Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормальных режимов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИШ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ, содержащее силовые предохранители , пусковой аппарат, обмотка которого через кнопки Пуск и Стоп присоединена к фазам питающей сети, а силовые контакты включены в фазные провода, тиристор, трансформатор , конденсатор, регулируемый резистор, .отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем контроля попадания воды на обмотку и повышения надежности устройства, оно дополнительно снабжено вторым и третьим тиристорами, диодом, двумя развязывающими диодно-резисторными цепочками , датчиком влажности, расположенным на статоре, и емкостным асимметром , подключенным входом к фазам электродвигателя, а своей нулевой точкой через первичную обмотку трансформатора - к нулевому проводу сети, к вторичной обмотке трансформатора через регулируемый резистор подключен терморезистор, а также через диод управляющий переход первого тиристора, зашунтированньй конденсатором , причем аноды трех тиристоров подключены к нулевому проводу сети, (Л а катод первого тиристора присоединен к датчику влажности, а через развязьшающие диодно-резисторные цепочки - к управляющим электродам второго и третьего тиристоров, катоды которых присоединены соответственно к второй и третьей .фазам обмого ток электродвигателя. ;о о со Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК

09) . (}}) 3(5}} Н 02 Н 7/08

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3501440/24- 07 (22) 18. 10,82

/(46) 15.12.84. Вюл. Р .46 (72) Н.В.Карачев (71) Производственное объединение

"Уралэлекуротяжмаш" им. В.Й.Ленина (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, У 815836, кл. Н 02 К 7/08, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 670995, кл. Н 02 Н 7/08, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ AHOPNAJIbНЫХ РЕЖИМОВ, содержащее силовые предохранители, пусковой аппарат, обмотка которого через кнопки "Пуск" и

"Стоп" присоединена к фазам питающей сети, а силовые контакты включены в . фазные провода, тиристор, трансфор.— матор, конденсатор, регулируемый резистор, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функцибнальных возможностей путем контроля попадания воды на обмотку и повышения надежности устройства, оно дополнительно снабжено вторым и третьим тиристорами, диодом, двумя развязывающими диодно-резисторными цепочками, датчиком влажности, р ас положенным на статоре, и емкостным асимметром, подключенным входом к фазам электродвигателя, а своей нулевой точкой через первичную обмотку трансформатора — к нулевому проводу сети, к вторичной обмотке трансформатора через регулируемый резистор подключен терморезистор, а также через диод управляющий переход первого тиристора, зашунтированный конденсатором, причем аноды трех тиристоров Е

Ф подключены к нулевому проводу сети, а катод первого тиристора присоединен к датчику влажности, а через развязывающие диодно-резисторные цепочки — к управляющим электродам второго и третьего тиристоров, катоды которых присоединены соответственно к второй и третьей фазам обмоток электродвигателя, Ю

1129693 2

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области релейной защиты, и может быть использовано для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от перегрева обмотки статора в результате перегрузки или обрыва одной иэ фаз, а также при попадании внутрь двигателя воды или сырости.

Известно устройство для защиты асинхронных двигателей от перегрузки при помощи встроенных в обмотку статора температурных датчиков и реле 1.j.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройства, которое обеспечивает отключение электродвигателя нри обрыве одной из фаз и перегрузке.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от перегрузки и обрыва фазы снабжено деЛителем напряжения, фаэосдвигающим конденсатором и тиристором, при этом вход делителя напряжения включен между нейтралью защищаемого двигателя и нулевым проводом, выход делителя с параллельно присоединенным к нему фазосдвигающим конденсатором и вторичной обмоткой трансформатора тока подключен через пороговый элемент в виде динистора (2 ).

Однако данное устройство невозможно использовать, если двигатель включается с помощью аппаратов, не имеющих нулевой защиты (пакетные выключатели, контроллеры, автоматические выключатели и т.п.), а также в случае соединения обмоток двигателя в треугольник. Защитное устройство не срабатывает при попадании воды или сырости на обмотку статора. К двигателю помимо трех проводов силовой цепи необходимо прокладывать дополнительные провода от магнитного 5 пускателя. Схема защиты не срабатывает при "звлипании" пусковой кнопки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей защиты путем контроля попадания воды на обмотку и повышение надежности устройства;

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты трехфа.зного электродвигателя от анар- 55 мальных режимов, содержащее силовые предохранители, пусковой аппарат, 13 обмотка которого через кнопки Пуск и "Стоп" присоединена к фазам питающей сети., а силовые контакты включены в фазные провода, тиристо, трансформатор, конденсатор, регулируемый резистор, дополнительно снабжено вторым и третьим тиристорами, диодом, двумя раэвязывающими диоднорезисторными цепочками, датчиком влажности, расположенным на статоре и емкостным асимметром,подключенным входом к фазам электродвигателя, а своей нулевой точкой через первичную обмотку трансформатора — к нулевому проводу сети, к вторичной обмотке трансформатора через регулируемый резистор подключен терморезистор-, а также через диод управляющий переход первого тиристора, зашунтированный конденсатором, причем аноды трех тиристоров подключены к нулевому проводу, а катод первого тиристора присоединен к датчику влажности,,и через раэвязывающие диодно-резисторные цепочки — к управляющим электродам второго и третьего тиристоров, катоды которых присоединены соответственно к второй и третьей фазам обмоток электродвигателя, На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит асинхронный электродвигатель 1, включение которого производится с помощью магнитного пускателя 2. Цепь управления магнитного пускателя содержит кнопку

"Стоп" 3, кнопку "Пуск" 4, блокировочный контакт 5 и катушку 6. Аппаратом защиты являются предохранители 7-9. Схема защиты имеет тиристоры

10„11 аноды которых соединены с заземленным нулевым проводом М „а катоды присоединяются к фазам В, С.

Управляющие электроды тиристоров через резисторы12, 13, диоды 149 15 и тиристор 16 также подключены к нулевому проводу. Первичная обмотка трансформатора 17 поцключена к фазам силовой цепи через асимметры-конденсаторы 18-20. От вторичной обмотки трансформатора получает питание терморезистор 2 1 через регулируемый резистор 22. гиод 23 служит для выпрямления переменного тока, а конденсатор 24 — для сглаживания пульсации выпрямленного тока. Виток

25 в виде мерной неизолировапной проволоки, представляюшнй собой датчик влажности, акладывается на одну иэ лобовых частей обмотки статора

693 4 двигатель отключается. Если катушка магнитного пускателя включена между нулевым проводом и фазой, то пуска- тель после срабатывания защиты не отключается. Однако попадание одной фазы на обмотку статора не может вызвать нагрев двигателя. При обрыве одной из фаз в результате увеличения

"перекоса" напряжение на трансфор,маторе повышается. Тиристор 16 открывается, и происходит мгновенное срабатывание защиты.

При попадании воды на обмотку статора, образуется электрический контакт через воду между корпусом двигателя и .витком 25. При этом ток проходиТ от зануленного корпуса двигателя через воду или сырую обмотку на виток 25, затем по проводу через диоды и резисторы на управляющие электроды тиристоров 10, 11 и далее на фазы В, С. Происходит открывание тиристоров и срабатывание защиты.

Тиристоры 10, 11 рассчитываются

HQ ток порядка 200 А и выдерживают . десятикратное увеличение тока при коротком замыкании. Для ограничения токов короткого замыкания между анодами тиристоров 10, 11 и нулевым проводом можно включить балластное сопротивление (не показано). Диоды 14, 15 служат для предотвращения короткого замыкания между управляющими электродами тиристоров 10, 11, а резисторы 12, 13 — для уменьшения тока в их цепи при срабатывании защиты. Регулируемьгл резистор 22 слуяа т для установки температуры нагрева обмотки статора, при которой происходит срабатывание защиты. Увеличивая его сопротивления, уменьшается температура срабатывания.

Данная схема защиты монтируется в отдельной коробке, которая крепится на самом двигателе или рядом с ним, поэтому нет необходимости прокладывать дополнительные провода от пускового устройства к двигагел 0, 3 1129 двигателя и соединяется через диоды и резисторы с управляющими электродами тиристоров, как. показано на схеме.

Терморезистор 21 представляет собои позистор типа СТ-14 и может быть расположен на любой фазе обмотки статора.

Кнопкой "Пуск" 4 двигатель включается в работу. При этом первичная 10 обмотка трансформатора 17 оказывается под напряжением, так как конденсаторы 18-?0 имеют неодинаковую емкость, например 1, 1,5 и 2 мкФ. Со вторичной обмотки трансформатора ток проходит через резисторы 21 и 22.

Через диод 23 выпрямленный ток поступает на управляющий электрод тиристора 16, затем проходит на катод и возвращается в цепь вторичной обмот- 20 ки трансформатора. При.нормальном режиме работы двигателя и незначительном нагреве обмотки статора срабатывание защиты не происходит, так как сопротивление терморезистора 21 25 мало и падение напряжения на нем, поступающее в цепь управления тиристора 16, недостаточно для открывания последнего. Тиристоры 10, 11 также остаются закрытыми ввиду от- : 30 сутствия напряжения на управляющих электродах.

При перегрузке двигателя обмотка статора нагревается, вызывая нагрев терморезистора 21. Сопротивление его . увеличивается, и возрастает падение

35 напряжения на нем. Когда напряжение достигает определенной величины, происходит открывание тиристора 16.

Ток от нулевого провода проходит

40 через этот тиристор, через диоды 14, 15, резисторы 12, 13, управляющие электроды .тиристоров .10 11, попадая на фазы В, С. Тиристоры 10, 11 открываются, и происходит короткое за.мыкание между нулевым проводом и

45 двумя фазами силовой цепи. Предохранители 8, 9 срабатывают, и электро1129693

Составитель В.Орлов, Техред С.йовжий

Корректор С.Черни

Редактор Н.!Чвыдкая

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ ул. Проектная, 4

Заказ 9461/43 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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