RU2115987C1 - Device for heat protection of electric motor - Google Patents
Device for heat protection of electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115987C1 RU2115987C1 RU96111508A RU96111508A RU2115987C1 RU 2115987 C1 RU2115987 C1 RU 2115987C1 RU 96111508 A RU96111508 A RU 96111508A RU 96111508 A RU96111508 A RU 96111508A RU 2115987 C1 RU2115987 C1 RU 2115987C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- resistor
- thyristor
- junction transistor
- cathode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к тепловой защите электрических машин и аппаратов. The invention relates to electrical engineering, namely to thermal protection of electrical machines and apparatuses.
Известно устройство для защиты трехфазных электродвигателей от перегрузки [1] , содержащее терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления, расположенным на магнитопроводе электродвигателя, датчик тока, образующие регулятор уровня сигнала, элементы выдержки времени, пороговое устройство и исполнительный орган. Недостатком известного устройства [1] является невысокая эффективность защиты при контроле перегрузки только по одному фазному току с элементом выдержки времени, так как в переходном режиме в аномальных случаях температура обмоток электродвигателя растет гораздо быстрее, чем температура магнитопровода, а пороговое устройство настраивается на срабатывание по сигналу с датчика тока, значительно превышающего номинальный фазный ток, при этом температура обмоток статора может превысить допустимую величину и нарушить изоляцию обмоток. A device for protecting three-phase electric motors from overload [1], comprising a thermistor with a positive temperature coefficient of resistance located on the magnetic circuit of the electric motor, a current sensor, forming a signal level regulator, time delay elements, threshold device and actuator. A disadvantage of the known device [1] is the low protection efficiency when overload is monitored only for one phase current with a time delay element, since in the transient mode in abnormal cases the temperature of the motor windings rises much faster than the temperature of the magnetic circuit, and the threshold device is configured to respond to a signal from a current sensor significantly exceeding the nominal phase current, while the temperature of the stator windings may exceed the permissible value and violate the insulation of the windings.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для тепловой защиты электродвигателя [2], содержащее три терморезистора, однопереходный транзистор, два стабилитрона, транзистор, четыре постоянных резистора, тиристор, выпрямительный мост, симистор, контактор с кнопками управления, где три последовательно соединенные терморезистора с положительным коэффициентом сопротивления расположены на фазных обмотках статора и соединены одним выводом со второй базой однопереходного транзистора, а вторым выводом с катодом последовательно и согласно соединенных двух стабилизаторов и с одним выводом первого резистора, который вторым выводом соединен с положительным выводом выпрямительного моста, однопереходный транзистор первой базой соединен с базой транзистора n-p-n типа и через второй резистор с "минусом" выпрямительного моста и анодом последовательно соединенных стабилитронов, при этом общая точка их соединения с эмиттером однопереходного транзистора, транзистор n-p-n типа эмиттером соединен с "минусом" выпрямительного моста и с одним выводом третьего резистора, который вторым выводом соединен с коллектором транзистора n-p-n типа, управляющим электродом тиристора и первым выводом четвертого резистора, который вторым выводом соединен с "плюсом" выпрямительного моста и с анодом тиристора, который катодом соединен с "минусом" выпрямительного моста, который входными выводами соединен с управляющим электродом и условным анодом симистора, подключенного условными катодом и анодом в цепь питания фазным напряжением контактора электродвигателя с блокирующейся контактором кнопкой "пуск" и кнопкой "стоп". The closest technical solution adopted for the prototype is a device for thermal protection of an electric motor [2], containing three thermistors, a single-junction transistor, two zener diodes, a transistor, four constant resistors, a thyristor, a rectifier bridge, a triac, a contactor with control buttons, where three are in series connected thermistors with a positive coefficient of resistance are located on the phase windings of the stator and are connected by one output to the second base of the single-junction transistor, and the second output to cathode in series and according to the connected two stabilizers and with one terminal of the first resistor, which is connected to the positive terminal of the rectifier bridge by the second terminal, the single-junction transistor is connected to the base of the npn type transistor by the first base and through the second resistor to the rectifier bridge minus and the anode of the zener diodes connected in series, while the common point of their connection with the emitter of a single-junction transistor, the npn type transistor is connected by an emitter to the minus of the rectifier bridge and to one output a resistor, which is connected to the collector of an npn type transistor by the second terminal, the thyristor control electrode and the first terminal of the fourth resistor, which is connected to the plus of the rectifier bridge and to the thyristor anode, which is connected to the minus of the rectifier bridge by the input terminal, connected to the control electrode and the conditional anode of the triac connected by the conditional cathode and the anode to the power supply circuit with the phase voltage of the motor contactor with the start button locked by the contactor and the stop button.
Недостатком известного устройства является невысокая эффективность защиты, так как не учитывается скорость разогрева обмоток и инерционность резисторов, кроме этого, цепь управления во время работы двигателя находится под высоким напряжением, что уменьшает надежность устройства и связано с дополнительной потерей энергии. A disadvantage of the known device is the low protection efficiency, since the heating rate of the windings and the inertia of the resistors are not taken into account, in addition, the control circuit is under high voltage during engine operation, which reduces the reliability of the device and is associated with additional energy loss.
Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства тепловой защиты и уменьшение энергопотребления измерительной цепью. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the thermal protection device and reduce the energy consumption of the measuring circuit.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для тепловой защиты электродвигателя, содержащем три последовательно соединенных терморезистора с положительным коэффициентом температурного сопротивления и расположенных на фазных обмотках статора, однопереходный транзистор, два постоянных резистора, тиристор, симистор в цепи включения контактором электродвигателя, выпрямительный мост, соединенный одним входным выводом с управляющим выходом симистора, в отличие от прототипа, введены конденсатор, два диода, два подстроечных резистора, четвертый терморезистор с положительным коэффициентом сопротивления, расположенный на магнитопроводе статора, один вывод которого соединен с одним свободным выводом последовательно соединенных трех терморезисторов и эмиттером однопереходного транзистора, а второй вывод с анодом первого введенного диода, катод которого соединен с первым выводом введенного первого подстроечного резистора, с катодом тиристора, с первым выводом первого резистора и отрицательным выводом выпрямительного моста, второй вывод последовательно соединенных терморезисторов соединен с первым выводом второго резистора и с первым выводом введенного конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом тиристора, с вторым выводом первого резистора и с положительным выводом выпрямительного моста, второй вывод второго резистора соединен со второй базой однопереходного транзистора, первая база которого соединена со вторым и третьим выводами первого введенного подстроечного резистора с управляющим электродом тиристора и с первым выводом второго введенного подстроечного резистора, второй и третий выводы которого соединены с анодом введенного второго диода, катод которого соединен с эмиттером однопереходного транзистора, выпрямительный мост другим входным выводом соединен с анодом симистора. This goal is achieved by the fact that in the known device for thermal protection of an electric motor, comprising three series-connected thermistors with a positive coefficient of thermal resistance and located on the phase windings of the stator, a single-junction transistor, two constant resistors, a thyristor, a triac in the switching circuit of a motor contactor, a rectifier bridge, connected by one input terminal to the control output of the triac, unlike the prototype, a capacitor, two diodes, two sub of resistors, a fourth thermistor with a positive resistance coefficient located on the stator magnetic circuit, one terminal of which is connected to one free terminal of three thermistors connected in series and an emitter of a single-junction transistor, and a second terminal with an anode of the first introduced diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the introduced first tuning resistor, with the cathode of the thyristor, with the first output of the first resistor and the negative output of the rectifier bridge, the second output of the series The newly connected thermistors are connected to the first terminal of the second resistor and to the first terminal of the inserted capacitor, the second terminal of which is connected to the thyristor anode, to the second terminal of the first resistor and to the positive terminal of the rectifier bridge, the second terminal of the second resistor is connected to the second base of the single-junction transistor, whose first base connected to the second and third terminals of the first input tuning resistor with the control electrode of the thyristor and to the first output of the second input tuning resistor ora, second and third terminals are connected to the anode of the second diode is inputted, the cathode of which is connected to the emitter of unijunction transistor bridge rectifier another input terminal connected to the anode of the triac.
На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства тепловой защиты электродвигателя. The drawing shows an electrical schematic diagram of a device for thermal protection of an electric motor.
Устройство тепловой защиты электродвигателя содержит три последовательно соединенных терморезистора 1, расположенных на фазных обмотках статора электродвигателя 2, четвертый терморезистор 3, расположенный на магнитопроводе статора электродвигателя 2 и соединенный с одним выводом с терморезисторами 1, диод 4, соединенный анодом с терморезистором 3, диод 5, соединенный катодом с общей точкой соединения первого вывода последовательно соединенных терморезисторов 1 и первого вывода терморезистора 3, подстроечный резистор 6, соединенный подвижным выводом и одним неподвижным выводом с анодом диода 5, подстроечный резистор 7, соединенный подвижным выводом и одним неподвижным выводом с другим неподвижным выводом резистора 6, однопереходный транзистор 8, эмиттер которого соединен с катодом диода 5, а первая база с общей точкой резисторов 6 и 7, резистор 9, соединенный одним выводом со второй базой однопереходного транзистора 8, конденсатор 10, соединенный с другим выводом резистора 9, тиристор 11, управляющий электрод которого соединен с первой базой однопереходного транзистора 8, резистор 12, выпрямительный мост 13, к плюсовому выводу которого соединены другой вывод конденсатора, анод тиристора 11 и один вывод резистора 12, а к "минусовому" выводу моста присоединены катод диода 4, другой неподвижный вывод резистора 7, катод тиристора 11 и другой вывод резистора 12, симистор 14, который управляющим выводом и условным анодом соединен со входом выпрямительного моста 13, контактор 15, который через условные анод и катод симистора 14, кнопку 16 "пуск" с блокирующим контактом 18 контактора и кнопку 17 "стоп" подключен к фазному или линейному напряжению трехфазного питания, которое подается на электродвигатель 2 через силовые контакторы 19 контактора 15. The thermal motor protection device contains three series-connected thermistors 1 located on the phase windings of the stator of the electric motor 2, a fourth thermistor 3 located on the magnetic circuit of the stator of the electric motor 2 and connected to one terminal with thermistors 1, a diode 4 connected by an anode to a thermistor 3, diode 5, connected to the cathode with a common point of connection of the first output of thermistors 1 connected in series and the first output of thermistor 3, trimming resistor 6, connected by one output terminal and one fixed terminal with the anode of the diode 5, a trimming resistor 7 connected by a movable terminal and one fixed terminal with another fixed terminal of the resistor 6, a single-junction transistor 8, the emitter of which is connected to the cathode of the diode 5, and the first base with a common point of the resistors 6 and 7, a resistor 9 connected to a second base of a single-junction transistor 8 by one terminal, a capacitor 10 connected to a different terminal of a resistor 9, a thyristor 11, the control electrode of which is connected to a first base of a single-junction transistor 8, a resistor OP 12, a rectifier bridge 13, to the positive terminal of which is connected another terminal of the capacitor, the anode of the thyristor 11 and one terminal of the resistor 12, and to the "negative" terminal of the bridge are connected the cathode of the diode 4, another stationary terminal of the resistor 7, the cathode of the thyristor 11 and the other terminal of the resistor 12, a triac 14, which is connected to the input of the rectifier bridge 13 by a control pin and a conditional anode, a contactor 15, which is connected via a conditional anode and a cathode of a triac 14, a start button 16 with a blocking contact 18 of the contactor, and a stop button 17 connected to the phase or linear pressure yazheniyu phase supply, which is supplied to the motor 2 via power contactors 19 of the contactor 15.
Устройство тепловой защиты электродвигателя работает следующим образом. The thermal protection device of the electric motor operates as follows.
При включении кнопки "пуск" напряжение с выводов управления и условного анода закрытого симистора приложится к выходным выводам выпрямительного моста 13, через конденсатор 10 потечет зарядный ток, который через параллельные ветви, образованные терморезисторами 1, 3, диодом 4 и резисторами 7, 9, межбазовым сопротивлением однопереходного транзистора 8, замкнется на отрицательный вывод выпрямительного моста. Постоянное время заряда конденсатора выбирается значительно меньше полупериода питающего напряжения, а температурный коэффициент сопротивления терморезистора 3 меньше, чем у терморезисторов 1, или с большей классификационной температурой. При температурах обмотки статора электродвигателя, не превышающих допустимых значений, сопротивление терморезисторов мало и потенциал эмиттера однопереходного транзистора 8 открывает его, шунтируя управляющий электрод тиристора 11, который открывается и шунтирует выпрямительный мост 13, открывая симистор 14, закрывая тиристор 11. Контактор сработает, включит электродвигатель 2 и заблокирует кнопку 16 "пуск". В течение полупериода через симистор течет ток, удерживающий контактор 15. При открытии тиристора 11 заряд конденсатора прекратится, падение напряжения на терморезисторах 1, 3 и в параллельной ветви однопереходного транзистора упадет до нуля, однопереходный транзистор закроется, конденсатор разрядится через открытый в начале тиристор и впоследствии симистор, резисторы 7, 6, диод 5 и терморезисторы 1 за время, меньшее полупериода питающего напряжения. В конце полупериода симистор закроется, а в начале следующего полупериода через конденсатор потечет максимальный зарядный ток, однопереходный транзистор снова откроется и процесс повторится, контактор останется во включенном состоянии. Подстроечным резистором 7 обеспечивается гарантированный пуск холодного электродвигателя, когда температура обмоток и магнитопровода статора одинаковы. Диод 4 препятствует прохождению разрядного тока конденсатора 10 через терморезистор 3. Подстроечный резистор 6 и диод 5 шунтируют в обратном направлении эмиттерный переход транзистора 8 и обеспечивают регулируемый дополнительный подогрев разрядным током только терморезисторов 1, тем самым настраивая устройство на необходимую температуру отключения при горячем магнитопроводе статора. When the start button is turned on, the voltage from the control terminals and the conditional anode of the closed triac will be applied to the output terminals of the rectifier bridge 13, charging current will flow through the capacitor 10, which through parallel branches formed by thermistors 1, 3, diode 4 and resistors 7, 9, interbase the resistance of the single-junction transistor 8, will be closed to the negative terminal of the rectifier bridge. The constant charge time of the capacitor is chosen much less than the half-cycle of the supply voltage, and the temperature coefficient of resistance of the thermistor 3 is less than that of the thermistors 1, or with a higher classification temperature. At temperatures of the stator winding of the electric motor, not exceeding the permissible values, the resistance of the thermistors is small and the emitter potential of the single-junction transistor 8 opens it by shunting the control electrode of the thyristor 11, which opens and shunts the rectifier bridge 13, opening the triac 14, closing the thyristor 11. The contactor will work, turn on the motor 2 and locks the start button 16. During the half-cycle, the current holding the contactor 15 flows through the triac. When the thyristor 11 is opened, the capacitor charge ceases, the voltage drop across the thermistors 1, 3 and in the parallel branch of the single-junction transistor drops to zero, the single-junction transistor closes, the capacitor discharges through the thyristor opened at the beginning and subsequently triac, resistors 7, 6, diode 5 and thermistors 1 for a time less than half the supply voltage. At the end of the half-cycle, the triac will close, and at the beginning of the next half-cycle, the maximum charging current will flow through the capacitor, the single-junction transistor will open again and the process will repeat, the contactor will remain on. Trimmer resistor 7 provides a guaranteed start-up of a cold electric motor, when the temperature of the windings and the stator magnetic circuit are the same. The diode 4 prevents the discharge current of the capacitor 10 from passing through the thermistor 3. The tuning resistor 6 and the diode 5 bypass the emitter junction of the transistor 8 in the opposite direction and provide adjustable additional heating by the discharge current of only the thermistors 1, thereby setting the device to the required shutdown temperature when the stator has a hot magnetic circuit.
Электродвигатель отключается устройством следующим образом. При медленном нагреве электродвигателя температура магнитопровода Тст за счет лучшего теплообмена с окружающей средой и большой массы меньше температуры обмоток статора Т01, Т02, Т03. Регулируемый разрядный ток дополнительно разогреет терморезисторы 1 и относительное изменение сопротивления их даже при одинаковой скорости нагрева будет увеличиваться быстрее, чем у терморезистора 3, и потенциал эмиттера однопереходного транзистора будет уменьшаться. При достижении критической температуры обмоток статора однопереходный транзистор не будет открываться в начале полупериода напряжения питания, тем самым будут закрыты тиристор 11, симистор 14 и контактор 15 отключит электродвигатель 2. Конденсатор 10 разрядится через сопротивление 12.The electric motor is turned off by the device as follows. When the electric motor is slowly heated, the temperature of the magnetic circuit T st due to better heat exchange with the environment and a large mass is less than the temperature of the stator windings T 01 , T 02 , T 03 . The adjustable discharge current will additionally heat up the thermistors 1 and the relative change in their resistance even at the same heating rate will increase faster than that of the thermistor 3, and the emitter potential of the single-junction transistor will decrease. When the critical temperature of the stator windings is reached, the single-junction transistor will not open at the beginning of the half-cycle of the supply voltage, thereby closing the thyristor 11, the triac 14 and the contactor 15 will turn off the motor 2. The capacitor 10 is discharged through the resistance 12.
При быстром нагреве электродвигателя (из-за короткого замыкания обмоток, перегрузок, обрыва фазы, перенапряжения) хотя бы одна из фазных обмоток будет нагреваться гораздо быстрее магнитопровода статора и, несмотря на инерционность терморезисторов 1, относительное сопротивление их будет увеличиваться гораздо быстрее, чем у терморезистора 3, и потенциал на эмиттере, уменьшаясь, закроет однопереходный транзистор и устройство отключит двигатель раньше, чем температура обмоток статора достигнет критического значения. With fast heating of the electric motor (due to a short circuit of the windings, overloads, phase failure, overvoltage), at least one of the phase windings will heat up much faster than the stator magnetic circuit and, despite the inertia of the thermistors 1, their relative resistance will increase much faster than that of the thermistor 3, and the potential at the emitter, decreasing, will close the single-junction transistor and the device will turn off the motor before the temperature of the stator windings reaches a critical value.
Итак, заявляемое изобретение имеет простую реализацию, лучшую эффективность защиты, чем известные, так как реагирует не только на температуру обмоток статора, но и на скорость разогрева их, более экономично, т.к. работает в импульсном режиме. So, the claimed invention has a simple implementation, better protection efficiency than the known ones, as it responds not only to the temperature of the stator windings, but also to the speed of heating them, more economically, because works in a pulsed mode.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1403203, кл. H 02 H 7/085, 7/08. Устройство для защиты переходных электродвигателей от перегрузки.Sources of information:
1. Copyright certificate of the USSR N 1403203, cl. H 02 H 7/085, 7/08. Device for protecting transient motors from overload.
2. Авторское свидетельство СССР N 1661897, кл. H 02 H 5/04. Устройство тепловой защиты электродвигателя. 2. USSR author's certificate N 1661897, cl. H 02 H 5/04. Thermal motor protection device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96111508A RU2115987C1 (en) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Device for heat protection of electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96111508A RU2115987C1 (en) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Device for heat protection of electric motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2115987C1 true RU2115987C1 (en) | 1998-07-20 |
| RU96111508A RU96111508A (en) | 1998-09-27 |
Family
ID=20181661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96111508A RU2115987C1 (en) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | Device for heat protection of electric motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2115987C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672568C2 (en) * | 2013-05-16 | 2018-11-16 | Континенталь Отомотив Франс | Method of managing electronic circuit including thermal protection device and corresponding electronic circuit |
| RU2761393C1 (en) * | 2021-04-12 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Device for three-phase electric motor protection against operating emergency conditions |
-
1996
- 1996-06-06 RU RU96111508A patent/RU2115987C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2672568C2 (en) * | 2013-05-16 | 2018-11-16 | Континенталь Отомотив Франс | Method of managing electronic circuit including thermal protection device and corresponding electronic circuit |
| US10535991B2 (en) | 2013-05-16 | 2020-01-14 | Continental Automotive France | Method of managing an electronic circuit including a thermal protection device and corresponding electronic circuit |
| RU2761393C1 (en) * | 2021-04-12 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Device for three-phase electric motor protection against operating emergency conditions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2085202C (en) | Positive temperature coefficient start winding protection | |
| US5051681A (en) | Electronic circuit for a single phase induction motor starting | |
| JPH06339291A (en) | Starting device for single-phase induction motor | |
| KR20070100627A (en) | Mutual inductive contactless starter | |
| US3562587A (en) | Overheating control device for alternating current motor | |
| US3079524A (en) | Protector for dynamoelectric machines | |
| US3740613A (en) | Apparatus for controlling the energization of a load | |
| US3718839A (en) | Under-voltage protection device | |
| RU2115987C1 (en) | Device for heat protection of electric motor | |
| US6570359B2 (en) | Motor starting circuit | |
| US3600656A (en) | Starting means for a single-phase asynchronous motor | |
| US3965396A (en) | Condition responsive control circuit | |
| US3280373A (en) | Over-temperature protection system having means for simulating the temperature rise rate of a dynamoelectric machine and winding | |
| RU2761393C1 (en) | Device for three-phase electric motor protection against operating emergency conditions | |
| RU2069435C1 (en) | Device for protecting ac electric engine against abnormal modes of operation | |
| CN218976330U (en) | Motor protector composed of switch type thermistor and semiconductor | |
| RU2015596C1 (en) | Electric motor protection device | |
| SU1582308A1 (en) | Device for starting and protecting induction motor from emergency conditions | |
| SU1661897A1 (en) | Device for motor overheat protection | |
| SU765933A1 (en) | Device for protecting induction motor from abnormal mode | |
| KR870000122B1 (en) | Arrangement for starting motor | |
| RU2116692C1 (en) | Device for regulation of rotational speed of electric motor | |
| RU1817259C (en) | Electrical air heater | |
| SU1665487A1 (en) | Device for thermoresistor starting of asynchronous motors | |
| RU3666U1 (en) | ELECTRIC MOTOR PROTECTION AGAINST OVERHEATING |