Устройство защиты трехфазных потребителей от неполнофазных и несимметричных режимов

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных двигателей от несимметричных и неполнофазных режимов. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении эксплуатационной надежности электропривода в целом. Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство содержит электромагнитный пускатель, цепь питания катушки которого состоит из последовательно соединенных размыкающего контакта кнопки "Стоп" и ограничительного элемента. До силовых контактов пускателя, от источника питания, катушка электромагнитного пускателя подключена через два замыкающих контакта кнопки "Пуск" к двум фазам сети, а также - к выходу фильтра напряжения прямой последовательности. Ограничительный элемент выполнен в виде катушки, электромагнитно связанной с другой катушкой, включенной через дроссель между нейтральной точкой потребителя и нулевой точкой сети. Устройство контролирует напряжение прямой и нулевой последовательностей и таким образом защищает трехфазный потребитель от неполнофазных и несимметричных режимов работы, что повышает эксплуатационную надежность электропривода в целом. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей от несимметричных и неполнофазных режимов.

Известно устройство [1] , содержащее фильтр напряжения обратной последовательности, входом своим включенный, между силовыми контактами управляемого коммутационного аппарата и входными клеммами потребителя, к выходу которого подключен триггер Шмидта, нагруженный на выходное реле, которое своим контактом разрывает цепь питания электромагнита коммутационного аппарата при обрыве фазы сети или несимметрии напряжений.

Недостатком данного устройства является присутствие контакта в цепи управления коммутационным аппаратом, что снижает надежность его работы и ограничивает применение в помещениях с агрессивной и взрывоопасной средой.

Известно также устройство для защиты трехфазных потребителей [2] , выполненное на электромагнитном пускателе, в цепь питания катушки которого введен ограничительный резистор. В режиме включения катушка подключается посредством двух замыкающих контактов кнопки "Пуск" на междуфазное напряжение перед силовыми контактами магнитного пускателя, а в режиме удержания катушка запитывается, через активно-емкостные делители напряжения от трех фаз сети, за силовыми контактами пускателя перед входными клеммами потребителя.

К недостаткам данного устройства относятся большие потери активной мощности на сопротивлениях делителей напряжения и недостаточная надежность работы при несимметрии напряжений сети.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности работы устройства защиты с одновременным снижением энергопотребления.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве защиты потребителей от неполнофазных и несимметричных режимов, цепь питания катушки которого, состоящая из последовательно соединенных размыкающего контакта кнопки "Стоп" и ограничительного элемента, подключена к двум фазам сети, до силовых контактов пускателя от источника питания, через два замыкающих контакта кнопки "Пуск", а после силовых контактов у клемм потребителя, вышеуказанная цепь питания катушки присоединена через первый конденсатор и делительный элемент к двум фазам сети и зашунтирована цепью из последовательно соединенных резистора и второго конденсатора, общая точка соединения которых присоединена к третьей фазе сети после силовых контактов у клемм потребителя, ограничительный элемент выполнен в виде катушки, находящейся на ферромагнитном сердечнике и электромагнитно связанной с другой катушкой, которая, в свою очередь, включена через дроссель между нейтральной точкой потребителя и нулевым проводом сети, а делительный элемент представляет собой третью емкость, которая вместе с двумя другими емкостями и резистором образует фильтр напряжения прямой последовательности.

Заявляемое устройство приведено на чертеже.

Устройство защиты трехфазных потребителей от неполнофазных и несимметричных режимов работы содержит кнопку "Пуск" 1 с двумя замыкающими контактами, ограничительный элемент 2, кнопку "Стоп" 3, катушку 4 электромагнитного пускателя, его силовые контакты 5, фильтр напряжения прямой последовательности 6, в одном из плеч которого находятся два последовательно соединенных конденсатора 7, дополнительный дроссель 8, обмотку 9 и потребитель 10.

Устройство защиты трехфазных потребителей от неполнофазных и несимметричных режимов работы функционирует следующим образом.

При первоначальном включении нажатием кнопки 1 "Пуск" подается напряжение питания на катушку электромагнитного пускателя 4. Одновременно замыкаются силовые контакты 5 и включается нагрузка 10. При этом получает питание фильтр напряжения прямой последовательности 6, на выходе которого, в нормальном режиме работы сети появляется напряжение, достаточное для удержания катушкой 4 магнитного пускателя в сработанном положении, после размыкания контактов 1. При обрыве фазы сети или возникновении значительной несимметрии напряжений, на выходе фильтра 6 напряжение уменьшается, а между нейтралью потребителя 10 и нулевым проводом - увеличивается. В результате этого изменяется индуктивное сопротивление ограничительного элемента 2. Это приводит к перераспределению напряжений в цепи питания катушки 4, таким образом, что приложенное к катушке напряжение резко уменьшается. Снижение приложенного к катушке 4 напряжения вызывает отключение пускателя и размыкание силовых контактов 5. Для ручного отключения потребителя в цепи управления предусмотрена кнопка 3 "Стоп".

Для осуществления описанного принципа работы необходимо, чтобы соотношение активного и емкостного сопротивлений в одном плече фильтра прямой последовательности было 1: , а в другом плече емкости должны быть одинаковы по величине и рассчитаны на амплитудное междуфазное напряжение сети. Полное сопротивление катушки пускателя в нормальном режиме должно соотноситься с полным сопротивлением последовательно включенного ограничительного элемента как 10: 1. Коэффициент трансформации ограничительного элемента составляет 5. При этом меньшее сопротивление ограничительного элемента должно соотноситься с последовательно включенным дросселем как 3/4: 1.

Таким образом, осуществляется защита потребителя с большей надежностью и меньшим энергопотреблением от неполнофазных и несимметричных режимов. При этом стабилизируется потенциал нейтрали сети, что позволяет при той же нагрузке увеличить срок службы изоляции таких потребителей, как асинхронный электродвигатель.

Источники информации 1. Грундулис А. О. Защита электродвигателей в сельском хозяйстве. - М. : Агропромиздат, 1988, с. 34.

2. А. c. СССР N 1265908, кл. H 02 H 7/085, 1986.

Формула изобретения

Устройство защиты трехфазных потребителей от неполнофазных и несимметричных режимов работы, содержащее электромагнитный пускатель, цепь питания катушки которого, состоящая из последовательно соединенных размыкающего контакта кнопки "Стоп" и ограничительного элемента, подключена к двум фазам сети, до силовых контактов пускателя от источника питания, через два замыкающих контакта кнопки "Пуск", а после силовых контактов у клемм потребителя, цепь питания катушки присоединена через первый конденсатор и делительный элемент к двум фазам сети и зашунтирована цепью, из последовательно соединенных резистора и второго конденсатора, общая точка соединения которых присоединена к третьей фазе сети, после силовых контактов у клемм потребителя, отличающееся тем, что ограничительный элемент выполнен в виде катушки, находящейся на ферромагнитном сердечнике и электромагнитно связанной с коэффициентом трансформации, равным 5, с другой катушкой, которая, в свою очередь, включена, через дроссель, сопротивление которого соотносится с меньшим сопротивлением последовательно включенной с ним катушки ограничительного элемента как 1: 3/4, между нейтральной точкой потребителя и нулевым проводом сети, при этом делительный элемент представляет собой третий конденсатор, имеющий емкость, равную по величине второму конденсатору, который вместе, с первым и вторым конденсатором и резистором, сопротивление которого соотносится с емкостным сопротивлением первого конденсатора как 1: образуют фильтр напряжения прямой последовательности, кроме этого, полное сопротивление катушки пускателя в нормальном режиме в 10 раз превышает полное сопротивление последовательно включенной с ней катушки ограничительного элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1