Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки и обрыва фазы

 

Использование: в защите электрических машин, в частности электродвигателей переменного тока, от перегрузки и обрыва фазы. Сущность изобретения: при уменьшении тока в цепи питания электродвигателя 2 ниже минимальной заданной величины срабатывает компаратор 8 минимального уровня. Напряжение с выхода компаратора минимального уровня через цепь 10 задержки с небольшой задержкой поступает на компаратор 11, вызывает его срабатывание и срабатывание исполнительного органа 12. При увеличении тока в цепи питания электродвигателя 2 сверх установленной величины включается интегратор 7. На его выходе появляется линейно нарастающее напряжение. Через цепь 10 задержки с небольшой задержкой это напряжение поступает на компаратор 11 и по достижении уровня, определяемого опорным напряжением компаратора 11, вызывает его срабатывание и срабатывание исполнительного органа 12. 1 ил.

Изобретение относится к защите электрических машин, в частности электродвигателей переменного тока, от перегрузки и обрыва фазы.

Известны устройства для защиты электродвигателей от перегрузки, например ФУЗ-М, ФУЗ-У, содержащие фазовращающие трансформаторы и электронную схему, обеспечивающую задержку срабатывания, обратно пропорциональную величине перегрузки [1].

Недостатками этих устройств являются сложная схема подключения к электродвигателю, требующая переделки силового монтажа, малые диапазоны рабочих токов защиты и необходимость индивидуальной регулировки каждого устройства при установке, малое время задержки срабатывания при небольших перегрузках.

Известно устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аномальных режимов, содержащее датчик тока, включенный в одну из фаз сети последовательно с нагрузкой, ключевой элемент, обеспечивающий отключение электродвигателя при обрыве фазы, к которой подключен датчик тока, и устройство, обеспечивающее отключение электродвигателя при перегрузке [2].

Недостатками этого устройства являются необходимость доработки силового монтажа, малые диапазоны рабочих токов защиты, необходимость индивидуальной регулировки порога срабатывания защиты на нагрузочном стенде перед установкой на конкретный электродвигатель, малое время задержки срабатывания при небольших перегрузках, так как время задержки обратно пропорционально логарифму величины перегрузки.

Целью изобретения является упрощение схемы подключения устройства защиты к электродвигателю, исключающее переделку силового монтажа, обеспечение точной дискретной установки порога срабатывания защиты по току без регулирования при установке и обеспечение не логарифмической, а линейной обратно пропорциональной зависимости времени задержки срабатывания защиты от величины перегрузки.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит трансформатор 1 тока, первичной обмоткой которого служит провод одной из фаз питания электродвигателя 2, продетый в отверстие катушки трансформатора тока. Нагрузкой вторичной обмотки трансформатора 1 тока служат шунт 3 и дискретный делитель 4 напряжения, выход которого подключен к входу масштабного усилителя 5. Выход масштабного усилителя подключен к входу линейного детектора 6. Выход линейного детектора подключен к входам интегратора 7 и компаратора 8 минимального уровня. Вторые входы интегратора 7 и компаратора минимального уровня подключены к источнику 9 эталонных напряжений. Выходы интегратора 7 и компаратора 8 минимального уровня подключены по схеме ИЛИ через цепь 10 задержки к входу компаратора 11. Выход компаратора подключен к исполнительному устройству 12, управляющему обмоткой пускателя 13.

Устройство работает следующим образом.

При работе электродвигателя 2 напряжение на выходе линейного детектора 6 прямо пропорционально току цепи, в которую включен трансформатор 1 тока. Уровень срабатывания защиты устанавливается дискретным делителем 4 напряжения.

При нормальной работе электродвигателя 2 напряжение на выходах интегратора 7 и компаратора 8 минимального уровня отсутствует и исполнительное устройство 12 держит пускатель 13 включенным.

При уменьшении тока в цепи питания электродвигателя 2 ниже минимальной заданной величины срабатывает компаратор 8 минимального уровня. Напряжение с его выхода через цепь 10 задержки поступает на компаратор 11, вызывает его срабатывание и срабатывание исполнительного устройства 12. Исполнительное устройство обесточивает цепь питания обмотки пускателя 13 и электродвигатель 2 отключается. Таким образом обеспечивается защита электродвигателя 2 при обрыве фазы, в которую включен трансформатор 1 тока. При обрыве другой фазы устройство защиты срабатывает в результате увеличения тока в оставшихся фазах. Цепь 10 задержки исключает ложное срабатывание защиты при переходных процессах.

При увеличении тока в цепи питания электродвигателя 2 сверх установленной величины включается интегратор 7 и на его выходе появляется линейно нарастающее напряжение. Скорость роста напряжения на выходе интегратора 7 прямо пропорциональна разности напряжений на его входах. Через цепь 10 задержки это напряжение поступает на компаратор 11 и по достижении уровня, определяемого опорным напряжением компаратора 11, вызывает его срабатывание и срабатывание исполнительного устройства 12. Исполнительное устройство обесточивает цепь питания обмотки пускателя 13 и электродвигатель 2 отключается.

Если перегрузка кратковременная и за время действия перегрузки напряжение на выходе интегратора 7 не достигает порога срабатывания компаратора 11, то после исчезновения перегрузки начинается снижение напряжения на выходе интегратора 7. Скорость снижения напряжения прямо пропорциональная разности напряжения на входах интегратора 7. При снижении напряжения на выходе интегратора до нуля интегрирование прекращается до следующего импульса перегрузки. Таким образом, при повторяющихся кратковременных перегрузках устройство защиты отслеживает среднее значение тока электродвигателя 2 и при его превышении отключает электродвигатель 2.

Применение описанного устройства защиты обеспечивает простое подключение, не требующее переделки силового монтажа, и защиту электродвигателя от перегрузки и обрыва фазы.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ И ОБРЫВА ФАЗЫ, содержащее трансформатор тока, источник эталонных напряжений, схему ИЛИ и исполнительный элемент, отличающееся тем, что к вторичной обмотке трансформатора тока, первичной обмоткой которого служит силовой провод одной из фаз питания электродвигателя, продетый в отверстие катушки трансформатора тока, подключены калиброванный шунт и дискретный делитель напряжения, выход делителя напряжения подключен к последовательно соединенным масштабному усилителю и линейному детектору, выход которого подключен к входам интегратора и компаратора минимального уровня, причем вторые входы интегратора и компаратора минимального уровня подключены к источнику эталонных напряжений, а выходы интегратора и компаратора минимального уровня подключены по схеме ИЛИ через цепь задержки к последовательно соединенным компаратору и исполнительному устройству.

РИСУНКИ

Рисунок 1