, С.В.Оськин, П.П.Бондарчук, В.A.Âîðîáüåâ, Г.Н.Григорьев и Е.В.Иванов (71) Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйства и Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Тубис Я.Б., Белов Г.К. Температурная защита асинхронных двигателей в сельскохозяйственном производстве. М., "Энергия", 1977, с. 61, рис. 4-13.

2. Тубис Я.Б., Белов Г.К. Температурная защита асинхронных двигателей в сельскохозяйственном производстве.

И., "Энергия", 1977, с. 67, рис.4-17 (прототип).

Ъ (54) (57) УСТРОЙСТВО TEMIIEPATYPHOA

ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее блок стабилизированного питания постоянного тока, выполненный на основе балластного. конденсатора, выпрямительного моста, балластного резистора и стабилитрона, усилитель, на вход которого включены позисторы, а к выходу подключена, управляющая цепь тиристора, силовая цепь которого подключена параллельно источнику питания, о т л и ч а ю щ е е с Ф тем, что, с целью повышения над >жности устройства в работе, катущка- выходного реле выполнена в виде герконового реле и включена последовательно Ж в коллекторную цепь входного транзис- ур тора усилителя, к эмиттер-коллекторному переходу которого параллельно подключен вновь введенный стабиИ, литрон.

1128329

Изобретение относится .к электротехнике и может быть использовано для защиты от аварийных режимов электродвигателей переменного тока, работающих в промышленности и сельском хозяйстве.

Известен аппарат защиты позисторный АЗП, содержащий позисторы, подключенные к входу усилителя, к выходу которого подключено электромагнит- 1 ное реле, управляющее катушкой магнитного пускателя. Позисторы при перегреве воздействуют на усилитель.

Электромагнитное реле отключается, отключая силовой магнитный пуска- 15 тель и электродвигатель Ц.

Недостатком аппарата являются ! колебания напряжения источника пита-,. ния при изменении сопротивления позис-. торов и колебаниях напряжения сети и 2п дребезг реле при медленном нарастании температуры обмоток электродвигателя. Это неблагоприятно отражается на работе магнитного пускателя и электродвигателя. 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство температурной защиты электродвигателя, содержащее блок стабилизированного питания постоянного тока, выполненный на основе балластного конденсатора, выпрямительного моста, балластного резистора и стабилитрона, усилитель, на вход которого включены позисторы, функцио-. нально связанный с ним исполнительный орган и выходное реле, Контакт последнего включает и отключает силовой магнитный пускатель управляющий влектроквегателем(2

Контакты выходного реле коммутируют катушку магнитного пускателя, а пусковая и стоповые кнопки — схему устройства температурной защиты.

При этом пусковой ток катушки контакЯ5 тора габарита составляет 7-8 А, поэтому контакты выходного pesIe выбраны на токи 15 А. Это нерационально, так как камушку контактора или пускателя можно коммутировать с помощью контактов пусковой и стоповой кнопок.I

Схема имеет балластный конденсатор емкостью 1 мкФ, имеющий значительные габариты и ограничивающий ток, потребляемый схемой до 75-80 мА.55

Конденсатор меньшей емкости ставить нельзя, так как усилитель схемы и выходное реле подключены параллельно к стабилитрону блока питания и через балластный конденсатор протекает их суммарный ток. Это же послужило причийой установки в схему стабилитро-на средней мощности.

При изменении температуры двига-теля происходит изменение сопротивления позисторов и тока, потребляемого транзисторами усилителя. Поэтому изменяется ток нагрузки стабилитрона блока питания. Так как к нему " параллельно подключена вся нагрузка, то напряжение питания схемы колеблется в пределах нескольких вольт. Это снижает точность срабатывания защитного устройства.

Имеет место дребезг контактов выходного реле при медленном нарастании температуры двигателя в области срабатывания позисторов.

Кроме того, вследствие разброса параметров транзисторов и тиристора схема обладает низкой чувствительнос1тью. Этому способствует также то, что дифференциальный усилитель, применяемый в известной схеме, не обеспечивает релейность характеристики при изменении сопротивления позисторов в зоне срабатывания.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве температурной защиты электродвигателя, содержащем блок стабилизированного питания постоянного тока, выполненный на основе балластного конденсатора, выпрямительного моста, балластного резистора и стабилитрона, усилитель, на вход которого включены позисторы, к выходу подключена управляющая цепь тиристора, силовая цепь которого подключена параллельно источнику питания, катушка выходного реле выполнена в виде герконового реле н включена последовательно в коллекторную цепь входного транзистора усилителя, к эмиттер-коллекторному переходу которого параллельно подключен вновь введенный стабилитрон.

На чертеже показана электрическая сх ма устройства температурной защиты электроцвигателя.

Устройство содержит блок 1 питания, выполненный на основе балластного конденсатора 2, разрядного резистора 3, подключенного параллельно балластному конденсатору, выпрями1128329 тельного моста .4, к выходу которого подключен сглаживающий конденсатор 5, . балластного резистора 6 и стабилитрона ?. Блок питания включен последо вательно с пусковой 8 и стоповой 9 5 кнопками. К его выходу, т.е. парал- лельно стабилитрону 7, подключено выходное герконное реле 10, включенное последовательно с параллельно соединенными между собой уси- 1О лителем 11 и дополнительным стабилитроном 12 блока 1 питания. Усилитель 11 выполнен на основе транзистора 13, диода 14 температурной стабилизации и резисторов 15-.21 и двух 15 четырехвходовых.элементов 22 и 23 логической микросхемы. На вход усилителя, т.е. в цепь эмиттера транзистора включены позисторы 24 и 25, закрепленные на лобовых частях элект- 20 родвигателя 26, подключенного к сети трехфазного переменного тока с по мощью силовых контактов 27, управляемых катушкой 28 магнитного пускателя. К двум объединенным входам 25 элемента 23 логической микросхемы подключены резисторы 29 и 30 и стабилитрон 31 узла, реагирующего на черезмерное снижение напряжения сети.

Четыре объединенных входа элемента 22 ЗО соединены с эмиттером транзистора 13, а выход этого элемента соединен с одним из входов элемента 23, четвертый вход которого соединен с коллектором транзистора 13. Выход элемента 23 через диод 32 соединен с управляющим переходом тиристора 33 малой мощности, входящего совместно с диодом 32 в состав исполнительного органа. Тиристор 4р билитрона 7 блока питания, а катодом — к минусу стабилитрона 7.

Устройство температурной защиты электродвигателя работает следующим обр. зом. 45

При нажатии íà r.óñêoâóþ кнопку 8 на стабилитроне 7 блога питания появляется напряжение и герконное выходное реле 10 срабатывает, .замыкая свои замыкающие контакты в цепи катушки 28 магнитного пускателя. Последний срабатывает, замыкая силовые контакты 27 в цепи статора электродвигателя 26. Катушка выходного реле

10 включена последовательно с уси- 55 лителем. При отсутствии перегрева на объединенные входы элемента 22 с Iro зисторов 24 и 25 поступает потенциал

1 низкого уровня, соответствующий логическому нулю. Следовательно, на четвертый вход элемента 23 поступает логическая единица. На первый вход этого же элемента поступает логическая единица с коллектора транзистора 13, который остается закрытым при сопротивлении позисторов, превышающем, 80 Ом, а на второй и третий входы, которые объединены, поступает логическая единица с делителя напряжения, созданного резисторами 29 и 30 и стабилитроном 31. Делитель служит для отключения электродвигателя при черезмерном снижении напряжения сети.

Следовательно,в исходном состоянии схемы, когда двигатель не перегорит, на четыре входа элемента 23 поданы четыре логических единицы. Поэтому на его выходе имеем логический нуль, тиристор 33 закрыт. При появлении логического нуля хотя бы на одном входе. элемента 23 на его выходе появляется логическая единица, на управляющий переход тиристора поступает высокое напряжение, и тиристор открывается, шунтируя стабилитрон 7

Я блока 1 питания, что приводит к обесточиванию катушки герконного выходного реле, отключению магнитного пускателя и электродвигателя. Это происходит при возникновении аварийной ситуации: перегреве электродвигателя, обрыве цепи позисторов,.коротком, замыкании цепи позисторов, черезмерном снижении напряжения сети (например, ниже 0,75 Ll> ). При коротком замыкании в цепи позисторов или при сопротивлении позисторов менее 80 Ом падение напряжения на диоде термостабилизации 14 и резисторе 15 становится больше падения напряжения на эмиттер-базовом переходе транзистора 13, он открывается и на первый вход злемента 23 поступает логический нуль. На его выходе появляется логичес.кая единица, тиристор 33 открывается, шунтируя блок питания схемы, выходное реле 10 обесточивается, обесточи- . вается катушка магнитного пускателя 28,. электродвигатель 26 отключается от сети.

При перегреве электродвигателя или обрыве цепи позисторов повышается потенциал, поступающий на объединенные входы элемента 22, что равносильно подаче на эти входы логической единицы. Сигнал инвертируется, и на

ri28329

ВНИИПИ Заказ 9076/40 Хи аж 613 Полисное

Филйа ПШ1 Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 четвертом входе элемента 23 появляется логический нуль,а Hà его выходе— логическая единица, что приводит к отключению электродвигателя.

Аналогичным образом, защита работа- 5 ет при черезмерном снижении напряжения сети. При этом высокое напряжение соответствующее логической -единице и снимаемое с делителя 29-31, снижается до уровня, соответствующего логическому нулю, и подается на второй, третий входы элемента

23, что приводит к срабатыванию исполнительного органа и отключению электродвигателя от сети. 15

Использование исполнительного . органа в виде тиристора малой мощнос. ти, включенного параллельно блоку питания, абсолютно исключает дребезг контакта выходного реле, так как тиристор в схеме работает на постоянном токе и процесс его открытия происходит лавинообразно за вре. мя 8-15 мкс при появлении сигнала управления на управляющем .электроде.

Кроме того, в качестве выходного реле использовано герконное выходное реле, обладающее значительно более высокими показателями надежности, чем обычное электромагнитное реле с открытыми контактами, примененное в известном устройстве. Колебания напряжения стабилизирЬванного блока питания при колебаниях напряжения в сети в пределах 0,75-1,1 i!I составляют несколько вольт. Это отражается на точности контроля темпе,ратуры и„ следовательно, на чувствительности схемы. В предложенном изобретении в блок питания введен дополнительный стабилитрон, включенный параллельно усилителю, при этом колебания напряжения на блоке питания усилителя нри колебаниях напряжения сети в указанных выше преде- лах не превышает 0,1 В. Все это значительно повьппает надежность предложенного устройства по сравнению с известным.