Устройство для температурной защиты обмоток электродвигателя

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВДЬСТВУ

649089

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 01 08 76 (21) 2389951/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.02.79.Бюллетень № —;

Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М. Кл.

Н 02 Н 5/04

Государственный комитет

СССР оо делам ивооретоннй и открытий (53) УДК 621,316, .925(088.8) (72) Автор изобретения

В. Г. Стройников, Н, N. Шакула, A. М. Ильин и В. Г. Диренко (71) Заявители

Коммунарский горно-металлургический институт и Донецкий политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАЩ11ТЫ

ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области электротехники: к температурным защитам, в частности к защитам обмоток электродвигателей.

Известны устройства защиты, осуществляющие косвенный контроль температуры по величине протекающего тока в обмотках двигателя, например, биметаллические тепловые реле. При этом тепловые воздействия тока преобразуются в механические перемещения, используемые для приведения в действие исполнительных органов (1).

Известны устройства за щиты, осуществляющие непосредственный контроль температуры обмоток электродвигателя, что достигается размещением их на обмотках электродвигателя. К ним относятся лиметаллические и полупроводниковые устройства (2) .

Известны также температурно-токовые устройства защиты, в которых тепловызывающее срабатывание поступает от двух источников: обмоток двигателя непосредственно, нагревательного элемента, расположенного в корпусе реле, питаемого током пропорциональным току потребляемому двигателем (2) .

С помощью температурно-токовых защит может быть получена более полноценная защитная характеристика, так как они реагируют на два параметра: температуру и ток.

Однако известные реле не получили применения ввиду существенных конструктивных недостатков.

В настоящее время наибольшее распространение получили защиты непосредственного контроля температуры. контролирующие тепловое состояние защищаемого двигателя более точно, чем токовое устройство.

Известно также устройство температурной защиты, содержагцее термочувствительный сердечник с питающей и выходной обмотками и исполнительный элемент (3).

Это устройство является наиболее близким по технической сущности и принято за прототип, В известном устройстве сердечник выполнен из специального сплава на основе редкоземельного ферромагнетика, например гадолиния. По достижении значений контролируемой температуры, близких к точке Кюри сердечника, магнитное сопротивление его резко изменяется, обеспечивая изменение выхол;ного сигнала.

Однако оно обладает следующими недостатками: сложностью изготовления сердечни649089

55

3 ка и дефицитностью исходных материалов, настройка на другую температуру. срабатывания означает либо замену термочувстви тельного сердечника, либо применение дополнительных регулирующих устройств, что усложняет его конструкцию, нагрев сердечника происходит только за счет теплопередачи, что является основной причиной появления динамической погрешности (тепловой инерционности) сердечника в следовании за температурой объекта при скачкообразных из- 10 менениях температуры.

Цель изобретения — уменьшение динамической погрешности и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что устройство для температурной защиты обмоток электродвигателя, содержащее сердечник с питаюшей обмоткой, включенной последовательно с обмоткой двигателя, выходной обмоткой и исполнительным элементом дополн ительно, снабжено вторым сердечником, 20 перви ная обмотка которого последовательно сосдинсна с питаюшей обмоткой первого сердечника и выполнена в виде изолированных проводников лобовой части секции фазной обмотки двигателя, а их выходные обмотки включены на общий элемент сравне25 ния, причем первый сердечник выполнен нешихтованпым, а второй шихтованным из ферромагнитного материала, например, конструкционной стали.

Устройство для температурной зашиты з0 электродвигателя показано на чертеже.

Оно состоит из нешихтованного сердечника 1, первичной обмоткой которото служат изолированные проводники лобовой части секции фазной обмотки; шихтованного сердечника 2, первичная обмотка которого вклю чена последовательно с фазной обмоткой; элемента сравнения 3, подключенного ко вторичным обмоткам сердечников 1 и 2 и соединенного со входом исполнительного элеменпd 40

1 абота устройства для температурной защиты осуществляется следующим образом.

Г1ри протекании перегрузочного тока в обмотках электродвигателя термочувствительный элемент — нешихтованный сердечник 1, первичной обмоткой которого являются изолированные проводники лобовой части секции обмотки, а вторичная включена на элемент сравнения 3 нагревается как за счет тепла, передаваемого от обмотки электродвигателя, так и потерь энергии, передаваемой в сердечник электромагнитным способом.!

Электрическое сопротивление ферромагнитного нешихтованного сердечника при нагревании увеличивается, а магнитное сопротивление стали уменьшается, в результате чего увеличивается магнитный поток.

Изменение электрических и магнитных параметров нешихтованйого сердечника 1 носит

4 линейный характер, а интенсивность процесса их изменения зависит от величины перегрузочного тока.

Особенностью работы устройства зашиты является то, что имеющиеся потери электромагнитной энергии, вызывающие дополнительный нагрев нешихтованного сердечника, компенсируют отставание термочувствительного элемента в следовании за температурой изоляции, т.е. уменьшают его динамическую погрешность при больших токах перегрузки и пусковых токах ненормальной продолжительности.

Итак, тепло, вызывающее срабатывание устройства поступает к термочувствительному элементу (нешихтованному сердечнику) от двух источников: обмотки электродвигателя непосредственно (за счет теплопроводности) и за счет потерь электромагнитной энергии в массивном теле нешихтованного сердечника, возрастающих пропорционально величине перегрузочного тока.

Таким образом, тепловое действие перегрузочного тока с помощью нешихтованного сердечника 1 преобразуется в электрическую величину в виде тока.

Для выделения величины тока, а также устранения прямой зависимости параметра срабатывания исполнительного элемента 4 от тока двигателя в устройстве применяется дополнительный шихтованный сердечник 2, первичная обмотка которого включается последовательно с фазной обмоткой электродвигателя, а вторичная — на схему сравнения 3. ГЦихтованный сердечник 2 обладает малыми потерями энергии и величины тока во вторичной его обмотке определяется только лишь величиной тока в обмотках двигателя.

Благодаря этому шихтованный сердечник

2 с обмотками применяется в устройстве в качестве компенсатора.

При совместной работе рассмотренных сердечников 1 и 2 на общий элемент сравнения 3, работающий по принципу магнитного или электрического вычитания двух измеряемых сигналов, выделяется ток, представляющий практический интерес.

Для получения наиболее полной информации о тепловом действии перегрузочного тока на изолированные проводники фазной обмотки двигателя, шихтованный и нешихтованный сердечнйки выполняют из одного материала, позволяюшего максимально приблизить веберамперные характеристики сердечников в холодном состоянии.

При достижении величины тока, соответствующей заданной температуре срабатывания, происходит отключение перегретого электродвигателя с помощью исполнительного элемента 4.

649089

Формула изобретения

1ререгр, Составитель В. Зимаков

Техред О. Луговая Корректор E. Дичинская

Тираж 856 Подписное

Редактор А. Садомов

Заказ 571/51

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, )К-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4

1. Устройство для температурной защиты обмоток электродвигателя, содержащее сердечник с питающей обмоткой, выходной обмоткой, и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения динамической погрешности, оно дополнительно снабжено вторым сердечником, первичная обмотка которого последовательно соединена с питающей обмоткой первого сердечника и выполнена в виде изолированных проводников лобовой части секции фазной обмотки двигателя, а их выходные обмотки включены на общий элемент сравнения, причем первый сердечник выполнен нешихтованным, а второй шихтованным.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что оба сердечника выполнены из ферромагнитного материала, например конструкционной стали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Родштейн Л. А. Электрические аппараты, Энергия, 1971, с. 343 †3.

2. Гимоян Г. Г., Лейбов P. М. Релейная защита подземного электрооборудования и сетей . М., «Недра», 1970, с. 231 — 234.

3. Авторское свидетельство СССР

Ке 250502, кл. Н 02 Н 5/04, 1970.