Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 02.11.1974 Opis patentowy opublikowano: 01.09.1975 79908 KI. 21d\2 MKP' H02H5/04 Twórcy wynalazku: Jan Pytel, Józef Borecki, Zenon Okraszewski, Maciej Bernadt Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Wroclawska, Wroclaw (Polska) Uklad cieplnego zabezpieczenia maszyn elektrycznych Przedmiotem wynalazku jest uklad cieplnego zabezpieczenia maszyn elektrycznych, przeznaczony zwlasz¬ cza do zabezpieczania silników elektrycznych wysokiego napiecia, generatorów i kompensatorów synchronicz¬ nych.Znane uklady zabezpieczen maszyn elektrycznych zbudowane sa w oparciu o modele cieplne uzwojen tych maszyn, umieszczone na zewnatrz maszyny. Modele cieplne zbudowane sa z metalowych klocków umieszczonych w pojemniku i podgrzewanych grzejnikiem, który zasilany jest przez przekladnik pradowy pradem o natezeniu proporcjonalnym do natezenia pradu przeplywajacego przez zabezpieczane uzwojenie maszyny. Modele cieplne wyposazone sa w czujniki temperaturowe w postaci termometrów rezystancyjnych lub termistorowych o ujem¬ nym wspólczynniku rezystancyjno-temperaturowym. Czujniki te wspólpracuja z ukladami wykonawczymi, które ze wzgledu na rózne warunki pracy modela cieplnego i uzwojen zabezpieczanej maszyny, charakteryzowac sie musza precyzyjnoscia dzialania co povyoduje, ze ich konstrukcja jest skomplikowana, a to z kolei wiafe sie ze zmniejszeniem niezawodnosci dzialania ukladu zabezpieczania.Znane uklady zabezpieczen cieplnych maszyn elektrycznych charakteryzuja sie duza niedokladnoscia dzialania, która wynosi od kilkunastu do kilkudziesieciu procent, a powodowana jest róznymi warunkami pracy modelu cieplnego i uzwojen maszyn elektrycznych. Uklady te nie zabezpieczaja uzwojen maszyn od przeciazen powodowanych nadmiernym wzrostem temperatury otoczenia lub awaria w ukladzie chlodzenia maszyny. Po¬ nadto znane uklady zabezpieczen dzialaja niepoprawnie w przypadku przerywanej pracy maszyn elektrycznych.Dalsza niedogodnoscia techniczna sa równiez trudnosci w dopasowaniu parametrów modeli cieplnych do parame¬ trów zabezpieczanej maszyny oraz koniecznosc stosowania dodatkowych ukladów kompensujacych wplyw tempertaury otoczenia na modele cieplne.W ukladnie cieplnego zabezpieczenia maszyn elektrycznych wedlug wynalazku model cieplny wyposazony jest w grzejnik rezystancyjny wykonany w postaci uzwojenia zalanego syciwem z dodatkiem wypelniacza, którym jest proszek materialu o dobrej przewodnosci cieplnej. Uzwojenie otulone jest szczelnie warstwa izolacyj¬ na, która oslonieta jest metalowa oslona, a do uzwojenia przymocowany jest czujnik korzystnie pozystorowy.2 79908 Model cieplny uzwojen maszyny umieszczony jest bezposrednio na czolowych polaczeniach uzwojenia maszyny.Uklad wedlug wynalazku charakteryzuje sie wysoka pewnoscia dzialania, dokladnosc dzialania wynosi okolo kilku procent dla róznych warunków pracy maszyn elektrycznych. Uklad nie wymaga kompensacji wplywu temperatury otoczenia, gdyz model cieplny uzwojen maszyny oraz uzwojenia maszyny pracuja w takich samych warunkach cieplnych. Ponadto dzieki wykorzystaniu czujnika pozystorowego istnieje mozliwosc zastoso¬ wania prostego ukladu wykonawczego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia schemat ukladu cieplnego zabezpieczenia silnika elektrycznego wraz z czescia cewki zabezpieczanego silnika, a fig. 2 — model cieplny uzwojenia silnika w przekroju poprzecznym.Uklad zabezpieczenia wedlug wynalazku sklada sie z cieplnego modelu 1 uzwojenia silnika, umieszczo¬ nego, bezposrednio na izolacji polaczen czolowych cewki 2 zabezpieczanego silnika elektrycznego. Cieplny model 1 sklada sie z cewki 3 której uzwojenie wykonane jest z bifilarnie nawinietego drutu miedzianego i zalane jest syciwem z dodatkiem wypelniacza w postaci opilków miedzianych. Tak wykonana cewka 3 stanowi grzejnik rezystancyjny, który jest szczelnie otulony izolacyjna warstwa 4, wykonana z mikafolii. Na izolacyjnej warstwie 4 umieszczona jest metalowa oslona 5. Wewnatrz cewki 3 zamocowany jest pozystorowy czujnik 6, który pola¬ czony jest z wykonawczym ukladem 7. Cewka 3 stanowiaca grzejnik rezystancyjny polaczona jest poprzez regulacyjny uklad 8 z wtórnym uzwojeniem pradowego przekladnika 9 natomiast pierwotne uzwojenie tego przekladnika 9 wlaczone jest w obwód pradowy cewki 2 zabezpieczanego silnika elektrycznego.Podczas pracy silnika elektrycznego plynacy w jego uzwojeniu prad powoduje nagrzewanie sie jego cewki 2. Czesc tego pradu poprzez pradowy przekladnik 9 i regulacyjny uklad 8 plynie przez grzejnik rezystancyjny cieplnego modelu 1, powodujac jego nagrzewanie. Natezenie pradu plynacego przez rezystancyjny grzejnik jest proporcjonalne do natezenia pradu plynacego przez uzwojenie cewki 2 silnika. Dzieki umieszczeniu cieplnego modelu 1 bezposrednio na polaczeniach czolowych uzwojen cewki 2 silnika oraz monolitycznej budowie ciepl¬ nego modelu 1 parametry cieplne tego modelu sa proporcjonalne do parametrów cieplnych uzwojen silnika zabezpieczanego. Temperatura rezystancyjnego grzejnika cieplnego modelu 1 dla róznych stanów pracy silnika jest zblizona do temperatury uzwojenia cewki 2 silnika. W momencie wystapienia wzrostu temperatury uzwojenia cewki 2 ponad wartosc dopuszczalna nastepuje wzrost temperatury grzejnika rezystancyjnego cieplnego modelu 1 i w wyniku tego wzrost temperatury pozystorowego czujnika 6, który powoduje zadzialanie wykonawczego ukladu 7 i wylaczenie silnika elektrycznego. Po obnizeniu sie temperatury uzwojenia cewki 2 silnika ponizej wartosci dopuszczalnej, obniza sie temperatura rezystancyjnego grzejnika cieplnego modelu 1, co powoduje zmniejszenie rezystncji pozystorowego czujnika 6 i powrót wykonawczego ukladu 7 do stanu wyjsciowego, co umozliwia ponowne zalaczenie silnika elektrycznego. PL PL