RU2182395C2 - Emergency protective gear of three-phase motor - Google Patents

Emergency protective gear of three-phase motor Download PDF

Info

Publication number
RU2182395C2
RU2182395C2 RU99109481A RU99109481A RU2182395C2 RU 2182395 C2 RU2182395 C2 RU 2182395C2 RU 99109481 A RU99109481 A RU 99109481A RU 99109481 A RU99109481 A RU 99109481A RU 2182395 C2 RU2182395 C2 RU 2182395C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
voltage
output
phase
unit
Prior art date
Application number
RU99109481A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99109481A (en
Inventor
Б.А. Карташов
С.В. Оськин
Д.М. Таранов
Original Assignee
Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия filed Critical Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия
Priority to RU99109481A priority Critical patent/RU2182395C2/en
Publication of RU99109481A publication Critical patent/RU99109481A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2182395C2 publication Critical patent/RU2182395C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; protection of motors in industry and agriculture. SUBSTANCE: emergency protective gear is provided with newly introduced transient temperature compensating unit in the form of differential amplifier. Joint use of mentioned unit and overtemperature, voltage-unbalance, and phase-failure protective units incorporated in prototype enables reliable operation of protective gear in emergency situations during both single-phase and multiphase ground faults as well as during motor starting at supply voltage unbalance when unbalance level is too low for voltage unbalance and phase-failure protective units to respond to. EFFECT: enhanced reliability and enlarged functional capabilities of protective gear. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты электродвигателей в промышленности и сельском хозяйстве. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to protect electric motors in industry and agriculture.

Известно устройство для тепловой защиты электродвигателя [1], содержащее блок питания на основе выпрямительного моста, балластного резистора и стабилитронов, к которым подключен транзисторный узел температурной защиты, термодатчики, тиристорный ключ и исполнительный элемент. A device is known for thermal protection of an electric motor [1], comprising a power supply based on a rectifier bridge, a ballast resistor, and zener diodes, to which a transistor assembly for thermal protection, temperature sensors, a thyristor switch, and an actuator are connected.

Недостатком данного устройства является недостаточная надежность при следующих аварийных режимах: заклинивании ротора (трехфазном коротком замыкании), однофазных и двухфазных коротких замыканиях в обмотке статора электродвигателя, несимметрии напряжений питающей сети и пуска электродвигателя с несимметрией фаз питающей сети и моментом рабочей машины пускового, но больше минимального момента электродвигателя. The disadvantage of this device is the lack of reliability in the following emergency conditions: jamming of the rotor (three-phase short circuit), single-phase and two-phase short circuits in the stator winding of the electric motor, asymmetry of the supply voltage and starting of the electric motor with the asymmetry of the phases of the mains and the moment of the starting machine, but more than the minimum starting machine electric motor torque.

Известно устройство для температурной защиты электродвигателя [2], содержащее термодатчик, выход которого подключен к конденсатору дифференцирующего усилителя, пороговый элемент, логический элемент ИЛИ, выход которого подключен к исполнительному органу. A device for thermal protection of an electric motor [2] is known, comprising a thermal sensor, the output of which is connected to a capacitor of a differentiating amplifier, a threshold element, an OR logic element, the output of which is connected to an actuator.

Недостатком устройства является недостаточная надежность срабатывания в широком диапазоне аварийных режимов. The disadvantage of this device is the lack of reliability in a wide range of emergency conditions.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является устройство [3] для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащие блок питания, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации со стабилитроном повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены блок температурной защиты, включающий три транзистора и терморезисторы, коллекторы первого и второго транзисторов объединены, при низком сопротивлении терморезисторов первый и второй транзисторы закрыты, а третий транзистор открыт, при увеличении сопротивления терморезисторов, второй транзистор открыт, что приводит к закрытию третьего транзистора, блок защиты, от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети, включающий два транзистора, вход этого блока соединен с выходом датчика обрыва фаз настоящей сети, включающего соединенные звездой три резистора, при подаче симметричного трехфазного тока на устройство первый транзистор блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети закрыт, а его второй транзистор открыт, при возникновении недопустимой несимметрии напряжений или обрыве фаз на средней точке датчика обрыва фаз появляется потенциал, который приводит к открытию первого транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети и закрытию его второго транзистора, исполнительный орган, включающий два резистора, диод и транзистор, один выход первого резистора. Соединен с катушкой реле, при симметрии напряжений сети трехфазного тока и нормальной температуре обмотки статора третий транзистор блока температурной защиты и второй транзистор блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети открыты, поэтому потенциал базы транзистора исполнительного органа ниже потенциала его эмиттера на величину напряжения стабилизации стабилитрона пониженного напряжения, и третий транзистор блока температурной защиты закрыт, при возникновении технологической перегрузки или недопустимой несимметрии напряжений сети на базу транзистора исполнительного органа подается положительное смещение через первый резистор исполнительного органа и транзистор открыт, при этом он пропускает основную часть тока через свой эмиттерно- коллекторный переход на катод стабилитрона пониженного напряжения, резкое снижение тока через катушку реле приводит к размыканию его контракта, а также блок сигнализации, подключенный к коллекторам третьего транзистора блока температурной защиты и второго транзистора блока защиты от несимметрии напряжения и обрыва фаз питающей сети, включающий два транзистора, два резистора и два светодиода. The closest in technical essence to the claimed technical solution is a device [3] for protecting a three-phase electric motor from emergency operation, containing a power supply connected via an output relay to the stabilization unit with a zener diode of high and low voltage, to which a temperature protection unit is connected, including three transistors and thermistors, collectors of the first and second transistors are combined, with a low resistance of thermistors the first and second transistors are closed, and the third the transistor is open, with an increase in the resistance of thermistors, the second transistor is open, which leads to the closure of the third transistor, the protection unit, from voltage asymmetry and phase failure of the supply network, including two transistors, the input of this unit is connected to the output of the phase failure sensor of the real network, including those connected by a star three resistors, when a symmetric three-phase current is applied to the device, the first transistor of the block for protecting against voltage unbalance and phase failure of the supply network is closed, and its second transistor is open, when If an unacceptable voltage unbalance occurs or a phase break occurs at the midpoint of the phase failure sensor, a potential appears that leads to the opening of the first transistor of the protection block against voltage asymmetry and phase failure of the supply network and the closure of its second transistor, an actuator comprising two resistors, a diode and a transistor, one output of the first resistor. Connected to a relay coil, when the voltage of the three-phase current network is symmetrical and the stator winding temperature is normal, the third transistor of the temperature protection block and the second transistor of the block of protection against voltage asymmetry and phase failure of the supply network are open, therefore the base potential of the transistor of the actuator is lower than the potential of its emitter by the stabilization voltage low voltage zener diode, and the third transistor of the thermal protection unit is closed, if a technological overload occurs or an unacceptable In order to measure the voltage of the network, a positive bias is applied to the base of the transistor of the executive body through the first resistor of the executive body and the transistor is open, while it passes the bulk of the current through its emitter-collector junction to the cathode of the Zener diode, a sharp decrease in current through the relay coil leads to the opening of its contract as well as an alarm unit connected to the collectors of the third transistor of the temperature protection unit and the second transistor of the asymmetry protection unit I break the mains phases, comprising two transistors, two resistors and two LEDs.

Недостатком данного устройства является недостаточная надежность срабатывания при аварийных режимах трехфазного, двухфазного и однофазного короткого замыкания в цепи обмотки статора электродвигателя с несимметрией фаз питающей сети и с моментом рабочей машины меньше пускового, но больше минимального момента электродвигателя, когда уровень несимметрии фаз недостаточен для срабатывания узла защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети. Указанные недостатки снижают также и функциональные возможности устройства защиты. The disadvantage of this device is the insufficient reliability of operation during emergency modes of a three-phase, two-phase and single-phase short circuit in the stator winding circuit of an electric motor with an asymmetry in the phases of the supply network and with a working machine moment less than the starting, but greater than the minimum motor moment, when the phase asymmetry level is insufficient for the protection unit to operate from voltage unbalance and phase failure of the supply network. These disadvantages also reduce the functionality of the protection device.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности защиты и расширения функциональных возможностей устройства защиты. The present invention solves the problem of increasing the reliability of protection and expanding the functionality of the protection device.

Для достижения этого технического результата в устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащее блок питания, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации со стабилитроном повышенного и стабилитроном пониженного напряжения и выходами повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены блок температурной защиты, включающий три транзистора и терморезисторы, коллекторы первого и второго транзисторов объединены, при низком сопротивлении терморезисторов первый и второй транзисторы закрыты, а третий транзистор открыт, при увеличении сопротивления терморезисторов второй транзистор открыт, что приводит к закрытию третьего транзистора, блок защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети, включающий два транзистора, вход этого блока соединен с выходом датчика обрыва фаз питающей сети, включающего соединенные звездой три резистора при подаче симметричного трехфазного тока на устройство первый транзистор блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети закрыт, а его второй транзистор открыт, при возникновении недопустимой несимметрии напряжений или обрыве фаз на средней точке датчика обрыва фаз появляется потенциал, который приводит к открытию первого транзистора блока защиты о несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети и закрытию его второго транзистора исполнительный орган, включающий два резистора, диод и транзистор, один выход первого резистора соединен с катушкой реле, при симметрии напряжения сети трехфазного тока и нормальной температуры обмотки статора третий транзистор блока температурной защиты и второй транзистор блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети открыты, поэтому потенциал базы транзистора исполнительного органа ниже потенциала его эмиттера на величину напряжения стабилизации стабилитрона пониженного напряжения, и третий транзистор блока температурной защиты закрыт, при возникновении технологической перегрузки или недопустимой несимметрии напряжений сети на базу транзистора исполнительного органа подается положительное смещение через первый резистор исполнительного органа, и транзистор открыт, при этом он пропускает основную часть тока через свой эмиттерно-коллекторный переход на катод стабилитрона пониженного напряжения, резкое снижение тока через катушку реле приводит к размыканию его контакта, а также блок сигнализации, подключенный к коллекторам третьего транзистора блока температурой защиты и второго транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети, включающий два транзистора, два резистора и два светодиода, дополнительно введены блок компенсации динамической температурной погрешности, включающий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к первому выходу терморезисторов, конденсатор одним выводом соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а вторым выводом с другим выходом терморезисторов, первый резистор одним выводом подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а вторым выводом к выходу операционного усилителя, транзистор, коллектор которого подключен к эмиттеру второго транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети, а эмиттер - к аноду стабилитрона повышенного напряжения, второй резистор одним выходом подключен к базе транзистора блока компенсации динамической температурной погрешности, а вторым выводом - к третьему операционного усилителя, первый транзистор блока компенсации динамической температурной погрешности, третий резистор, первый вывод которого соединен с базой транзистора блока компенсации динамической температурной погрешности, а второй вывод - с катодом стабилитрона пониженного напряжения, в блок сигнализации - транзистор, эмиттер которого соединен с анодом стабилитрона повышенного напряжения, резистор одним выводом подключен к коллектору транзистора блока компенсации динамической температурной погрешности, а вторым выводом - к базе введенного транзистора блока сигнализации, светодиод, катод которого подключен к коллектору введенного транзистора блока сигнализации, а анод соединен с катодом стабилитрона пониженного напряжения. To achieve this technical result, a device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions, comprising a power supply connected via an output relay to a stabilization unit with a high voltage zener diode and a low voltage zener diode and high and low voltage outputs to which a temperature protection unit is connected, including three transistors and thermistors, collectors of the first and second transistors are combined, with a low resistance of thermistors the first and second trans the tori are closed, and the third transistor is open, with an increase in the resistance of the thermistors, the second transistor is open, which leads to the closing of the third transistor, a block of protection against voltage asymmetry and phase failure of the supply network, including two transistors, the input of this unit is connected to the output of the sensor of the phase failure of the supply network, including three resistors connected by a star when a symmetric three-phase current is applied to the device, the first transistor of the block of protection against voltage unbalance and phase failure of the supply network is closed, and its second transistor open, if an unacceptable voltage asymmetry occurs or a phase break occurs at the midpoint of the phase failure sensor, a potential appears that leads to the opening of the first transistor of the protection unit about voltage asymmetry and phase failure of the supply network and the second transistor closing, the actuator including two resistors, a diode and a transistor , one output of the first resistor is connected to the relay coil, with the symmetry of the voltage of the three-phase current network and the normal temperature of the stator winding, the third transistor of the thermal protection unit and the second transistor of the block of protection against voltage unbalance and phase failure of the supply network are open, therefore, the base potential of the transistor of the executive body is lower than the potential of its emitter by the value of the stabilization voltage of the low voltage zener diode, and the third transistor of the temperature protection block is closed when a process overload or unacceptable asymmetry of the network voltage occurs a positive bias is applied to the base of the transistor of the actuator through the first resistor of the actuator, and the transistor p is open, while it passes the bulk of the current through its emitter-collector junction to the cathode of the low voltage zener diode, a sharp decrease in current through the relay coil leads to the opening of its contact, as well as an alarm unit connected to the collectors of the third transistor of the unit with a protection temperature and a second transistor The block of protection against voltage unbalance and phase failure of the supply network, including two transistors, two resistors and two LEDs, an additional block for compensating the dynamic temperature load is introduced It includes an operational amplifier, a non-inverting input of which is connected to the first output of the thermistors, a capacitor with one output connected to the inverting input of the operational amplifier, and a second output with another output of the thermistors, the first resistor with one output connected to the inverting input of the operational amplifier, and the second output to the output of the operational an amplifier, a transistor, the collector of which is connected to the emitter of the second transistor of the block of protection against voltage unbalance and phase failure of the supply network, and the emitt ep - to the anode of the Zener diode of high voltage, the second resistor is connected with one output to the base of the transistor of the dynamic temperature error compensation unit, and the second output - to the third of the operational amplifier, the first transistor of the dynamic temperature error compensation unit, the third resistor, the first output of which is connected to the base of the transistor of the unit dynamic temperature error compensation, and the second output - with the cathode of the Zener diode of low voltage, to the signaling unit - a transistor, the emitter of which connected to the anode of the high voltage zener diode, the resistor is connected to the collector of the transistor of the dynamic temperature error unit by a single output, and the second terminal is connected to the base of the transistor of the signaling unit, an LED is connected to the collector of the transistor of the signaling unit, and the anode is connected to the cathode of the low voltage zener diode voltage.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы. The drawing shows a circuit diagram of a device for protecting a three-phase motor from emergency operation.

Устройство содержит блок питания 1, выполненный в виде балластного конденсатора 2 и разрядного резистора 3, диодов 4,5, сглаживающего конденсатора 6, блок 7 стабилизации, содержащий стабилитрон повышенного напряжения 8, балластный резистор 9 и стабилитрон пониженного напряжения 10. К плюсу сглаживающего конденсатора 6 подключен первый вывод катушки 11 реле 12, второй вывод катушки 11 подключен к катоду стабилитрона повышенного напряжения 8. К стабилитрону пониженного напряжения 10 подключен блок температурной защиты 13, включающий транзисторы 14, 15, 16, резисторы 17, 18, 19, 20, 21, 22, терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) 23, 24, 25, диоды 26,27 конденсатор 28. К стабилитрону повышенного напряжения 8 подключен блок компенсации динамической температурной погрешности 29, включающий, операционный усилитель 30, транзистор 31, резисторы 32, 33, 34 конденсатор 35. К стабилитрону пониженного напряжения 10 подключен блок защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети 36, включающий транзисторы 37, 38 резисторы 39, 40, 41, 42, 43, диод 44, конденсатор 45. Вход блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети 36 соединен с выходом датчика обрыва фаз 46, включающего соединенные звездой резисторы 47, 48, 49. К коллекторам транзисторов 16, 31, 37 подключен блок сигнализации 50, включающий транзисторы 51, 52, 53 резисторы 54, 55, 56 светодиоды 57, 58, 59. Питание блока сигнализации осуществляется от стабилитрона пониженного напряжения 10. Один выход резистора 60 исполнительного органа 61, который состоит также из транзистора 62, резистора 63 диода 64, соединен с катушкой 11 реле 12, имеющий контакт 65, соединенный с магнитным пускателем (на чертеже не показан) управляющим электродвигательным. The device includes a power supply 1, made in the form of a ballast capacitor 2 and a discharge resistor 3, diodes 4,5, a smoothing capacitor 6, a stabilization unit 7 containing a high voltage zener diode 8, a ballast resistor 9 and a low voltage zener diode 10. To the plus of a smoothing capacitor 6 connected the first output of the coil 11 of the relay 12, the second output of the coil 11 is connected to the cathode of the zener diode of high voltage 8. To the zener diode of low voltage 10 is connected to a temperature protection unit 13, including transistors 14, 15, 16, resistors 17, 18, 19, 20, 21, 22, thermistors with a positive temperature coefficient of resistance (TCS) 23, 24, 25, diodes 26.27, a capacitor 28. A dynamic temperature error compensation unit 29 is connected to an overvoltage zener diode 8, including operational amplifier 30, transistor 31, resistors 32, 33, 34, capacitor 35. A low voltage zener diode 10 is connected to a block of protection against voltage unbalance and phase failure of the supply network 36, including transistors 37, 38, resistors 39, 40, 41, 42, 43, diode 44, capacitor 45. The input of the protection against voltage and phase-loss symmetry of the supply network 36 is connected to the output of the phase-break sensor 46, including star-connected resistors 47, 48, 49. An alarm unit 50, including transistors 51, 52, 53, resistors 54, 55 is connected to the collectors of transistors 16, 31, 37 56 LEDs 57, 58, 59. The alarm unit is powered by a low voltage zener diode 10. One output of the resistor 60 of the actuator 61, which also consists of a transistor 62, resistor 63 of the diode 64, is connected to the coil 11 of the relay 12, having a contact 65, connected to a magnetic starter em (not shown) electric motor control.

Устройство работает следующим образом. При подаче симметричного трехфазного тока на клеммы АВС, устройства и нормальной температуре обмоток статора на выходе блока питания 1 появляются напряжения постоянного тока ток проходит через катушку 11 реле 12 на блок стабилизации 7. The device operates as follows. When a symmetric three-phase current is applied to the terminals of the ABC, device and the normal temperature of the stator windings at the output of the power supply 1, DC voltages appear, the current passes through the coil 11 of the relay 12 to the stabilization unit 7.

При этом контакт 65 реле 11 замыкается и электродвигатель через магнитный пускатель включается в работу. На средней точке "0" датчика обрыва фаз 46 напряжение равно нулю. Транзистор 38 закрыт, а транзистор 37 открыт положительным смещением, подаваемым на базу через резистор 39 с плюса пониженного напряжения блока стабилизации 7. Сопротивление терморезисторов 23, 24, 25 мало, и транзистор 15 закрыт, так как потенциал его базы недостаточен для открытия перехода эмиттер-коллектор. Транзистор 14 также закрыт, так как положительное смещение, подаваемое через резистор 17 недостаточно для открытия эмиттер-коллекторного перехода. Поскольку транзисторы 14, 15, объединенные коллекторами закрыты, транзистор 16 открыт положительным смещением, подаваемым через резистор 18 с пониженного напряжения блока стабилизации 7. Температура обмотки электродвигателя не увеличивается, операционный усилитель 30 закрыт и транзистор 31 открыт положительным смещением, подаваемым через резистор 32 с плюса пониженного напряжения блока стабилизации 7. Таким образом, транзисторы 16, 31, 37 открыты, поэтому потенциал базы транзистора 62 исполнительного органа 61 ниже потенциала эмиттера на величину напряжения стабилизации стабилитрона пониженного напряжения 10 и транзистор 62, поэтому закрыт. На базы транзисторов 51, 52, 53 подается отрицательный потенциал через эмиттер-коллекторные переходы транзисторов 16, 31, 37, поэтому первые закрыты, и ток через светодиоды 57, 58, 59 не протекает. When this contact 65 of the relay 11 is closed and the motor through a magnetic starter is included in the work. At the midpoint "0" of the phase-off sensor 46, the voltage is zero. The transistor 38 is closed, and the transistor 37 is opened by a positive bias supplied to the base through a resistor 39 with the plus of the low voltage of the stabilization unit 7. The resistance of the thermistors 23, 24, 25 is small, and the transistor 15 is closed, since its base potential is insufficient to open the emitter collector. The transistor 14 is also closed, since the positive bias supplied through the resistor 17 is not enough to open the emitter-collector junction. Since the transistors 14, 15 connected by the collectors are closed, the transistor 16 is open by a positive bias supplied through the resistor 18 from the low voltage of the stabilization unit 7. The temperature of the motor winding does not increase, the operational amplifier 30 is closed and the transistor 31 is open by a positive bias supplied through the resistor 32 with a plus low voltage of the stabilization unit 7. Thus, the transistors 16, 31, 37 are open, therefore, the base potential of the transistor 62 of the actuator 61 is lower than the potential of the emitter by stabilization voltage stabilitron low voltage 10 and the transistor 62, therefore, closed. A negative potential is supplied to the bases of transistors 51, 52, 53 through the emitter-collector junctions of transistors 16, 31, 37, so the first ones are closed, and current does not flow through the LEDs 57, 58, 59.

При возникновении технологической перегрузки электродвигатель перегревается, В результате этого увеличивается сопротивление терморезисторов 23, 24, 25 блока температурной защиты 13, открывается транзистор 15, что приводит к закрытию транзистора 16. На базу транзистора 62 исполнительного органа 61 подается положительное смещение через резистор 60 и транзистор 62 открывается, пропуская основную часть тока по следующей цепи: плюс оглаживающего конденсатора 6, диод 64, эмитер-коллекторный переход транзистора 62, катод стабилитрона пониженного напряжения 10. When technological overload occurs, the electric motor overheats. As a result, the resistance of the thermistors 23, 24, 25 of the temperature protection unit 13 increases, the transistor 15 opens, which closes the transistor 16. A positive bias is applied to the base of the transistor 62 of the actuator 61 through the resistor 60 and the transistor 62 opens by passing the main part of the current along the following circuit: plus a smoothing capacitor 6, diode 64, emitter-collector junction of the transistor 62, low voltage zener diode cathode 10.

Другая часть тока (10-15%) протекает через катушку 11 реле 12 и подается на стабилитрон повышенного напряжения 8, удерживающий транзистор 62 в открытом состоянии. Резкое снижение тока через катушку 11 реле 12 приводит к тому, что контакт 65 размыкается и открывает катушку магнитного пускателя (на чертеже не показан, а последний отключает электродвигатель от сети. Одновременно, закрытие транзистора 16 приводит к получению тока транзистором 51 по следующей цепи: резисторы 60, 54, переход база-эмиттер транзистора 51, эмиттер - коллекторные переходы транзисторов 37, 31. При этом получает питание светодиод 57, сигнализирующий о возникновении технологической перегрузки. Another part of the current (10-15%) flows through the coil 11 of the relay 12 and is supplied to the high voltage zener diode 8, which holds the transistor 62 in the open state. A sharp decrease in the current through the coil 11 of the relay 12 leads to the fact that the contact 65 opens and opens the coil of the magnetic starter (not shown in the drawing, and the latter disconnects the electric motor from the network. At the same time, closing the transistor 16 leads to the receipt of current by the transistor 51 in the following circuit: resistors 60, 54, the base-emitter junction of the transistor 51, the emitter is the collector junction of the transistors 37, 31. At the same time, the LED 57 receives power, signaling the occurrence of a technological overload.

При возникновении недопустимой несимметрии напряжений трехфазной сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью на средней точке "0" датчика обрыва фаз 46 появляется потенциал, который приводит к открытию транзистора 38 блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети 36. Транзистор 37 при этом закрывается, транзистор 62 получает положительное смещение на базу, и, открываясь, отключает катушку 11 реле 12 аналогично случаю технологической перегрузки. Одновременно с закрытием транзистора 37 получает ток управления транзистора 52, питание подается на светодиод 58, сигнализирующий с недопустимой несимметрии напряжений питающей сети. If an unacceptable voltage unbalance occurs in a three-phase AC network with a grounded neutral at the midpoint "0" of the phase-loss sensor 46, a potential appears that leads to the opening of the transistor 38 of the protection block against voltage asymmetry and phase failure of the supply network 36. The transistor 37 closes, the transistor 62 receives a positive offset to the base, and, opening, disconnects the coil 11 of the relay 12 similarly to the case of technological overload. Simultaneously with the closing of the transistor 37 receives the control current of the transistor 52, the power is supplied to the LED 58, signaling with an unacceptable asymmetry in the voltage of the supply network.

При возникновении обрыва одной или двух фаз трехфазной сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью устройство срабатывает аналогично вышеуказанному с соответствующей сигнализацией. If a break occurs in one or two phases of a three-phase AC network with a grounded neutral, the device operates similarly to the above with the corresponding alarm.

При возникновении перегрузки электродвигателя по причине возникновения несимметрии трехфазной сети прикрываются транзисторы 16 и 37, что вызывает срабатывание устройства и два транзистора 51, 52 открывается, подавая питание на светодиоды 57, 58, информируя об отключении электродвигателя по причине перегрева вследствие несимметрии трехфазной сети. In the event of an overload of the electric motor due to the asymmetry of the three-phase network, transistors 16 and 37 are closed, which causes the device to trip and two transistors 51, 52 open, supplying power to the LEDs 57, 58, informing about the shutdown of the electric motor due to overheating due to the asymmetry of the three-phase network.

При возникновении трехфазного короткого замыкания в обмотке статора электродвигателя (заклинивании ротора), скорость нарастания температуры обмотки статора становится достаточной для открытия операционного усилителя 30 блока компенсации динамической температурной погрешности терморезисторов 29, транзистор 31 при этом закрывается, одновременно прикрывается транзистор 16 блока температурной защиты 13, что вызвано увеличением абсолютного значения сопротивления терморезисторов 23, 24, 25 вследствие их нагрева. Транзистор 62 открывается, получает питание катушки 11 реле 12, как и при технологической перегрузке. Открывается два транзистора 51, 53 блока сигнализации 50, получают питание светодиоды 57, 59, информируя об аварийном режиме трехфазного короткого замыкания (заклинивании ротора электродвигателя). When a three-phase short circuit occurs in the stator winding of the electric motor (jamming of the rotor), the temperature rise rate of the stator winding becomes sufficient to open the operational amplifier 30 of the dynamic temperature error compensation unit for thermistors 29, the transistor 31 closes, and the transistor 16 of the thermal protection block 13 closes at the same time, which caused by an increase in the absolute value of the resistance of thermistors 23, 24, 25 due to their heating. The transistor 62 opens, receives power from the coil 11 of the relay 12, as in the case of technological overload. Two transistors 51, 53 of the alarm unit 50 are opened, LEDs 57, 59 are powered, informing about the emergency mode of the three-phase short circuit (jamming of the rotor of the electric motor).

При пуске электродвигателя с несимметрией фаз питающей сети, когда уровень несимметрии не достаточен для срабатывания блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети, температура обмотки электродвигателя начинает расти со скоростью меньшей, чем для случая трехфазного короткого замыкания, так как электродвигатель работает на "ползучей" скорости, и операционный усилитель 30 блока компенсации динамической температурной погрешности терморезисторов 29 приоткрывается, это приводит к прикрыванию транзистора 31, одновременно прикрывается транзистор 37 блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети 36, это приводит к открытию транзистора 62, срабатыванию реле 12 и отключению электродвигателя. Открывается транзисторы 52, 53 блока сигнализации 50, получают питание светодиоды 58, 59, информируя о том, что электродвигатель не запустился из-за несимметрии питающей сети. When starting an electric motor with an asymmetry in the phases of the mains supply, when the asymmetry level is not sufficient for the protection unit to open the voltage unbalance and break the phases of the mains, the temperature of the motor winding starts to increase at a speed lower than for a three-phase short circuit, since the motor runs on a "creeping" "speed, and the operational amplifier 30 of the dynamic temperature error compensation unit of the thermistors 29 opens slightly, this leads to the closing of the transistor 31, simultaneously transistor 37 is covered by the protection unit from asymmetry of the stress and breakage mains phases 36, it leads to the opening of transistor 62, relay 12 and actuation disable the motor. The transistors 52, 53 of the alarm unit 50 are opened, the LEDs 58, 59 are powered, informing that the electric motor did not start due to the asymmetry of the supply network.

При возникновении однофазных и двухфазных коротких замыканий в обмотке электродвигателя прикрываются все три транзистора 16, 31, 37, что вызывает открытие транзистора 62, срабатывание реле 12 и отключение электродвигателя. Открываются все 3-и транзистора 51, 52, 53 блока сигнализации 57, получают питание светодиоды 57, 58, 59, информируя об однофазном или двухфазном коротком замыкании в цепи статора электродвигателя. When single-phase and two-phase short circuits occur in the motor winding, all three transistors 16, 31, 37 are covered, which causes the transistor 62 to open, the relay 12 to operate, and the motor to turn off. All 3 transistors 51, 52, 53 of the alarm unit 57 are opened, LEDs 57, 58, 59 are powered, informing of a single-phase or two-phase short circuit in the stator circuit of the electric motor.

При обрыве провода, соединяющего устройство с нулевым проводом трехфазной сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью или при обрыве нулевого провода этой сети осуществляется нулевая защита электродвигателя путем обесточивания блока 1 питания, при этом контакт 65 реле 12 размыкается, вызывая отключение электродвигателя. If the wire connecting the device to the neutral wire of the three-phase AC network with a dead-grounded neutral is cut off or when the neutral wire of this network is disconnected, the motor is protected by de-energizing the power supply unit 1, while terminal 65 of relay 12 opens, causing the motor to turn off.

Источники информации
1. А.с. СССР 1120439 Устройство для тепловой защиты электродвигателя, Я. Б. Тубис, Н.А.Воробьев, Н.П.Бондарчук и В.Н.Данилов (СССР). - 3637799/24-07; заявлено 31.08.83.
Sources of information
1. A.S. USSR 1120439 Device for thermal protection of an electric motor, Y. B. Tubis, N. A. Vorobyov, N. P. Bondarchuk and V. N. Danilov (USSR). - 3637799 / 24-07; stated on 08.31.83.

2. А.с. СССР 1598020 Устройство для температурной защиты электродвигателя. А. М. Шумский и А. В. Кобылянский (СССР). - 44423-97/24-07 заявлено 17.06.88; опубл. 07.10.90. БИ 37. 2. A.S. USSR 1598020 Device for thermal protection of an electric motor. A. M. Shumsky and A. V. Kobylyansky (USSR). - 44423-97 / 24-07, claimed June 17, 88; publ. 10/07/90. BI 37.

3. А.с. СССР 1817184 Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы./ С.В.Оськин, А.Э.Калинин и Н.Н.Волощук (СССР) 4795783/07; заявлено 02.01.90; опубл. 23.05.93. БИ 19. 3. A.S. USSR 1817184 Device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions / S.V. Oskin, A.E. Kalinin and N.N. Voloshchuk (USSR) 4795783/07; claimed 02.01.90; publ. 05/23/93. BI 19.

Claims (1)

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащее блок питания, подключенный через выходное реле к блоку стабилизации со стабилитроном повышенного и стабилитроном пониженного напряжения и выходами повышенного и пониженного напряжения, к которым подключены блок температурной защиты, включающий три транзистора и терморезисторы, коллекторы первого и второго транзисторов объединены, при низком сопротивлении терморезисторы закрыты, а третий транзистор открыт, при увеличении сопротивления терморезисторов второй транзистор открыт, что приводит к закрытию третьего транзистора, блок защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети, включающий два транзистора, вход этого блока соединен с выходом датчика обрыва фаз питающей сети, включающим соединенные звездой три резистора, при подаче симметричного трехфазного тока на устройство первый транзистор блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети закрыт, а его второй транзистор открыт, при возникновении недопустимой несимметрии напряжений или обрыве фазы на средней точке датчика обрыва фаз появляется потенциал, который приводит к открытию первого транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети и закрытию его второго транзистора, исполнительный орган, включающий два резистора, диод и транзистор, один выход первого резистора соединен с катушкой реле, при симметрии напряжения сети трехфазного тока и нормальной температуре обмотки статора третий транзистор блока температурной защиты и второй транзистор блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети открыты, поэтому потенциал базы транзистора исполнительного органа ниже потенциала его эмиттера на величину напряжения стабилизации стабилитрона пониженного напряжения, и третий транзистор блока температурной защиты закрыт, при возникновении технологической перегрузки или недопустимой несимметрии напряжений сети на базу транзистора исполнительного органа подается положительное смещение через первый резистор исполнительного органа и транзистор открыт, при этом он пропускает основную часть тока через свой эмиттерно-коллекторный переход на катод стабилитрона пониженного напряжения, резкое снижение тока через катушку реле приводит к размыканию его контакта, а также блок сигнализации, подключенный к коллекторам третьего транзистора блока температурой защиты и второго транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети, включающий два транзистора, два резистора и два светодиода, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок компенсации динамической температурной погрешности, включающий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к первому выходу терморезисторов, конденсатор одним выводом соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а вторым выводом - с другим выводом терморезисторов, первый резистор одним выводом подключен к инвертирующему входу операционного усилителя, а вторым выводом - к выходу операционного усилителя; транзистор, коллектор которого подключен к эмиттеру второго транзистора блока защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети, а эмиттер - к аноду стабилитрона повышенного напряжения, второй резистор одним выходом подключен к базе транзистора блока компенсации динамической температурной погрешности, а вторым выводом - к выходу операционного усилителя, первый транзистор блока компенсации динамической температурной погрешности, третий резистор, первый вывод которого соединен с базой транзистора блока компенсации динамической температурной погрешности, а второй вывод - с катодом стабилитрона пониженного напряжения, в блок сигнализации - транзистор, эмиттер которого соединен с анодом стабилитрона повышенного напряжения, резистор одним выводом подключен к коллектору транзистора блока компенсации динамической температурной погрешности, а вторым выводом к базе введенного транзистора блока сигнализации, светодиод, катод которого подключен к коллектору введенного транзистора блока сигнализации, а анод соединен с катодом стабилитрона пониженного напряжения. A device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions, comprising a power supply connected via an output relay to a stabilization unit with a high voltage zener diode and a low voltage zener diode and high and low voltage outputs, to which a temperature protection unit is connected, including three transistors and thermistors, collectors of the first and the second transistors are combined, at low resistance the thermistors are closed, and the third transistor is open, with increasing resistance of the resistors, the second transistor is open, which leads to the closing of the third transistor, the block of protection against voltage asymmetry and phase failure of the supply network, including two transistors, the input of this unit is connected to the output of the sensor for phase failure of the supply network, including three resistors connected by a star, when a symmetrical three-phase current is applied to the device, the first transistor of the block of protection against voltage unbalance and phase failure of the supply network is closed, and its second transistor is open when an unacceptable voltage asymmetry occurs or the circuit breaks Threat at the midpoint of the phase loss sensor, a potential appears that leads to the opening of the first transistor of the block of protection against voltage unbalance and phase failure of the supply network and the closure of its second transistor, an actuator including two resistors, a diode and a transistor, one output of the first resistor is connected to a coil relay, with the symmetry of the voltage of the three-phase current network and the normal temperature of the stator winding, the third transistor of the temperature protection block and the second transistor of the block of protection against voltage unbalance and phase failure of the melting network are open, therefore, the potential of the base of the transistor of the executive body is lower than the potential of its emitter by the value of the stabilization voltage of the low-voltage zener diode, and the third transistor of the thermal protection block is closed, if a technological overload or unacceptable asymmetry of the voltage of the network occurs, a positive bias is applied to the base of the transistor of the executive body through the first resistor the executive body and the transistor is open, while it passes the bulk of the current through its emitter-to the lector transition to the cathode of the Zener diode of low voltage, a sharp decrease in current through the relay coil leads to the opening of its contact, as well as an alarm unit connected to the collectors of the third transistor of the block with a protection temperature and the second transistor of the block of protection against voltage unbalance and phase failure of the supply network, including two transistors , two resistors and two LEDs, characterized in that a dynamic temperature error compensation unit is included in it, including an operational amplifier, the inverting input of which is connected to the first output of thermistors, the capacitor is connected to the inverting input of the operational amplifier by one output, and the second output to the other output of the thermistors, the first resistor is connected to the inverting input of the operational amplifier by the second output, and to the output of the operational amplifier; a transistor, the collector of which is connected to the emitter of the second transistor of the voltage asymmetry and phase failure block of the supply network, and the emitter to the anode of the high voltage zener diode, the second resistor is connected to the base of the transistor of the dynamic temperature error compensation unit, and the second output to the operational amplifier, the first transistor of the dynamic temperature error compensation unit, the third resistor, the first output of which is connected to the base of the transistor of the dynamic compensation unit temperature error, and the second output - with the cathode of the low voltage zener diode, to the signaling unit - a transistor, the emitter of which is connected to the anode of the high voltage zener diode, the resistor is connected to the collector of the transistor of the dynamic temperature error compensation unit, and the second output to the base of the input transistor of the unit alarm, LED, the cathode of which is connected to the collector of the introduced transistor of the alarm unit, and the anode is connected to the cathode of the zener diode .
RU99109481A 1999-05-05 1999-05-05 Emergency protective gear of three-phase motor RU2182395C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109481A RU2182395C2 (en) 1999-05-05 1999-05-05 Emergency protective gear of three-phase motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109481A RU2182395C2 (en) 1999-05-05 1999-05-05 Emergency protective gear of three-phase motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99109481A RU99109481A (en) 2001-05-27
RU2182395C2 true RU2182395C2 (en) 2002-05-10

Family

ID=20219467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99109481A RU2182395C2 (en) 1999-05-05 1999-05-05 Emergency protective gear of three-phase motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2182395C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2810266C1 (en) * 2022-10-13 2023-12-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Device for protecting three-phase electric motor from emergency operating modes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТУБИС А.Б., и др. Температурная защита асинхронных электродвигателей в сельском хозяйстве. - М.: Энергия, 1997, с. 104. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2810266C1 (en) * 2022-10-13 2023-12-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Device for protecting three-phase electric motor from emergency operating modes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5345126A (en) Positive temperature coefficient start winding protection
US3996499A (en) Zener diode effect on long acceleration module
US5805394A (en) Overvoltage protection circuit for a generating system utilizing a fault current sensing Circuit in combination with a shunting circuit
US6178077B1 (en) Electronic branch switching device
US3555356A (en) Motor protector
US5453901A (en) Detection and protection of excitation system from diode failure
KR100283069B1 (en) Electronic motor protection device
US3036242A (en) Overtemperature protected apparatus
RU2182395C2 (en) Emergency protective gear of three-phase motor
KR20100037531A (en) Control circuit for motor
RU2254656C1 (en) Device for protecting three-phase motor against abnormal conditions
RU1817184C (en) Device for protecting three-phase electric motor against emergency conditions
JP3204941B2 (en) Current limiting device
RU2285993C2 (en) Synchronous motor emergency protective gear
WO2023199687A1 (en) Power generation device
RU2015596C1 (en) Electric motor protection device
RU1814136C (en) Gear for protection of three-phase electric motor against operation in case of line break and asymmetry of voltages of phases of power supply network
SU974490A1 (en) Electric load protection device
SU1387096A1 (en) Device for protecting 3-phase electric motor against abonrmal condition
KR870000122B1 (en) Arrangement for starting motor
KR19980067397U (en) Overcurrent breaker
RU1786584C (en) Device for electric drive protection
JP2000184659A (en) Motor
JPS6245480Y2 (en)
JPS6033710Y2 (en) Single-phase synchronous generator overheat protection device