Устройство для защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите асинхронных электродвигателей . Цель изобретения - повышение надежности путем расширения возможностей по току, напряжению, быстродействию и удобству эксплуатации. При допустимых напряжениях сети устройство 1 защиты не оказывает влияния на работу электродвигателя 2, т.к. высоковольтные транзисторы 15 защитных пороговых цепочек 10, 11 заперты . При возникновении коммутационных перенапряжений на выводах 7-9 электродвигателя 2 транзисторы 15 цепочек 10, 11 открываются и по этим цепочкам протекают демпфирующие токи, рассеивающие энергию коммутационного перенапряжения, что обеспечивает снижение перенапряжений до допустимых уровней. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Н 3/20. 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ, ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4373135/07 (22) 01.02.88 (46) 07.05.91. Бюл. М 17 (71) Всесоюзный научно- исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения и Владимирский политехнический институт (72) А.Ф.Барашев, Н.И.Суворов, Ю.А.Медведев и Н.Г.Комаров (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 746805, кл. Н 02 Н 7/06, 1980, Хеншел P. и Фибиг Р, Перенапряжения при включении двигателей высокого напряжения с вакуумными контакторами и их ограничение /Пер. с немецкого, 1987, рис. 5(фонд ГПНТБ СССР. шифр МФ, Пе,р. 87./12195).

Цвикнагль В, Об импульсной прочности высоковольтных электродвигателей /Пер. с немецкого, 1981, с. 11-16. рис. 5 (фонд

ВНИПТИЭМ).

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите асинхронных электродвигателей.

Цель изобретения — повышение надежности путем расширения возможностей по току, напряжению, быстродействию и удобству эксплуатации.. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 — выходная характеристика транзистора и вольт-.амперная характеристика (ВАХ) защитной пороговой цепочки, построенная на семействе выходных характеристик транзистора с учетом его входной характеристики.

„„. ЖÄÄ 1647740 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ КОММУТАЦИОН НЫХ ПЕРЕ НАП РЯЖЕ Н ИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите асинхронных электродвигателей. Цель изобретения — повышение надежности путем расширения возможностей по току, напряжению, быстродействию и удобству эксплуатации. При допустимых напряжениях сети устройство 1 защиты не оказывает влияния на работу электродвигателя 2, т.к, высоковольтные транзисторы 15 защитных пороговых цепочек 10, 11 заперты. При возникновении коммутационных перенапряжений на выводах 7 — 9 электродвигателя 2 транзисторы 15 цепочек 10, i 1 открываются и по этим цепочкам протекают демпфирующие токи, рассеивающие энергию коммутационного перенапряжения, что обеспечивает снижение перенапряжений до допустимых уровней. 2 ил.

Устройство 1 для защиты асинхронного электродвигателя 2 от коммутационных перенапряжений содержит трехфазный двух.полупериодный выпрямитель 3, входные выводы 4 — 6 которого предназначены для подключения к выводам 7 — 9 фаз защищаемого электродвигателя 2, две защитные пороговые цепочки 10, 11 и вывод 12 для подключения к нулевой точке электродвигателя 2. Положительный 13 и отрицательный

14 выходные выводы двухполупериодного выпрямителя 3 связаны каждый через соответствующую пороговую цепочку 10, 11 с

1 выводом 12 для подключения к нулевой точке электродвигателя 2. В устройстве 1 каждая защитная пороговая цепочка 10, 11

1647740 выполнена на.высокоаольтном транзисторе

15 ri-.р-.п-типа, по меньшей мере двух резисторах 16, 17 и диоде 18, В каждой пороговой цепочке. коллектор высоковольтного транзистора 15 через первый резистор 16 соединен с базой этого транзистора, через второй резистор 17 соединен е ега эмиттером, который через анод-катод диода 18 соединен с.коллекторам этого транзистора. В устройстве имеется. дополнительный резистор t9. Коллектор высоковольтного транзистора 15 первой пороговой цепочки 10 соединен с положительным выходным выводам 13 выпрямителя.3, эмиттер высоковольтнага транзистора 15 второй пороговой цепочки 11 соединен с отрицательным выходным выводом. 14 этого выпрямителя, эмиттер высоковольтного транзистора 15 первой пороговой цепочки 10 и коллектор высоковольтного транзистора 15 второй по роговой цепочки 11 объединены и через дополнительный резистор 19 соединены с выводом 12 для подключения к нулевой точке защищаемого электродвигателя 2. Выпрямитель 3 выполнен на диодах 20 — 25.

Устройство. работает следующим образом.

Перенапряжения, возникающие на зажимах.электродвигателя 2 при коммутациях, имеют сложную знакопеременную форму, Диоды 20, 22, 24 проводят положительные полуеолны перенапряжений, обеспечивая работу пороговой цепочки 10, а диоды 21, 23, 25 —.отрицательные полуволны перейапряжений, обеспечивая работу пороговой цещ>чки 11. Обмотки электрадвигателя 2 в пределах нормальных рабочих напряжений сети зашунтированы большим. сопротивлением пороговых цепочек 10, 11, высоковольтные транзисторы 15 которых работают в режиме отсечки, когда напряжение Us на база-эмиттерном переходе транзистора меньше порога ео открытия транзистора. При этом ток через делитель

16, 17 значительно больше базового тока . транзистора, а напряжение 17

Цбэ = и + R 3кэ = Кдел (Зкэ °

И. 17

При напряжении на база-эмиттерном переходе Uee.a = ея ток базы равен нулю ..{фиг. 2 тачка а характеристики). Напряже. ние на пороговой цепочке Окэ.э соответствует порогу срабатывания защиты.

Напряжение Ugs,a = eo определяется заданным порогом Укэ.а.срабатывания защиты и делителем 16, 17, изменяя коэффициент .Кдел деления которого можно изменять положение точки а на характеристике Ь 0 и порог срабатывания защиты.. Наклон ВАХ пороговой цепочки регулируется с помощью резистора 19.

Если напряжение сети находится в допустимых пределах, транзисторы 15 защитных цепочек 10, 11 закрыты и цепочки не оказывают влияния на работу электродвигателя

При возникновении коммутационных перенапряжений транзисторы 15 соответст10 вующих защитных цепочек 10, 11 открываются (фиг, 2.), по защитным цепочкам протекают демпфирующие токи, рассеивающие энергию коммутационного перенапряжения, что приводит к снижению перенапряжений до допустимых уровней.

Пороговая цепочка 10 работает во время положительных полуволн перенапряже15 ния, а во время отрицательных шунтируется своим открытым диодом 18. Пороговая цежительных также шунтируется открытым диодом 18. Диоды 18 цепочек 10, 11 предохраняют транзисторы 15 от пробоя при действии обратных напряжений. Резистор 19 ограничивает так через открытую пороговую цепочку при колебаниях напряжения силовой сети выше. нормы, а также при перенапряжениях силовой сети от момента срабатывания защит в виде плавких предохранителей, тепловых реле и других.

Применение высоковольтных транзисторов значительно расширяет диапазон защиты от коммутационных перенапряже35 ний. При длительности импульсов коммутационных:перенапряжений менее 20 мкс транзисторные пороговые цепочки пропускают импульсный ток до 17 А, обеспечивая расширенйе возможностей защиты по току.

Возможность регулировки порога срабатывания защиты облегчает использование устройства защиты при питании электродвигателей от сетей с различными рабочими напряжениями.

45. Формула изобретения

Устройства для защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений, содержащее трехфазный двухполупериодный выпрямитель, входные

50 выводы которого предназначены для подключения к выводам фаз защищаемого электродвигателя, две пороговые цепочки и вывод для подключения к нулевой точке электродвигателя, причем положительный и отрицательный выходные выводы двухполупериодного выпрямителя связаны каждый через соответСтвующую пороговую цепочку с выводом для подключения к нулевой точке электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем

20 почка 11 работает во время отрицательных полуволн перенапряжений, а во время поло1647740 расширения возможностей по току, напряжению, быстродействию и удобству эксплуатации, в нем.каждая пороговая цепочка выполнена на высоковольтном транзисторе п-р-п-типа, по меньшей мере двух резисторах и диоде, в каждой пороговой цепочке коллектор высоковольтного транзистора через первый резистор соединен с базой этого транзистора, через второй резистор соединенной с его эмиттером, который через анод-катод диода соединен с коллектором зтога транзистора, в устройство введен дополнительный резистор, при этом коллектор высоковольтного транзистора первой " Сеть пороговой цепочки соединен с положительным выходным выводом указанного выпрямителя, эмиттер высоковольтного транзистора второй пороговой цепочки сое5 динен с отрицательным выходным выводом этого выпрямителя, эмиттер высоковольтного транзистора первой пороговой цепочки и коллектор высоковольтного транзистора второй пороговой цепочки обь10 единены и через дополнительный резистор соединены с выводом для подключения к .нулевой точке защищаемого электродвигателя.