Устройство для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги

 

Изобретение относится к средствам защиты изоляции обмоток электродвигателей от сырости и влаги. Цель изобретения - упрощение эксплуатации устройства и снижение затрат электроэнергии. Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено дифференциальным усилителем, а в одно из плеч моста через контакты коммутатора подключена обмотка электродвигателя. Устройство может быть использовано для защиты электродвигателей, работающих со значительными перерывами между включениями в условиях сельскохозяйственного производства, в частности в животноводческих и птицеводческих помещениях с повышенной влажностью окружающей среды. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1474 798 (51)4 Н 02 К 3 44 Н 02 Н 7/08 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБМОТОК

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ (57) Изобретение относится к средствам защиты изоляции обмоток электро(2)) 4302262/24-07 (22) 06.07.87 (46) 23.04.89. Бюл. У 15 (7)) Белорусский институт механизации сельского хозяйства (72) А.А.Гелейша, В.В.Гурин (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 434540, кл. Н 02 Н 7/08, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1045324, кл. Н 02 Н 7/08, 1977.!

Изобретение относится к средствам защиты изоляции обмоток электродвигателей от увлажнения и может быть использовано для защиты электродвигателей, работаюших со значительными перерывами между включениями в условиях сельскохозяйственного производства, в частности, в животноводческих и птицеводческих помещениях с по-вышенной влажностью окружающей среды.

Цель изобретения — упрощение эксплуатации устройства и снижение затрат электроэнергии.

Снабжение устройства дифференциальным усилителем и подключение обмотки электродвигателя в первое плечо моста вместо датчика температуры позволяет отказаться от установки датчика внутри электродвигателя, что двигателей от сырости и влаги. Цель изобретения — упрощение эксплуатации устройства и снижение затрат электроэнергии. Поставленная цель дости" гается тем, что устройство дополнительно снабжено дифференциальным усилителем, а в одно из плеч моста через контакты коммутатора подключена обмотка электродвигателя. Устройство может быть использовано для защиты электродвигателей, работающих со значительными перерывами между включениями в условиях сельскохозяйственного производства, в частности,в животноводческих и птицеводческих помещениях с повышенной влажностью окружающей с ф среды. 2 ил.

2 упрощает эксплуатацию устройства.

Контроль температуры обмотки по ее Д сопротивлению позволяет контролировать истинную температуру обмотки, Д что устраняет перегрев обмотки и способствует снижению затрат электро- р энергии.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжений в ха" рактерных точках.

Устройство содержит измерительный блок 1, выполненный в виде моста.

Входная диагональ моста через диод 2 подключена между плюсом и общей точкой стабилизированного двухполярного источника 3 питания. Диод 2 включен между плюсом источника питания и входной диагональю измерительного

1474798 блока 1. В первое плечо моста через замыкающие контакты 4 и 5 коммутатора 6 подключена обмотка электродвигателя 7. Во второе плечо моста подключен медный термометр сопротивле: ния 8, контролирующий температуру окружающей среды. Балансировка моста производится подстроечным резистором

9. Выходная диагональ моста подключена к входу дифференциального усилителя 10. Диоды 11 и 12 и стабилитрон 13 обеспечивают защиту входов дифференциального усилителя от повы1 щенного напряжения. Выход дифференциального усилителя 10 соединен с входом инвертирующего усилителя 14.

10

Подстроечным резистором 15 устанавливается коэффициент усиления. Выход усилителя 14 соединен с входом блока

16 задания температуры, выполненного, например, на компараторе 17. Подстро-. ечный резистор 18 выполняет функцию задат4ика температуры. Выход блока

16 задания температуры подключен к первому входу генератора 19 управляющих импульсов. Второй вход генератора 19 управляющих импульсов соединен с выходом пульсирующего напряжения источника 3 питания. Генератор

19 управляющих импульсов выполнен на однопереходном транзисторе 20 и трантак ты 28 ко то ро го включ ены в сило вую сеть электродвигателя 7 ° Магнитный пускатель 27 имеет размыкающий контакт 29 в цепи питания коммутатора

6, а коммутатор 6 имеет размыкающий контакт 30 в цепи питания магнитногс пускателя 27. Кнопка "Пуск" 26 имее также размыкающий контакт 31, уста55 зисторном ключе 21. Подстроечный резистор 22 выполняет функцию задатчика тока подогрева обмотки электро- 35 двигателя 7. Выход генератора 19 управляющих импульсов подключен к управляющему входу исполнительного элемента 23, выполненного, например, на оптотиристоре. Вход исполнительного 40 элемента 23 соединен с выходом источника 3 питания, а выход через замыкающий контакт 4 коммутатора 6 с обмотками, электродвигателя 7. Вход источника 3 питания подключен через контакт 24 коммутатора 6 между фазой и нулевым проводом. Управление электродвигателем 7 осуществляется с помощью кнопок "Стоп" 25 и,"Пуск" 26, а также магнитного пускателя 27, кон- 50 новленный в цепи питания коммутатора 6. Оптотиристор 23 включен через предохранитель 32 к отдельной обмотке 33 блока 3 питания, а пульсирующее напряжение выхода источника 3 питания отдельно от постоянного напряжения выхода источника 3 питания диодом 34, включенным в прямом.направлении. После монтажа устройства производится его наладка. Для этого устройство подключается К силовой сети.

Через замкнутый контакт кнопки

"Стоп" 25, замкнутый контакт 31 кнопки "Пуск", замкнутый контакт 29 срабатывает коммутатор 6 и своим контак-, том 24 подключает источник 3 питания к фазному проводу, а контактами

4 и 5 подключает обмотку электродвигателя 7 к измерительному блоку 1.

На время наладки исполнительный:элемент 23 отключается, сняв предохракитель 32. При равенстве температуры обмотки и окружающей среды подстроечным резистором 9 производят балансировку моста измерительного блока 1.

При этом на выходе дифференциального усилителя 10 устанавливается нулевой потенциал. Подстроечным резистором

15 усилителя 14 устанавливается коэффициент усиления усилителя, величина которого зависит от сопротивления обмотки электродвигателя. Подключается исполнительный элемент 23 и.подстроечным резистором 22 генератора 19 управляющих импульсов устанавливается требуемый ток подогрева обмотки электродвигателя. Подстроечным резистором 18 блока 16 задается превьппение температуры обмотки по сравнению с температурой окружающей среды на

8о

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к силовбй сети срабатывает коммутатор 6 через замкнутый контакт кнопки "Стоп"

25, замкнутый контакт 29 и замыкающим контактом 24 подключает источник

3 питания к фазному проводу, а замыкающими контактами 4 и 5 подключает обмотку электродвигателя 7 к измерительному блоку 1.

При равенстве температуры обмотки и окружающей среды мост измерительного блока 1 сбалансирован. Напряжение на выходе дифференциального усилителя 10 и на выходе усилителя

14 равно нулю. Но в,это время на не5 147 инвертирующий вход компаратора 17 поступает сигнал с задатчика 18, величина которого определяет заданное превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды. Компаратор 17 переключается и на его выходе возникает напряжение положительной полярности. Генератор 19 управляющих импульсов формирует импульс, который поступает на управляющий . электрод исполнительного элемента 23.

Угол открывания оптотиристора, а следовательно, и ток, протекающий по обмотке электродвигателя, устанавливается подстроечным резистором 22.

Исполнительный элемент 23 открывается и по обмотке электродвигателя проходит положительный импульс тока.При прохождении тока обмотка подогревается. Импульс тока прикладывается и к измерительному блоку 1. Происходит разбаланс моста. Диод 2 предотвращает попадание повышенного напряжения на положительную шину источника 3 питания, а диоды 11 и 12 и стабилитрон 13 защищают вход дифференциального усилителя от повышенного напряжения. При разбалансе моста на инвертирующий вход дифференциального усилителя 10 поступает сигнал высокого уровня. На выходе дифференциального усилителя 10 возникает сигнал отрицательной полярности, а на выходе инвертирующего усилителя 14 — сигнал положительной полярности. Сигнал с выхода усилителя 14 поступает на инвертирующий вход компаратора 17.Компаратор переключается и на его выходе возникает напряжение отрицательной полярности. Когда полуволна напряжения проходит через нуль, оптотиристор 23 закрывается. Отрицательная полуволна напряжения сети не вызывает открывание оптотиристора 23.После того,как оптотиристор 23 закрылся,по обмотке электродвигателя проходит измерительный ток. Если обмотка электродвигателя не достаточно нагрелась, то процесс повторяется. Прохождение тока по обмоткам электродвигателя вызывает их нагрев. Сопротивление обМотки возрастает. В момент прохождения измерительного тока по обмотке электродвигателя происходит разбаланс моста измерительного блока 1.

На выходе дифференциального усилителя 10 возникает напряжение отрицательной полярности, пропорциональное

4798 е коммутатор 6, который отключает источник питания 3 от сети, а обмотку электродвигателя от измерительного блока 1. Одновременно замыкается контакт 30 коммутатора в цепи питания магнитного пускателя 27.

Магнитный пускатель 27 срабатывает и своими контактами 28 подклю50 чает электродвигатель к сети, а так55 же размыкает контакт 29 в цепи питания коммутатора 6.

Таким образом, снабжение устройства дифференциальным усилителем и подключение обмотки электродвигателя в величине разбаланса моста измерительного блока 1, а на выходе усилителя 14 — положительное напряжение.

При достижении превышения температу-.

5 ры обмотки над температурои окружао ющей среды на 5 — 8 С сигнал на выходе усилителя 14 компенсирует сигнал от задатчика 18. На выходе компаратора 17 присутствует сигнал отрицательной полярности. Оптотиристор 23 закрывается и подогрев обмотки прекращается.

При длительной работе электродви15 гателя температура его обмоток сос-.... тавляет 70 — 80 С. Устройство контроля отключено. Переход к контролю производится следующим образом.

При нажатии кнопки "Стоп" 25 маг20 нитный пускатель 27 обесточивается и замыкает контакт 29 в цепи питания коммутатора 6, а также контактами 28 отключает электродвигатель от сети.

Коммутатор 6 срабатывает и своим контактом 24,.подключает источник 3 питания, а контактами 4 и 5 — обмотку

fc измерительному блоку 1. Поскольку обмотка электродвигателя горячая, мост измерительного блока 1 разба30 лансируется. На выходе дифференциального усилителя 10 возникает сигнал отрицательной полярности, а на выходе усилителя 14 — сигнал положительной полярности, значительно больше

З5 сигнала поступающего с задатчика 18.

На выходе компаратора 17 присутствует сигнал отрицательной полярности.

Оптотиристор 23 закрыт. По мере остывания электродвигателя сигнал раз40 баланса уменьшается. При достижении о разности температуры 5-8 С оптотиристор 23 открывается и начинается подогрев обмотки электродвигателя.

При нажатии кнопки "Пуск" 26 кон-

45 такт 31 размыкается и обесточивает

1474798

4 ВС 0 первое плечо моста вместо датчика температуры позволяет отказаться от установки датчика внутри электродви- гателя, что упрощает эксплуатацию устройства. Контроль температуры обмотки по ее сопротивлению позволяет контролировать истинную температуру обмотки, что устраняет перегрев обмотки и способствует снижению затрат электроэнергии,при нагреве обмотки для исключения конденсации влаги.

Формула и з обретения

Устройство для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги, содержащее измерительный блок, выполненный в виде моста из четырех плеч, в одно из плеч включен термочувствительный элемент измерения температуры окружающей среды, в два других — резисторы, входная диагональ моста подключена к клеммам постоянного напряжения источника питания, инвертирующий усилитель, блок задания температур, генератор управляющих импульсов, выход которого соединен с управляющим входом исполнительного элемента, а первый вход — с выходом пульсирующего напряжения источника питания, вход источника питания через первый замыкающий контакт коммутатора соединен с клеммами для подключения к фазе и нулевому проводу, вход исполнительного элемента соединен. с выходом переменного напряжения источника питания, последовательно соединенный с размыкающим контактом магнитного пускателя коммутатор имеет клеммы для подключения к питающей сети,отличающееся тем; что, с целью упрощения эксплуатации и снижения з атрат элек троэнергии, в него дополнительно введен дифферен15 циальный усилитель, четвертое плечо моста содержит второй и третий замы-. кающие контакты коммутатора, каждый из которых подключен к клемме, предназначенной для присоединения к со20 ответствующей обмотке электродвигате-. ля, при этом выходная диагональ моста. соединена с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого через последовательно соеди- ! ненные инвертирующий усилитель и блок задания температур подключен к второму входу генератора управляющих импульсов, а выход исполнительного элемента подключен к точке соедине30 ния второго замыкающего контакта коммутатора с инвертирующим входом дифференциального усилителя.

1474798,Ча анода оатотиристар

Ись Выходе

ЯЯЯЯУР й/кЯ Ig

h à 8bixOOe усилипмл9 ®

Фа джой кдюларатора

Фа Рыкоде аенерамсРа /

На Odin/77ae дректрод8иеаа ля 7 фИ8. 2

Составитель j(.Щилан

Техред Л.Сердюкова

Корректор А.Обручар

Редактор С.Патрушева

Заказ 1907/54 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101