Устройство для защиты электродвигателя переменного тока от перегрузки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21888t (24) 3333748/24-07 с присоединением заявки ЙоСоюз Советских

Социалистнчвсиих

Рвсну è 993378 I р ц, и з

Н 02 Н 7/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет)$3) ЩМ 621 ° -316..925(088.8) Опубликовано 3001.83.Бюллетень Йо 4.Дата опубликования описания Зц01.83

1 В.Н..Крупенин, Ю.И.Меркулов и A.È;ÀéèùåíêîY (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТЙО ДНЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защити электродвигателей переменного тока от перегрузки и токов коротких замыканий.

Известно устройство для защиты электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания, содержащее трансформатор тока, выпрямитель, зарядную

RC-цепь, состоящую из регулируемого делителя. напряжения, и пороговый элемент с исполнительным органом 51 3.

Недостатком данного устройства является то, что оно не может обеспечить необходимое соотношение между временем срабатывания и величиной перегрузки, ток как время срабатывания определяется зарядной RC-цепью и изменяемой дискретно величиной к в зависимости от величины начального значения тока в защищаемой цепи и остается неизменным до срабатывания защиты или исчезновения перегрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты двигателя переменного тока, содержащее трансформаторы тока, подключенные через выпрямители к сглаживающему конденсатору, пороговый элемент, в котором в зарядную цепь в качестве токоограничивающего элемента включен стабилизатор тока, обеспечивающий нарастание напряжения на входе порогового элемента по закону, близкому к линейному, благодаря чему удается уменьшить зависимость времени срабатывания защиты от кратности пере1ц груз ки 5 2 3°.

Недостатком известного устройства является то, что оно чувствительно к сильным электрическим полям, так как в нем применены полевые транзисторы, поэтому необходимо принимать специальные меры по защите от полей, т.е. надежность устройства на полевых транзисторах меньше, и более узкая область его использования. Кроме того, устройство не обеспечивает быстрого выключения при токах, превышающих пусковые, что также снижает, надежность защиты.

Цель изобретения — повышение надежности защиты.

25 Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты электродвигателя переменного тока, содержащее трансформаторы тока, подключенные через выпрямитель к сглажива3О ющему конденсатору и резистору, кото993379 рые включены параллельно, пороговый элемент, связанный с выходным реле, подключенным к дополнительному источнику питания, переменный резистор, накопительный конденсатор, дополнительно включает пороговый шунт, два g резистора, тиристор, причем пороговый элемент выполнен на однопереходном транзисторе, первая база которого соединена с минусом выпрямителя через резистор, эмиттер транзистора сое-. щ динен с минусом выпрямителя через накопительный конденсатор, а с подвижным контактом переменного резистора— через зарядный резистор, параллельно которому подключен диод, соединенный. анодом с эмиттером транзистора, один, конец переменного резистора подключен к минусу выпрямителя, а другой— к плюсу выпрямителя через стабилитрон, вторая база однопереходного транзистора подключена к плюсу выпря- мителя через балластный резистор, а к. минусу выпрямителя — через включенные параллельно конденсатор и пороговый шунт, состоящий из последовательно соединенных динистора и резистора, при этом катод тиристора подключен к минусу выпрямителя, управляющий электрод тиристора соединен с первой базой однопереходного транзистора, а анод соединен через вы- 30 ходное реле с плюсом дополнительного источника питания.

На чертеже показана электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для защиты электродви- 35 гателя содержит трансформаторы 1-3 тока, подключенные через выпрямитель

4 к сглаживающему конденсатору 5 и резистору 6, включенным параллельно, однопереходный транзистор 7, первая @) база которого соединена с минусом выпрямителя 4 через резистор 8,эмиттер транзистора 7 соединен с минусом выпрямителя 4 через накопительный конденсатор 9,- а с подвижным контактом переменного резистора 10 — через зарядный резистор 11, параллельно которому подключен диод 12, соединенный анодом с эмиттером транзистора, один конец переменного резистора

10 подключен к минусу выпрямителя 4, а другой — к плюсу выпрямителя 4 через стабилитрон 13,катод которого подключен к плюсу выпрямителя, вторая база однопереходного транзистора 7 подключена к плюсу выпрямителя 4 через резистор 14, а к минусу выпрямителя 4 — через включенные параллельно конденсатор 15 и пороговый шунт 16, состоящий из последовательно соединенных динистора и резис- 60 тора, при этом катод тиристора 17 подключен к минусу выпрямителя 4, анод через выходное реле 18 соединен с плюсом постороннего источника питания, а управляющий электрод тирис- 65 тора 17 соединен с первой базой однопереходного транзистора 7.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении в цепи питания электродвигателя однофазной, двухфазной или трехфазной перегрузки увеличивается напряжение на сглаживающем конденсаторе 5, что, в свою очередь, вызывает повышение напряжения на конденсаторе 15 и накопительном конденсаторе 9, который начинает заряжаться через зарядную цепь, состоящую из стабилитрона 13, переменного резистора 10 и зарядного резистора

11. Время срабатывания защиты определяется напряжением на конденсаторе

5, постоянной времени зарядной цепи, величиной напряжения стабилизации стабилитрона 13 и уровнем напряжения, при котором отпирается эмиттерный переход транзистора 7.

При срабатывании происходит быстрый разряд конденсатора 9 через цепь змиттера транзистора 7 и резистора

8. В результате на резисторе 8 появляется импульс напряжения, который включает тиристор 17, что приводит к срабатыванию выходного реле 18, контакты которого отключат электродвигатель.

При малых перегрузках (1,1-1,3 нОм) защита обеспечивает задержку времени срабатывания значительно большую, чем при пусковых токах, за счет того,что к уровню срабатывания напряжение на накопительном конденсаторе 9 подходит по экспоненциальному закону и срабатывание происходит на верхнем участке экспоненты.

Стабилитрон 13 несколько усиливает изменение напряжения на конденсаторе 9, поэтому при пусковых токах конденсатор 9 заряжается до уровня, соответствующего срабатыванию защиты, значительно быстрее, так как этот уровень соответствует среднему участку экспоненты. Однако благодаря тому, что при увеличении ! контролируемого тока возрастает напряжение, повышается порог отпирания эмиттерного перехода транзистора

7, что приводит к стабилизации времени срабатывания защиты.

При токах, превышающих пусковые, время срабатывания защиты резко уменьшается, так как напряжение на конденсаторе 15 повышается до величины, при которой срабатывает пороговый шунт, и напряжения U „и U6 резко снижаются, что приводит к снижению порога отпирания эмиттерного перехода транзистора 7 и резкому сокращению времени срабатывания защиты. Пороговый шунт выполнен на резисторе 19 и динисторе 20. Срабатывание шунта, резкое уменьшение сопротивления динистора 20, приводит к повышению то5 993378 4

Г ка через динистор 20, резисторы" 19 и л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью

14, а следовательно, и уменьшению повышения надежности защиты, оно доU6 и U 2 за счет увеличения падения полнительно снабжено пороговым шун1 напряжения на резисторе 14. том, двумя резисторами, тиристором, Пороговый шунт может быть выпол- а пороговый элемент выполнен на одно. нен на тиристоре, на управляющий элек-$ переходном транзисторе, первая база трод которого через стабилитрон и которого соединена с минусом выпрярезистор подается напряжение с кон- мителя через резистор, эмиттер тран.денсатора .15. зистора соединен с минусом выпрямитеДиод .12 служит для обеспечения ля через накопительный конденсатор, быстрого разряда конденсатора 9 пос- щ а с подвижным контактом переменного ле выключения двигателя, что позво- резистора - через зарядный резистор,., ляет осуществить повторение включения. параллельно которому подключен диод, Питание реле осуществляется неста- соединенный анодом с эмиттером транбильным напряжением, а остальные эле- зистора, один конец переменного ременты устройства запитаны от выпря- >> зистора подключен к минусу выпрямимителя 4. теля, а другой .- к плюсу выпрямитеТаким образом, предлагаемое .уст- ля через стабилитрон, вторая база ройство по сравнению с известными .однопереходного транзистора подклюработает более надежно, так как со- чена к плюсу выпрямителя через редержит меньшее, количество элементов зистор, а к минусу выпрямителя — чеи характеризуется увеличенной ско- рез включенные параллельно конденростью отключения при коротких замы- сатор и пороговый шунт, выполненный каниях в. цепи электродвигателя.. на последовательно соединенных динисторе и резисторе, при этом катод

Формула изобретения тиристора подключен к минусу выпрямителя, управляющий электрод тирисустройство для защиты электродвига- тора соединен с первой базой оцнотеля переменного жка от перегрузки, переходного транзистора, а анод соесодержащее трансформаторы тока, под- динен через выходное реле с плюсом ключенные через выпрямитель к сглажи- дополнительного источника питания. вающему конденсатору и резистору, ЗО Источники информации, которые включены параллельно, порого- принятые во внимание при экспертизе вый элемент, связанный с выходным 1. Авторское свидетельство СССР реле, подключенным к дополнительному 9 708457, кл. H 02 Н 7/08, 1980. источнику питания, переменный резис- 2. Авторское свидетельство СССР тор и накопительный конденсатор, о т -35 Р 543084, кл. Н 02 Н 7/08, 1975.

0 А В С

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,:ул.Проектная,4