Устройство для температурной защиты электродвигателя

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

22 А1 (19) (11) y1) 4 Н 02 Н 7/085 5/04

ВСЕСОРЗ ".<

7:-.ХН -

3,"" . . -,Ц

ЬМЪЛНОТЕ)А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3714216/24-07 (22) 26.03.84 (46) 07.01.88. Бюл. № - 1 (71} Казахское научно-производственное объединение механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ж.С.Баймуханов (53) 621.3 16.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 568109, кл..Н 02 Н 7/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 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 налряжение 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 управляющий переход ключевого элемента (тиристора) 5. Для окончания полупериода через резистор 7, включенный пороговый орган 9 протекает ток, чем исключается включение ключевого элемента5.

Исполнительный орган 1 отключает си-,. ловыми контактами электродвигатель от источника питания. Процесс продолжается дб тех пор, пока температура электродвигателя не становится ниже допустимой и до нажатия кнопки пуска.

При предложенной схеме подключения на элементах схемы управления и на тем-. пературном датчике тепловая мощность не выделяется. При обрыве цепи темпеЮ ратурного датчика первым включается пороговый орган 9, вызывая отключение силовыми контактами исполнительного С„ органа 1 питания от электродвигателя.

При коротком замыкании цепи темпера-. Я турного датчика шунтируется цепь между управляющим электродом ключевого эле- ) мента и его катодом и тем самым обеспечивается условие для его надежного закрытия до устранения неисправности, 8 s.ï. ф-лы, 5 ил.

5232

1 136

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для температурной защиты электрических машин.

Цель изобретения — повышение точности и надежности работы устройства, надежное открытие ключевого элемента, уменьшение электропотребления исполнительного органа переменного тока и

Упрощение.

На фиг, 1 и 2 представлены схемы устройства; на фиг ° 3 — 5 — пороговые органы устройства.

Устройство содержит исполнительный орган 1, кнопку "Стоп" 2, кнопку

"Пуск" 3, зашунтированную замыкающим контактом 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 с температурным датчиком, второй пороговый орган 9, первый конденсатор 10, второй конденсатор 11 (фиг. 1) .

Для повышения надежности, устране-. ния вибрации контактов и снижения потребленного тока при использовании исполнительного органа переменного тока параллельно ему подключен конденсатор

11, емкость которого определяется из условия обеспечения индуктивно-емкостного резонансного контура на частоте источника питания. При использовании в качестве ключевого элемента 5 встречнопараллельно включенных тиристоров (фиг. 2) выпрямитель выполнен двухполу-. периодным, входная диагональ которого, подключена параллельно тиристор хм, а

f выходная — второму пороговому органу и резисторам.

Первый пороговый орган с температурным датчиком 8 и второй пороговый орган содержат. температурный датчик

12, первый, второй, третий и четвертый транзисторы 13-16, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы 1721,первый ивторой стабилитроны 22 и

23 (фиг. 3) .

На фиг. 4 и 5 приведены схемы пороговых органов, второй из которых может быть также выполнен в виде динистора или стабилитрона.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки "Пуск" 3 через исполнительный орган 1 на ключевом элементе (тиристоре) 5 появляется

1ульсирующее напряжение. При этом напряжение на конденсаторе 10 постепенно повышается. Если температура

5 электродвигателя не превышает допустимого значения, то пороговое напряжение второго порогового органа 9 выше, чем первого 8. Поэтому при достижении порогового напряжения влючается первый пороговый орган 8, Ф и конденсатор 10 разряжается через управляющий электрод ключевого элемента (тиристора) 5, формируя импульс специальной формы для его открытия.

15 Открывается ключевой элемент (тиристор) 5, и через исполнительный орган

1 протекает полупериод синусоиды, причем после открытия ключевого элемента (тиристора) 5 между его анодом и катодом напряжение падает до нуля, следовательно, обесточивается его схема управления. Этим обеспечивается минимальное выделение тепловой мощности на его элементах и на температурном датчике 12. В бестоковой паузе ключевой 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 последний включается 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 таким образом 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 источника 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- 25 тере питающего тока через катушку исполнительного органа протекает переменный ток (фиг. 1).

Вариант устройства по фиг. 2 работает аналогично. При подаче напряжения к исполнительному органу в положительный полупериод через выпрямитель 6 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 другого 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) .

При обрыве цепи температурного датчика 12, как видно из работы устройства, первым включается пороговый орган 9, и не включается исполнительный орган до устранения неисправности. При коротком замыкании цепи температурного датчика 12 шунтируется цепь между управляющим электродом ключевого элемента и его катодом, и тем самым обеспечивается условие для его надежного закрытия до устранеМия неисправности.

При подключении стабилитронов 22 или 23 стабилизируется порог срабатывания соответствующих органов следующим образом. При достижении напряжения стабилизация стабилитрона через него 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- 55 пература электродвигателя ниже допустимого, сопротивление температурного датчика 12 (позистора) небольшое, поэтому падение напряжения на резис-.

32 4 торе 18 растет быстрее, чем на резис-. торе 19. В момент равенства этого напряжения критическому напряжению открывания транзистора 14 последний открывается, и через базу транзистора 13 протекает коллекторный ток транзистора 14, открывая первый. Процесс переключения из закрытого состояния в открытое носит лавинообразный характер. Формируемый при этом импульс надежно открывает ключевой элемент, напряжение на нем равняется нулю, и пороговый орган возвращается в ис:содное состояние.

При превышении температуры электродвигателя выше допустимого сопротивление температурного датчика (позистора) становится большим, и падение напряжения на резисторе 19 растет быстрее, чем на резисторе 18 ° Поэтому при достижении напряжения на нем критическому напряжению открывания транзистора 15, он открывается, и пороговый элемент 9 лавинообразно переходит в открытое состояние. Исключается включение органа 8, и тем самым обеспечивается надежное закрытие ключевого элемента. Так как напряжение на входах пороговых органов становится очень малым, то на элементах схемы управления и на температурном датчике не выделяется тепловая мощность. Как видно из работы, включение пороговых органов происходит именно в начале синусоиды, поэтому на исполнительный орган подается полное напряжение сети не зависимо от величины сопротивления температурного датчика до температуры перегрева.

5 136523 и соответствующий пороговый элемент переходит в открытое состояние. Так как пороговое напряжение другого элемента зависит от сопротивления

5 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 (фиг. 4) принцип работы устройства не изменяется.

Достигается его упрощение. Упрощение устройства достигается также и при использовании вместо второго порогового органа 9 стабилитрона (фиг. 5) .

20 формулаизобретения

1. Устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащее подключенные 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 д0 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, 40 ( включенный между точкой соединения резистора и первого порогового органа с температурным датчиком и вторым выводом источника питания, к которому подключен второй вывод исполнительного 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 введен первый конденсатор, подключенный параллельно второму по роговому 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 вывод первого 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.

1365232

9. 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 U

74

12

I.

f

У

I

Составитель Н. Чутчев

Редактор Л. Зайцева Техред. Л.Сердюкова Корректор А. 0бручар

Заказ 6649/50 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4