Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от работы при обрыве и несимметрии напряжений фаз питающей сети

 

Использование. В защите от аварийных режимов работы электродвигателей, работающих в промышленности и сельском хозяйстве с целью повышения надежности и эксплуатации и технологичности при изготовлении . Сущность изобретения: выполня/ в С I ется двухкаскадный усилитель 9 термокомпенсированным, причем трехфазный вход датчика 27 несимметричных режимов подключается к конструируемой сети, а биполярный выход плюсом - к первому входу а. первого каскада 10 усиления, а минусом ко второму входу Ь этого же каскада усиления , между общим минусом которого и общим минусом схемы в блок 1 стабилизированного питания введен дополнительный стабилитрон 8. При возникновении недопустимой несимметрии или обрыве фаз сети датчик 27 вырабатывает биполярный сигнал, транзисторы 12, 22 закрываются , тиристор 26 закрывается, аварийный электродвигатель отключается от сети. Зона нечувствительности термокомпенсированного усилителя создается резистором 24. Технологичность при изготовлении достигается введением в схему второго каскада 20 усиления, выполненного на транзисторе 22. 1 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 02 Н 7/09

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886326/07 (22) 26.11.90 (46) 07.05.93. Бюл. ¹ 17 (71) Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйства (SU) и Высшее техническое училище им. А,Кънчева (BG) (72) В.Н.Данилов, К.Н.Лебедев (SU), H, П.Михайлов (BG) и Д.Х.Стойков (BG) (56) Авторское свидетельство СССР № 1277292, кл. Н 02 Н 7/09,,1986, Авторское свидетельство СССР

N 1534615, кл, Н 02 Н 7/09, 1990, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ РАБОТЫ ПРИ ОБРЫВЕ И НЕСИММЕТРИИ

НАПРЯЖЕНИЙ ФАЗ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ (57) Использование. В защите от аварийных режимов работы электродвигателей, работающих в промышленности и сельском хозяйстве с целью повышения надежности и эксплуатации и технологичности при изготовлении. СущнЪсть изобретения: выполняsar» 1

„„. Ж„„1814136 А1 ется двухкаскадный усилитель 9 термокомпенсированным, причем трехфазный вход датчика 27 несимметричных режимов подключается к конструируемой сети, а биполярный выход плюсом — к первому входу "а". первого каскада 10 усиления, а минусом ко второму входу "Ь" этого же каскада усиления, между общим минусом которого и общим минусом схемы в блок 1 стабилизированного питания введен дополнительный стабилитрон 8, При возникновении недопустимой несимметрии или обрыве фаз сети датчик 27 вырабатывает биполярный сигнал, транзисторы 12, 22 закрываются, тиристор 26 закрывается, аварийный электродвигатель отключается от сети. Зона нечувствительности термокомпенсированного усилителя создается резистором 24, Технологичность при изготовлении достигается введением в схему второго каскада

20 усиления, выполненного на транзисторе

22, 1 ил.

1814136

Изобретение относится к области алек- мер, геркона 37. Катушка 35 исполнительно- тротехники, вчастности кзащитеот аварий- ro органа 34 шунтирована конденсатором ных режимов работы электродвигателей, 38. Блок 1 питания устройства подключаетработающих в промышленности и сельском ся к сети переменного тока с помощью хозяйстве, клемм С, N.

Целью изобретения является повыше- Устройство для защиты трехфазного ние надежности в эксплуатации и техноло- электродвигателя оТ работы при обрыве и гичности при изготовлении, несимметрии напряжений фаз питающей

На чертеже представлена схема элект- сети работает следующим образом. рическая принципиальная устройства для "0 При подаче напряжения на клеммы С, N защиты трехфазного электродвигателя от блока 1 питания и при наличии симметричработы при обрыве и несимметрии напря- ной сети трехфазного переменного тока жений фаз питающей сети. транзисторы 12, 22 открываются, тиристор

Устройство содержит блок 1 стабилизи- 26 открывается, катушка 35 получает питарованного питания, выполненный на основе "5 ние, что приводит к замыканию контакта 37. балластных конденсатора 2 и резистора 3, B результате устройство не препятствует выпрямительного моста 4, стабилитронов 5, нормальной работе электродвигателя (на

6, 7 и дополнительного стабилитрона 8. схеме не показан).

К выходу блока 1 стабилизированного При возникновении недопустимой непитания подключен двухкаскадный усили- 20 симметрии напряжений фаз сети или при тель 9, включающий в себя первый термо- обрыве фазы сети датчик 27 несимметричкомпенсированный каскад,10 усиления, ных режимов вырабатывает биполярный выполненный на основе первого 11 и второ- сигнал, транзисторы 12, 22 закрываются, тиго 12 транзисторов 13...19, соединенных по ристор 26 закрывается и отключает аварийсхеме дифференциального усилителя, и вто- 25 ный электродвигатель. Если несимметрия в рой каскад 20, выполненный на основе ре- сети была случайной, например, в результа зистора 21 и транзистора 22. Выходной те схлестывания проводов воздушной лисигнал управления второго каскада усиле- нии электропередачи, или несимметрия ния снимается с коллектора транзистора 22,: стала допустимой (отключилась часть односоединенного с нагрузочной цепью 23 уси- 30 фазных злектропотребителей}, а электролителя,черезпервыйдополнительныйрези- . двигатель например погружной на стор 24. с первым входом "а" первого водоподъеме работал в автоматическом рекаскада 10 усиления и через второй допол- жиме, то биполярный сигнал, поступающий нительный резистор 25 с управляющим на входы "à", "b" первого каскада усиления электродом тиристора 26. Трехфазный вход 35 уменьшается и становится равным нулю. датчика 27 несимметричных режимов под- Транзисторы 12, 22 вновь открываются, что ключается к контрулируемой сети АВС N приводит к срабатыванию исполнительного трехфазного переменного тока. Первичный реле 36 на замыкание контакта 37, Особенизмерительный преобразователь датчика ность работы усилителя 9 заключается в

27 выполнен на основе резисторов 28, 29, 40 том, что срабатывание устройства на замы30, соединенных в звезду. Первичная об- каниеконтакта37происходитприменьшей мотка трансформатора 30 включена между несимметрии напряжений фаз сети, чем нейтралью N сети и средней точкой звезды срабатывание на размыкание этого контакрезисторов. та. Этим обеспечивается устранение недоВторичная обмотка трансформатора 31 45 пустимо частых включений и выключений соединена с выпрямительным мостом 32, контакта 37 исполнительного реле 36, а за шунтированным сглаживающим конденса- ним и защищаемого электродвигателя, Это тором 33, Плюс выпрямительного моста 32 явление было обнаружено при эксплуатасоединен с первым входом "а" первого кас- ции прототипа, практически не имеющего када 10 усиления, минус выпрямительного 50 петли гистерезиса исполнительного реле и моста 32 соединен со вторым входом "b" работающего вблизи недопустимого порога первого каскада 10 усиления. Вход второго несимметрии напряжений, которая, как изкаскада 20 усиления (резистор 21) подклю- вестно, неостается неизменнойвовремени, чен к точке соединения коллектора транзи- а все время изменяется. стора 12 с резистором 17. Катод тиристооа 55 В заявленном устройстве при несим26 исполнительного органа 34 соединен с метрии в сети, не превышающей норму, общим минусом схемы, соединенным с ми- транзистор 22 открыт и через его эмиттернусом выпрямительного моста 4, а в цепь коллекторный переход и первый дополнианода включена катушка 35 исполнительно- тельный резистор 24 на первый вход "а" го реле 36, выполненного на основе, напри- первого каскада 10 усиления поступает по1814136

35

50

55 ложительный потенциал, открывающий транзистор 11. Однако плечи делителя напряжений, собранного на резисторах 13, 14, подобраны таким образом. что транзистор

11 остается закрытым, Таким образом сигнал, поступающий на базу с резистора 24 при срабатывании устройства на закрытие транзистора 22 способствует открытию транзистора 11, а при срабатывании устройства на открытие транзистора 22 способствует закрытию транзистора 11, усиливая в обоих случаях релейный эффект в работе усилителя. Это способствует расширению зоны нечувствительности устройства при срабатывании на размыкание и замыкание контакта 37 реле 36 и созданию петли гистерезиса B работе реле 36.

При изменении температуры окружающей среды например в сторону увеличения в первом каскаде усиления происходиттермокомпенсация, в результате чего он начинает срабатывать на размыкание контакта

37 при меньшем значении несимметрии напряжений фаз сети. В то же время транзистор 22 второго каскада усиления продолжает оставаться открытым при большом- значении несимметрии напряжений фаз питающей сети. Соответствующим под бором резистора 15 можно добиться практически полной термокомпенсации усилителя, когда с изменением температуры окружающей среды порог срабатывания асимметра практически остается неизменным, При настройке схемы устройства на заводе-изготовителе улучшена ее технологичность. Это достигнуто за счет повышения потенциала на управляющем переходе тиристора 26 при открытии транзистора 22 за счет подключения цепи его коллектора через нагрузочную цепь усилителя к общему минусу усилителя, Это стало возможным в результате введения в блок 1 стабилизированного питания между общим минусом первого каскада усиления и общим минусом схемы дополнительного стабилитрона 8. В результате практически исключен отход исправных тиристоров в брак. Повышение технологичности в настройке происходит также в результате повышения термостабильности, т.к. в результате указанных эффектов схема стала менее критичной к разбросу коэффициентов усиления применяемых в схеме усилителя транзисторов.

Таким образом, комплекс примененных технических решений позволил получить достаточной ширины зону петли гистерезиса при возврате устройства после аварийного срабатывания, что дало возможность устранить перегревание электродвигателя и подгорание коммутационной аппаратуры при работе электродвигателя в автоматическом режиме, повысить термостабильность устройства при работе устройства в диапазоне температур от минус 40 С до+40 С, и повысить технологичность настройки устройства на технологической линии заводаизготовителя, уменьшить потери времени на замену не открывшегося тиристора, уменьшить выбраковку тиристоров и уменьшить себестоимость устройства, Формула изобретения

Уетройство для защиты трехфазного электродвигателя от работы при обрыве и несимметрии напряжений фаз питающей сети, содержащее блок стабилизированного питания, входами подключенный к клем- мам для соединения с одним из фазных проводов и нулевым проводом питающей сети, к выходу которого подключен транзисторный усилитель, датчик несимметричных режимов, выполненный в виде резисторов, соединенных по схеме "звезда" с выводами для подключения к фазам питающей сети, и двухобмоточного трансформатора, один вывод первичной обмотки которого подключен к средней точке звезды, а другой вывод предназначен для подключения к нулевому и роводу пйтающей сети, вторичная обмотка трансформатора подключена к выпрямительному мосту, один выход которого подключен к первому входу — базе первого транзистора первого каскада усиления, и исполнительный орган, выполненный на основе тиристора, катод которого соединен с общим минусом схемы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в эксплуатации и технологичности при изготовлении, транзисторный усилитель выполнен двухкаскадным, первый из которых выполнен термокомпенсированным по схеме дифференциального усилителя, к второму входу которого — базе второго транзистора подключен второй выход выпрямительного моста датчика несимметричных режимов, выход первого каскада усиления подключен к входу второго каскада усиления, соединенный выходом с нагрузочным резистором усилителя, через первый дополнительный резистор с первым входом первого каскада усиления и через второй дополнительный резистор — с управляющим электродом тиристора исполнительного органа, между общим минусом первого каскада усиления и общим минусом схемы в блок стабилизированного питания введен дополнительный стабилитрон, анод которого подключен к общему минусу схемы.

1814136

Составитель B,Äàíèëoâ

Редактор В.Фельдман Техред М,Моргентал Корректор Н,Кешеля

Захаз 1830 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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