RU2263383C1 - Electric motor and driven equipment protective device - Google Patents

Electric motor and driven equipment protective device Download PDF

Info

Publication number
RU2263383C1
RU2263383C1 RU2003137239/09A RU2003137239A RU2263383C1 RU 2263383 C1 RU2263383 C1 RU 2263383C1 RU 2003137239/09 A RU2003137239/09 A RU 2003137239/09A RU 2003137239 A RU2003137239 A RU 2003137239A RU 2263383 C1 RU2263383 C1 RU 2263383C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
electric motor
overload
motor
channel
Prior art date
Application number
RU2003137239/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003137239A (en
Inventor
ев Леонид Сергеевич Бел (UA)
Леонид Сергеевич Беляев
Владимир Феодосьевич Лучук (UA)
Владимир Феодосьевич Лучук
Александр Михайлович Марков (UA)
Александр Михайлович Марков
Игорь Сергеевич Щукин (UA)
Игорь Сергеевич Щукин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью (ООО) Фирма "ТЭТРА, ЛТД"
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 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) Фирма "ТЭТРА, ЛТД" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью (ООО) Фирма "ТЭТРА, ЛТД"
Publication of RU2003137239A publication Critical patent/RU2003137239A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263383C1 publication Critical patent/RU2263383C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical and radio engineering.
SUBSTANCE: proposed device designed for protection of electric motor and driven equipment against overcurrent and overtemperature, unwanted load shedding, and inadmissible ground fault of motor winding has overcurrent protection channel, overtemperature protection channel, driven-equipment emergency load shedding protection channel, and channel for motor protection against its starting at ground fault of its winding insulation. These channels are interconnected in parallel and connected through OR gate to final relay whose output is connected to control circuit contacts of magnetic starter whose power contacts are designed to connect motor phase leads to power line.
EFFECT: enhanced reliability of motor and driven mechanism protection.
6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электродвигателя и приводимого им оборудования от недопустимой токовой и тепловой перегрузки, нештатного сброса нагрузки и недопустимого понижения сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса электродвигателя.The invention relates to electrical engineering and can be used to protect the electric motor and its equipment from unacceptable current and thermal overload, abnormal load shedding and unacceptable lowering of the insulation resistance of the winding relative to the motor housing.

Известно устройство для защиты электродвигателя от перегрева и перегрузки, содержащее датчик тока защищаемого электродвигателя, к выходу которого подключены вход исполнительного элемента и шунтирующий тиристор, последовательно соединенные ключ и элемент задержки, последовательно соединенные первый потенциометр и стабилитрон. Параллельно стабилитрону подключены последовательно соединенные датчик температуры двигателя, второй потенциометр, датчик температуры окружающей среды. Выход второго потенциометра соединен с одним из входов ключа, к другому входу которого через логический оператор ИЛИ присоединены выход элемента задержки и элемент отсечки по току [1].A device is known for protecting an electric motor from overheating and overload, comprising a current sensor of a protected electric motor, the output of which is connected to an input of an actuating element and a shunt thyristor, a key and a delay element connected in series, a first potentiometer and a zener diode connected in series. Parallel to the zener diode, a series-connected engine temperature sensor, a second potentiometer, and an ambient temperature sensor are connected. The output of the second potentiometer is connected to one of the key inputs, to the other input of which, through the logical operator OR, the output of the delay element and the current cutoff element are connected [1].

Недостатком этого устройства является невысокая надежность защиты из-за несоответствия времятоковых характеристик устройства с тепловыми характеристиками двигателя.The disadvantage of this device is the low reliability of protection due to the mismatch of the time-current characteristics of the device with the thermal characteristics of the engine.

Известно устройство для защиты электродвигателя с приводом насоса, содержащее датчик температуры, источник напряжения, фильтр нижних частот, первый аккумулятор, блок регулирования и генератор импульсов [2]. Вход фильтра нижних частот предназначен для подключения к нулевой точке вторичной обмотки силового трансформатора. Датчик температуры, установленный вблизи статорных обмоток погружного электродвигателя, подсоединен последовательно с диодом между нулевой точкой обмотки электродвигателя и его заземленным корпусом. Блок регулирования выполнен в виде двух блоков сравнения, выходы которых подключены к исполнительным механизмам.A device for protecting an electric motor with a pump drive, comprising a temperature sensor, a voltage source, a low-pass filter, a first battery, a control unit and a pulse generator [2]. The low-pass filter input is designed to connect to the zero point of the secondary winding of the power transformer. A temperature sensor installed near the stator windings of the submersible motor is connected in series with the diode between the zero point of the motor winding and its grounded housing. The control unit is made in the form of two comparison units, the outputs of which are connected to the actuators.

Это устройство позволяет исключить влияние сопротивления изоляции на измерение температуры нагрева статорных обмоток электродвигателя.This device eliminates the influence of insulation resistance on the measurement of the heating temperature of the stator windings of the electric motor.

Недостатком данного устройства является отсутствие в нем элементов защиты погружного электродвигателя от срыва подачи электронасоса, контролируемого по давлению в скважине, что может привести к возникновению в насосе «сухого трения», повышению газового фактора откачиваемой жидкости и, следовательно, к ухудшению охлаждения двигателя и силового кабеля.The disadvantage of this device is the lack of protection elements for the submersible motor from a disruption in the supply of the electric pump, controlled by the pressure in the well, which can lead to “dry friction” in the pump, an increase in the gas factor of the pumped liquid, and, consequently, deterioration in the cooling of the engine and power cable .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для защиты электродвигателя от анормальных режимов работы, содержащее датчик тока в виде трансформатора тока, который выполнен с возможностью крепления на электродвигателе с обеспечением теплового контакта с электродвигателем в точке контроля температуры, при этом сердечник трансформатора тока выполнен из ферромагнитного материала с заданной точкой Кюри, что позволяет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения температурной защиты электродвигателя [3]. При этом точка Кюри равна максимально допустимой температуре электродвигателя в месте расположения трансформатора тока.The closest in technical essence to the present invention is a device for protecting an electric motor from abnormal operating conditions, comprising a current sensor in the form of a current transformer, which is configured to be mounted on an electric motor with thermal contact with the electric motor at a temperature control point, while the current transformer core is made from a ferromagnetic material with a given Curie point, which allows you to expand the functionality of the device by providing a temperature protection of the electric motor [3]. In this case, the Curie point is equal to the maximum permissible motor temperature at the location of the current transformer.

В устройстве-прототипе при достижении максимально допустимой температуры электродвигателем сердечник трансформатора тока теряет магнитные свойства при достижении точки Кюри, что приводит к отключению магнитного пускателя и электродвигателя от сети. В режиме перегрузки электродвигателя по току при превышении допустимого значения либо при обрыве фазы происходит также отключение электродвигателя от сети.In the prototype device, when the maximum permissible temperature is reached by the electric motor, the core of the current transformer loses its magnetic properties when the Curie point is reached, which leads to the disconnection of the magnetic starter and electric motor from the network. In the overload mode of the electric motor by current, when the permissible value is exceeded or when the phase is broken, the motor also disconnects from the network.

Однако при работе электродвигателя величина допустимого превышения тока свыше номинального во многом зависит от времени действия этого тока. Так, чем меньше время действия, тем больше величину тока можно пропустить в обмотках электродвигателя без аварийных последствий, в то время как при больших временах воздействия величина тока должна быть уменьшена. Таким образом, наличие только одного значения допустимого тока без учета его продолжительности при коротких временах его протекания может привести к необоснованному отключению электродвигателя, а при значительных временах - к запоздалому отключению с аварийными последствиями для электродвигателя.However, when the motor is running, the value of the permissible excess current above the nominal value largely depends on the duration of this current. So, the shorter the duration of the action, the greater the amount of current that can be skipped in the motor windings without accidental consequences, while for longer exposure times, the current should be reduced. Thus, the presence of only one value of the permissible current without taking into account its duration with short times of its flow can lead to unreasonable shutdown of the electric motor, and at significant times to delayed shutdown with emergency consequences for the electric motor.

В устройстве-прототипе ограничены функциональные возможности, поскольку не происходит отключение электродвигателя при исчезновении нагрузки со стороны приводимого им оборудования, что сопровождается понижением тока. Так, если приводимое оборудование представляет собой, например, конвейер, лифт и др., то несанкционированный сброс нагрузки свидетельствует о его остановке или отсоединении от электродвигателя. Особенно опасной ситуация будет, если в качестве приводимого оборудования выступает насос для перекачки жидкости, например воды, поскольку в этом случае произойдет работа насоса в режиме «сухого хода» и неизбежное повреждение.The prototype device has limited functionality, since the motor does not turn off when the load disappears from the side of the equipment it brings, which is accompanied by a decrease in current. So, if the driven equipment is, for example, a conveyor, an elevator, etc., then unauthorized load shedding indicates its stopping or disconnection from the electric motor. The situation will be especially dangerous if the pump used is a pump for pumping liquids, such as water, because in this case the pump will operate in the “dry run” mode and inevitable damage.

Кроме того, при использовании устройства-прототипа возможен запуск в ход электродвигателя при пониженном сопротивлении изоляции обмотки относительно корпуса, что возникает при попадании влаги или иных агрессивных сред, в которых функционирует оборудование и электродвигатель. Это устройство не сможет защитить электродвигатель от возникающей при этом аварийной ситуации.In addition, when using the prototype device, it is possible to start the electric motor in motion with a reduced insulation resistance of the winding relative to the housing, which occurs when moisture or other aggressive environments in which the equipment and the electric motor are operating is hit. This device will not be able to protect the motor from the resulting emergency.

Задачей изобретения является повышение надежности защиты электродвигателя и приводимого оборудования.The objective of the invention is to increase the reliability of protection of the electric motor and driven equipment.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве защиты электродвигателя и приводимого оборудования, содержащем каналы защиты от токовой и тепловой перегрузки, включающие датчик тока, выполненный в виде трансформатора тока и установленный на фазном проводе, магнитный пускатель, силовые контакты которого предназначены для включения в линию питания фаз электродвигателя, элементы управления магнитного пускателя, и исполнительное реле с выходным контактом, причем вход исполнительного реле подключен к выходу датчика тока, а его выходной контакт включен в цепь управления магнитного пускателя, и закрепленный на электродвигателе контактный элемент, реагирующий на тепловую перегрузку электродвигателя, канал защиты от токовой перегрузки, содержащий электронный блок формирования времятоковой характеристики, канал защиты от тепловой перегрузки, канал защиты от аварийного сброса нагрузки приводимого оборудования и канал защиты от пуска электродвигателя при недостаточном сопротивлении изоляции обмотки относительно корпуса электродвигателя соединены между собой параллельно и подключены посредством логического оператора ИЛИ к исполнительному реле, выход которого соединен с контактами цепи управления магнитного пускателя.The problem is solved in that in the known device for protecting an electric motor and driven equipment, containing protection channels against current and thermal overload, including a current sensor made in the form of a current transformer and mounted on a phase wire, a magnetic starter, the power contacts of which are designed to be connected to the line power supply of the phases of the electric motor, controls of the magnetic starter, and an executive relay with an output contact, and the input of the executive relay is connected to the output of the current sensor, and e o the output contact is included in the control circuit of the magnetic starter, and the contact element mounted on the electric motor responding to thermal overload of the electric motor, a protection channel against current overload, containing an electronic unit for generating time-current characteristics, a protection channel against thermal overload, a protection channel against emergency load shedding of driven equipment and the channel of protection against starting the motor with insufficient insulation resistance of the winding relative to the motor housing is connected between th parallel and are connected by the logical OR operator to the actuator relay whose output is connected to the contacts of the magnetic actuator control circuit.

Кроме того, канал защиты от токовой перегрузки содержит интегратор, к входу которого посредством усилителя и выпрямителя параллельно подключены установленные на двух фазных проводах датчики тока, а электронный блок формирования времятоковой характеристики включает блок, преобразующий величину кратности перегрузки по току в частоту следования импульсов, например в квадратичной зависимости, который подсоединен к счетчику импульсов.In addition, the current overload protection channel contains an integrator, to the input of which current sensors mounted on two phase wires are connected in parallel with an amplifier and a rectifier, and the electronic block for generating the time-current characteristic includes a unit that converts the magnitude of the current overload factor to the pulse repetition rate, for example, quadratic dependence, which is connected to the pulse counter.

Канал защиты от токовой перегрузки содержит предупредительный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», засвечивающийся при включении счетчика импульсов, и аварийный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», засвечивающийся при заполнении счетчика импульсов.The overload protection channel contains a warning indicator “CURRENT OVERLOAD”, illuminated when the pulse counter is turned on, and an alarm indicator “CURRENT OVERLOAD”, illuminated when the pulse counter is full.

Канал защиты электродвигателя от тепловой перегрузки содержит контактный элемент, выполненный в виде температурного датчика, и аварийный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», засвечивающийся при превышении температурой, измеренной датчиком, значения уставки по температуре.The motor protection channel against thermal overload contains a contact element made in the form of a temperature sensor, and an alarm indicator "CURRENT OVERLOAD", which lights up when the temperature measured by the sensor exceeds the setpoint temperature.

Канал защиты от аварийного сброса нагрузки приводимого оборудования содержит аварийный индикатор «СУХОЙ ХОД», засвечивающийся при уменьшении тока электродвигателя ниже значения уставки по минимальному току.The channel for protection against emergency load shedding of driven equipment contains the DRY STROKE alarm indicator, which lights up when the motor current decreases below the minimum current setting value.

Канал защиты электродвигателя от пуска при недостаточном сопротивлении изоляции обмотки относительно корпуса электродвигателя содержит источник постоянного напряжения и аварийный индикатор «ИЗОЛЯЦИЯ», засвечивающийся при снижении сопротивления изоляции обмотки ниже значения уставки по сопротивлению.The channel for protecting the motor from starting with insufficient insulation resistance of the winding relative to the motor housing contains a constant voltage source and an alarm indicator "ISOLATION", illuminated when the insulation resistance of the winding decreases below the value of the resistance setting.

Предупредительный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» выполнен желтым цветом, а аварийные индикаторы «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», «ТЕПЛОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», «СУХОЙ ХОД» и «ИЗОЛЯЦИЯ» выполнены красным цветом.The warning indicator “CURRENT OVERLOAD” is yellow, and the alarm indicators “CURRENT OVERLOAD”, “HEAT OVERLOAD”, “DRY STROKE” and “INSULATION” are red.

В предлагаемом изобретении осуществляется комплексная защита электродвигателя от:In the present invention, a comprehensive protection of the electric motor against:

1) недопустимой перегрузки по току, вызванной обрывом одной из фаз статорной обмотки или линии питания, несимметрией фазных напряжений, технологической перегрузкой, заклиниванием ротора или междувитковыми замыканиями;1) unacceptable current overload caused by the breakdown of one of the phases of the stator winding or power line, phase voltage asymmetry, technological overload, jamming of the rotor or inter-turn short circuits;

2) нештатного исчезновения нагрузки, например, из-за работы насоса в режиме «сухого хода»;2) abnormal disappearance of the load, for example, due to the operation of the pump in the "dry running" mode;

3) понижения сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса электродвигателя ниже допустимого уровня;3) lowering the insulation resistance of the winding relative to the motor housing below an acceptable level;

4) недопустимой тепловой перегрузки двигателя, вызванной ухудшением условий его охлаждения.4) unacceptable thermal overload of the engine caused by the deterioration of its cooling conditions.

Наличие логического оператора ИЛИ приводит к отключению электродвигателя при возникновении любого из указанных выше факторов. Наличие блока формирования времятоковой характеристики в канале защиты двигателя от токовой перегрузки позволяет учесть не только кратность токовой перегрузки, но и ее продолжительность. При этом можно сформировать реальную характеристику для конкретного электродвигателя, например квадратичную, по которой будет происходить его отключение.The presence of a logical OR operator causes the motor to turn off when any of the above factors occurs. The presence of a unit for forming the time-current characteristic in the channel for protecting the motor from current overload allows taking into account not only the multiplicity of current overload, but also its duration. In this case, it is possible to form a real characteristic for a particular electric motor, for example, a quadratic one, according to which it will be switched off.

Параллельное соединение каналов защиты повышает надежность устройства защиты, поскольку, если один из каналов по какой-либо причине не сработает, то защита произойдет по другим каналам.Parallel connection of protection channels increases the reliability of the protection device, because if one of the channels for some reason does not work, then protection will occur on the other channels.

Предлагаемое защитное устройство позволяет выдавать сигналы о перегрузке двигателя, пропорциональные его току, в цифровом виде, что важно для записи на регистрирующие приборы и установления причин аварийного отключения.The proposed protective device allows you to give signals about the motor overload, proportional to its current, in digital form, which is important for recording on recording devices and establishing the causes of an emergency shutdown.

Наличие предупредительного индикатора «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» и аварийных индикаторов «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», «ТЕПЛОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», «СУХОЙ ХОД» и «ИЗОЛЯЦИЯ», а также выполнение их желтым и красным цветом, привычными для многих людей, создает удобство для оператора.The presence of a warning indicator “CURRENT OVERLOAD” and alarm indicators “CURRENT OVERLOAD”, “HEAT OVERLOAD”, “DRY STROKE” and “INSULATION”, as well as their yellow and red color familiar to many people, makes it convenient for the operator.

На фиг.1 представлена общая структурная схема устройства защиты электродвигателя и приводимого оборудования;Figure 1 presents the General structural diagram of a protection device for an electric motor and driven equipment;

на фиг.2 - развернутая структурная схема устройства защиты электродвигателя и приводимого оборудования;figure 2 is an expanded block diagram of a motor protection device and driven equipment;

на фиг.3 - структурная схема электронного блока формирования времятоковой характеристики;figure 3 is a structural diagram of an electronic unit for the formation of time-current characteristics;

на фиг.4 - времятоковая характеристика, формируемая электронным блоком, где t - время срабатывания устройства, KI - кратность перегрузки по току;figure 4 - time-current characteristic generated by the electronic unit, where t is the response time of the device, K I is the multiplicity of current overload;

на фиг.5 - электрическая схема устройства защиты электродвигателя и приводимого оборудования;figure 5 is an electrical diagram of a motor protection device and driven equipment;

на фиг.6 - индикаторная панель устройства защиты.figure 6 - indicator panel of the protection device.

Устройство защиты электродвигателя и приводимого оборудования содержит канал 1 защиты от токовой перегрузки, канал 2 защиты от тепловой перегрузки, канал 3 защиты от аварийного сброса нагрузки приводимого оборудования и канал 4 защиты от пуска электродвигателя 5 при недостаточном сопротивлении изоляции обмотки 6 относительно корпуса электродвигателя. Эти каналы соединены параллельно между собой и подключены посредством логического оператора ИЛИ 7 к исполнительному реле 8, выход которого соединен с контактами цепи управления магнитного пускателя 9, главные контакты 10 которого предназначены для включения в линию питания фаз электродвигателя 5. Устройство содержит элемент включения 11, вспомогательный контакт 12 и элемент выключения 13 магнитного пускателя.The device for protecting the electric motor and the driven equipment comprises a channel 1 for protection against current overload, a channel 2 for protecting against thermal overload, a channel 3 for protecting against emergency load shedding of the driven equipment, and a channel 4 for protecting against starting the electric motor 5 with insufficient insulation resistance of the winding 6 relative to the motor casing. These channels are connected in parallel with each other and connected via an OR operator 7 to an executive relay 8, the output of which is connected to the contacts of the control circuit of the magnetic starter 9, the main contacts of which 10 are designed to be connected to the phases of the electric motor 5. The device contains an enable element 11, an auxiliary contact 12 and the shutdown element 13 of the magnetic starter.

Канал 1 защиты от токовой перегрузки содержит установленные на двух фазных проводах 14 датчики тока 15 и 16, выполненные в виде трансформаторов тока. Датчики тока 15 и 16 посредством усилителей соответственно 17, 18 и выпрямителей соответственно 19, 20 параллельно подключены к входу интегратора 21. Электронный блок формирования времятоковой характеристики 22 включает регулируемый задатчик уставки по максимальному току 23, компаратор максимального тока 24, предупредительный индикатор «токовая перегрузка» 25, блок «ток-частота» 26, преобразующий величину кратности перегрузки по току в частоту следования импульсов, например в квадратичной зависимости, который подсоединен к счетчику импульсов 27. Канал 1 содержит аварийный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 28.Channel 1 protection against current overload contains installed on two phase wires 14 current sensors 15 and 16, made in the form of current transformers. Current sensors 15 and 16 by means of amplifiers 17, 18 and rectifiers 19, 20, respectively, are connected in parallel to the input of the integrator 21. The electronic unit for generating the current-time characteristic 22 includes an adjustable setpoint maximum current regulator 23, a maximum current comparator 24, a warning indicator "current overload" 25, a current-frequency block 26, which converts the magnitude of the current overload factor to the pulse repetition rate, for example, in a quadratic dependence, which is connected to the pulse counter 27. Channel 1 contains the alarm indicator "CURRENT OVERLOAD" 28.

Канал 2 защиты электродвигателя от тепловой перегрузки содержит температурный датчик 29, выполненный в виде интегральной микросхемы, закрепленной на монтажной теплопроводящей пластине с клеммной колодкой (не показана), задатчик уставки по температуре 30, компаратор температуры 31 и аварийный индикатор «ТЕПЛОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 32.Channel 2 of the motor protection against thermal overload contains a temperature sensor 29, made in the form of an integrated circuit mounted on a heat-conducting mounting plate with a terminal block (not shown), a temperature setpoint adjuster 30, a temperature comparator 31, and an “HEATER OVERLOAD” 32 alarm indicator.

Канал 3 защиты от аварийного сброса нагрузки приводимого оборудования (не показано) содержит задатчик уставки по минимальному току 33, компаратор минимального тока 34 и аварийный индикатор «СУХОЙ ХОД» 35.Channel 3 of the protection against emergency load shedding of driven equipment (not shown) contains a setpoint regulator for minimum current 33, a minimum current comparator 34 and an alarm indicator “DRY DRIVE” 35.

Канал 4 защиты электродвигателя 5 от пуска при недостаточном сопротивлении изоляции обмотки 6 относительно корпуса электродвигателя содержит задатчик уставки по сопротивлению 36, источник постоянного напряжения (не показан), компаратор сопротивления 37 и аварийный индикатор «ИЗОЛЯЦИЯ» 38.Channel 4 of protection of the electric motor 5 from starting with insufficient insulation resistance of the winding 6 relative to the motor housing contains a setpoint adjuster for resistance 36, a constant voltage source (not shown), a resistance comparator 37 and an alarm indicator "ISOLATION" 38.

Предупредительный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 25 выполнен желтым цветом, а аварийные индикаторы «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 28, «ТЕПЛОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 32, «СУХОЙ ХОД» 35 и «ИЗОЛЯЦИЯ» 38 выполнены красным цветом. Указанные индикаторы расположены на индикаторной панели 39 корпуса 40 защитного устройства.The warning indicator “CURRENT OVERLOAD” 25 is yellow, and the alarm indicators “CURRENT OVERLOAD” 28, “HEAT OVERLOAD” 32, “DRY STROKE” 35, and “INSULATION” 38 are red. These indicators are located on the indicator panel 39 of the housing 40 of the protective device.

Устройство защиты электродвигателя и приводимого оборудования работает следующим образом.The protection device of the electric motor and driven equipment operates as follows.

При возникновении одного из аварийных факторов:If one of the emergency factors occurs:

1) превышение длительностью перегрузки по току времени срабатывания устройства по времятоковой характеристике;1) excess of the duration of the current overload of the device operating time according to the time-current characteristic;

2) превышение температурой, измеренной датчиком 29, значения уставки по температуре 36;2) the temperature measured by the sensor 29 exceeds the setpoint temperature 36;

3) уменьшение тока электродвигателя, возникающего при аварийном сбросе нагрузки приводимого оборудования, ниже значения уставки по минимальному току 33;3) a decrease in the current of the electric motor that occurs during an emergency load shedding of the driven equipment is lower than the value of the minimum current setting 33;

4) понижение сопротивления изоляции обмотки 6 относительно корпуса электродвигателя 5, ниже значения уставки по сопротивлению 36,4) lowering the insulation resistance of the winding 6 relative to the motor housing 5, below the value of the resistance setting 36,

логический оператор или 7 выдает сигнал на исполнительное реле 8, которое, в свою очередь, выдает сигнал в цепь управления магнитного пускателя 9, главные контакты 10 которого отключают линию питания фаз электродвигателя 5.a logical operator or 7 generates a signal to the actuator relay 8, which, in turn, provides a signal to the control circuit of the magnetic starter 9, the main contacts 10 of which disconnect the power supply phase of the phases of the electric motor 5.

Перед пуском электродвигателя обеспечивается подача на обмотку 6 неподвижного электродвигателя 5 постоянного напряжения. Измеренное при этом сопротивление изоляции обмотки 6 относительно корпуса электродвигателя в компараторе сопротивления 37 сравнивается со значением уставки по сопротивлению 36. Если измеренное значение сопротивления изоляции меньше значения уставки 36, то засвечивается аварийный индикатор «ИЗОЛЯЦИЯ» 38 и размыкаются силовые контакты 9 магнитного пускателя 8.Before starting the motor, a constant voltage DC motor 5 is supplied to the winding 6. The measured insulation resistance of the winding 6 relative to the motor housing in the resistance comparator 37 is compared with the value of the setpoint for resistance 36. If the measured value of the insulation resistance is less than the setpoint 36, the IZOLATION 38 alarm indicator lights up and the power contacts 9 of the magnetic starter 8 open.

Ток, измеренный одним из токовых датчиков 15 и 16, усиливается при помощи усилителя соответственно 17 и 18, выпрямляется при помощи выпрямителя соответственно 19 и 20, после чего подается на вход интегратора 21.The current measured by one of the current sensors 15 and 16 is amplified by an amplifier 17 and 18, respectively, rectified by a rectifier 19 and 20, respectively, and then fed to the input of the integrator 21.

Наибольшее значение сигнала от датчиков тока после интегратора 21 поступает на электронный блок формирования времятоковой характеристики 22. Значение этого тока в компараторе максимального тока 24 сравнивается со значением уставки по максимальному току 23. Если значение тока превышает значение уставки, то засвечивается предупредительный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 25, сигнал поступает на блок «ТОК-ЧАСТОТА» 26, преобразующий величину кратности перегрузки по току в частоту следования импульсов, например в квадратичной зависимости, и поступает в виде последовательности импульсов на счетчик импульсов 27. При заполнении счетчика 27 засвечивается аварийный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 28, и посредством логического оператора ИЛИ 7 сигнал поступает на исполнительное реле 8, вследствие чего происходит отключение электродвигателя от линии питания фаз. Чем больше величина кратности перегрузки по току, тем выше частота следования импульсов блока 26, тем быстрее происходит заполнение счетчика импульсов 27. Таким образом, реализуется квадратичная зависимость времени срабатывания устройства защиты от кратности перегрузки по току.The greatest value of the signal from the current sensors after the integrator 21 goes to the electronic unit for generating the time-current characteristic 22. The value of this current in the comparator of the maximum current 24 is compared with the value of the setpoint for the maximum current 23. If the current value exceeds the value of the setpoint, the warning indicator "CURRENT OVERLOAD" 25, the signal is supplied to the “CURRENT-FREQUENCY” block 26, which converts the magnitude of the current overload factor to the pulse repetition rate, for example, in a quadratic dependence, and upaet a pulse to the counter 27. In the pulse sequence entry counter 27 lights up the alarm lamp "overcurrent" 28, and by the logical operator OR 7 signal is supplied to the output relay 8, so that the motor comes off from the supply line phases. The greater the magnitude of the overcurrent multiplicity, the higher the pulse repetition rate of block 26, the faster the pulse counter 27 is filled. Thus, a quadratic dependence of the response time of the protection device on the multiplicity of overcurrent is realized.

Если устраняется причина токовой перегрузки до заполнения счетчика 27, что происходит, например, в момент пуска электродвигателя, то осуществляется сброс счетчика до нуля с прекращением свечения предупредительного индикатора «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 25.If the cause of the current overload is eliminated before filling the counter 27, which occurs, for example, at the time of starting the electric motor, the counter is reset to zero with the cessation of the warning indicator “CURRENT OVERLOAD” 25.

Значение сигнала от датчиков тока 15 и 16 после интегратора 21, поступая на компаратор минимального тока 34, сравнивается со значением уставки по минимальному току 33. Если значение тока после интегратора 21 оказывается меньшим, то загорается аварийный индикатор «СУХОЙ ХОД» 35 с последующим размыканием главных контактов 10 магнитного пускателя 9.The signal value from the current sensors 15 and 16 after the integrator 21, arriving at the minimum current comparator 34, is compared with the minimum current setting value 33. If the current value after the integrator 21 turns out to be lower, the DRY STROKE 35 alarm indicator lights up with the subsequent opening of the main contacts 10 of the magnetic starter 9.

Измеренное датчиком 29 значение температуры в компараторе температуры 31 сравнивается со значением уставки по температуре 30, и, если превышает его, то загорается аварийный индикатор «ТЕПЛОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» 32 с последующим размыканием главных контактов 10 магнитного пускателя 9.The temperature value measured by the sensor 29 in the temperature comparator 31 is compared with the temperature setpoint value 30, and if it exceeds it, the “HEATER OVERLOAD” alarm indicator 32 lights up with the subsequent opening of the main contacts 10 of the magnetic starter 9.

При помощи электронного блока «ТОК-ЧАСТОТА» 26 можно сформировать времятоковую характеристику устройства по любому необходимому закону. Это позволяет осуществлять защиту электродвигателей различного типа при различных условиях работы и характере нагрузки.Using the “TOK-FREQUENCY” electronic unit 26, it is possible to generate a time-current characteristic of the device according to any necessary law. This allows the protection of electric motors of various types under various operating conditions and the nature of the load.

Предлагаемое устройство обеспечивает комплексную защиту от различных разнородных факторов (недопустимой токовой и тепловой перегрузки, аварийного сброса нагрузки, понижения сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса электродвигателя ниже допустимого уровня), что гарантирует высокую надежность защиты. Устройство защиты реализовано в корпусе 40, на внешней поверхности которого размещена индикаторная панель 39 с индикаторами 25, 28, 32, 35 и 38, а также за защитной крышкой (не показана) - регуляторы значений уставок по максимальному току 23, минимальному току 33, температуре 30 и сопротивлению 36. При помощи регуляторов уставок можно устанавливать соответствующее значение контролируемого параметра с учетом реальных условий работы, типа электродвигателя и приводимого оборудования.The proposed device provides comprehensive protection against various heterogeneous factors (unacceptable current and thermal overload, emergency load shedding, lowering the insulation resistance of the winding relative to the motor housing below the acceptable level), which guarantees high reliability of protection. The protection device is implemented in a housing 40, on the outer surface of which there is a display panel 39 with indicators 25, 28, 32, 35 and 38, as well as behind a protective cover (not shown) - regulators of the settings for the maximum current 23, minimum current 33, temperature 30 and resistance 36. Using the setpoint regulators, you can set the appropriate value of the monitored parameter, taking into account the actual working conditions, type of electric motor and driven equipment.

Устройство защиты было изготовлено, прошло экспериментальную проверку в различных условиях, показав высокую надежность.The protection device was manufactured, passed an experimental test in various conditions, showing high reliability.

Источники информацииSources of information

1. А.с. СССР №600654, МКИ Н 02 Н 7/08, 1978 г.1. A.S. USSR No. 600654, MKI N 02 N 7/08, 1978

2. А.с. СССР №1302369, МКИ Н 02 Н 7/08, 1985 г.2. A.S. USSR No. 1302369, MKI N 02 N 7/08, 1985

3. А.с. СССР №1764118, МКИ Н 02 Н 7/08, 1992 г. (прототип).3. A.S. USSR No. 1764118, MKI N 02 N 7/08, 1992 (prototype).

Claims (6)

1. Устройство защиты электродвигателя и приводимого оборудования, содержащее каналы защиты от токовой и тепловой перегрузки, включающие датчик тока, выполненный в виде трансформатора тока и установленный на фазном проводе, магнитный пускатель, силовые контакты которого предназначены для включения в линию питания фаз электродвигателя, цепь управления магнитного пускателя и исполнительное реле с выходным контактом, причем выходной контакт исполнительного реле включен в цепь управления магнитного пускателя, и закрепленный на электродвигателе контактный элемент, реагирующий на тепловую перегрузку электродвигателя, отличающееся тем, что канал защиты от токовой перегрузки, содержащий электронный блок формирования времятоковой характеристики, канал защиты от тепловой перегрузки, канал защиты от аварийного сброса нагрузки приводимого оборудования и канал защиты от пуска электродвигателя при недостаточном сопротивлении изоляции обмотки относительно корпуса электродвигателя соединены между собой параллельно и подключены посредством логического оператора ИЛИ к исполнительному реле.1. The protection device of the electric motor and driven equipment, containing protection channels against current and thermal overload, including a current sensor made in the form of a current transformer and mounted on a phase wire, a magnetic starter, the power contacts of which are designed to be included in the power supply line of the phases of the motor, the control circuit a magnetic starter and an executive relay with an output contact, and the output contact of the executive relay is included in the control circuit of the magnetic starter, and mounted on an electric motor contactor element, responsive to thermal overload of the electric motor, characterized in that the channel for protection against current overload, comprising an electronic unit for generating a time-current characteristic, a channel for protection against thermal overload, a channel for protection against emergency load shedding of the driven equipment and a channel for protection against starting the motor with insufficient resistance winding insulation relative to the motor housing are interconnected in parallel and connected via a logical operator OR to tional relay. 2. Устройство защиты электродвигателя и приводимого оборудования по п.1, отличающееся тем, что канал защиты от токовой перегрузки содержит интегратор, к входу которого посредством усилителя и выпрямителя параллельно подключены установленные на двух фазных проводах датчики тока, электронный блок формирования времятоковой характеристики включает блок, преобразующий величину кратности перегрузки по току в частоту следования импульсов, например, в квадратичной зависимости, который подсоединен к счетчику импульсов, засвечивающийся при включении счетчика импульсов предупредительный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» и засвечивающийся при заполнении счетчика импульсов аварийный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА».2. The protection device of the electric motor and driven equipment according to claim 1, characterized in that the current overload protection channel comprises an integrator, to the input of which current sensors installed on two phase wires are connected in parallel with an amplifier and a rectifier, the electronic block for generating the time-current characteristic includes a block, converting the magnitude of the current overload factor to the pulse repetition rate, for example, in a quadratic dependence, which is connected to the pulse counter, illuminated when when operating the pulse counter, the “CURRENT OVERLOAD” warning indicator and the “CURRENT OVERLOAD” alarm indicator illuminated when the pulse counter is full. 3. Устройство защиты электродвигателя и приводимого оборудования по п.1, отличающееся тем, что канал защиты электродвигателя от тепловой перегрузки содержит контактный элемент, выполненный в виде температурного датчика, и аварийный индикатор «ТЕПЛОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», засвечивающийся при превышении измеренной датчиком температуры значения уставки температуры.3. The protection device of the electric motor and driven equipment according to claim 1, characterized in that the channel for protecting the electric motor from thermal overload contains a contact element made in the form of a temperature sensor and an alarm indicator “HEAT OVERLOAD”, which lights up when the temperature setpoint is exceeded . 4. Устройство защиты электродвигателя и приводимого оборудования по п.1, отличающееся тем, что канал защиты от аварийного сброса нагрузки приводимого оборудования содержит аварийный индикатор «СУХОЙ ХОД», засвечивающийся при уменьшении тока электродвигателя ниже значения уставки минимального тока.4. The protection device of the electric motor and driven equipment according to claim 1, characterized in that the channel for protection against emergency load shedding of the driven equipment contains an alarm indicator “DRY DRIVE”, illuminated when the motor current decreases below the minimum current setting value. 5. Устройство защиты электродвигателя и приводимого оборудования по п.1, отличающееся тем, что канал защиты электродвигателя от пуска при недостаточном сопротивлении изоляции обмотки относительно корпуса электродвигателя содержит источник постоянного напряжения и аварийный индикатор «ИЗОЛЯЦИЯ», засвечивающийся при снижения сопротивления изоляции обмотки ниже значения уставки сопротивления.5. The protection device of the electric motor and the driven equipment according to claim 1, characterized in that the channel for protecting the motor from starting with insufficient insulation resistance of the winding relative to the motor housing contains a constant voltage source and an alarm indicator "ISOLATION", illuminated when the insulation resistance of the winding decreases below the set value resistance. 6. Устройство защиты электродвигателя и приводимого оборудования по п.2, или 3, или 4, или 5, отличающееся тем, что предупредительный индикатор «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА» выполнен желтым цветом, а аварийные индикаторы «ТОКОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», «ТЕПЛОВАЯ ПЕРЕГРУЗКА», «СУХОЙ ХОД» и «ИЗОЛЯЦИЯ» выполнены красным цветом.6. The protection device of the electric motor and driven equipment according to claim 2, 3, 4 or 5, characterized in that the warning indicator "CURRENT OVERLOAD" is yellow, and the alarm indicators "CURRENT OVERLOAD", "HEAT OVERLOAD", " DRY STROKE ”and“ INSULATION ”are made in red.
RU2003137239/09A 2003-02-25 2003-12-23 Electric motor and driven equipment protective device RU2263383C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003021652 2003-02-25
UA2003021652A UA61537C2 (en) 2003-02-25 2003-02-25 Device for protecting a motor and equipment driven by the motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003137239A RU2003137239A (en) 2005-06-10
RU2263383C1 true RU2263383C1 (en) 2005-10-27

Family

ID=34391813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003137239/09A RU2263383C1 (en) 2003-02-25 2003-12-23 Electric motor and driven equipment protective device

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2263383C1 (en)
UA (1) UA61537C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7773353B2 (en) 2006-02-03 2010-08-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply device, electrically-driven vehicle incorporating power supply device, and method of controlling power supply device
RU2498472C1 (en) * 2012-03-29 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") Device for thermal protection of electric motor
RU2499340C2 (en) * 2012-02-27 2013-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") Device of thermal engine protection
RU2637931C2 (en) * 2016-01-11 2017-12-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Method of protecting the electric engine from technological overloads and device for its implementation
WO2017222910A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-28 Coolstuff4Cars Inc. Apparatus for protecting battery

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446546C1 (en) * 2011-02-15 2012-03-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия" Device to monitor resistance of insulation and dry windings of electric motor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7773353B2 (en) 2006-02-03 2010-08-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply device, electrically-driven vehicle incorporating power supply device, and method of controlling power supply device
RU2398687C2 (en) * 2006-02-03 2010-09-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Electric power supply, vehicle with electric drive incorporating said electric power supply and method to control electric power supply
RU2499340C2 (en) * 2012-02-27 2013-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") Device of thermal engine protection
RU2498472C1 (en) * 2012-03-29 2013-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Судовые электротехнические системы" (ООО "НПЦ "СЭС") Device for thermal protection of electric motor
RU2637931C2 (en) * 2016-01-11 2017-12-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Method of protecting the electric engine from technological overloads and device for its implementation
WO2017222910A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-28 Coolstuff4Cars Inc. Apparatus for protecting battery

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003137239A (en) 2005-06-10
UA61537C2 (en) 2006-07-17
UA61537A (en) 2003-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106401881B (en) Method for detecting or monitoring demagnetization of magnet
US5761018A (en) Variable thermal model overload in electrical switching apparatus
US4100469A (en) Hybrid motor starter
CN113474991A (en) Method and device for controlling the power supply of an electric motor
EP0546981A2 (en) Three phase compressor over temperature protection
AU2009326199B2 (en) Overload protection of a voltage reduction device
RU2263383C1 (en) Electric motor and driven equipment protective device
US7420343B2 (en) Current limiting DC motor starter circuit
RU2291538C2 (en) Electric motor protective gear
US3688157A (en) Motor protection control apparatus
RU2582593C1 (en) System for protection of magnetoelectric generator from short circuit and method of controlling system
KR101021259B1 (en) Onen phase relay circuit and open phase warning circuit for three phase motor
RU2219650C2 (en) Induction motor control station
RU2810266C1 (en) Device for protecting three-phase electric motor from emergency operating modes
RU2530742C1 (en) Method and device for in-service inspection of direct-current motor heating and protection
SU1062822A1 (en) Device for fault protection of network with motor
RU2223581C1 (en) Dc low-voltage power system
US11581727B2 (en) Assembly for monitoring a winding threshold temperature
SU816372A1 (en) Device for current protection of electrical installation
SU1092644A1 (en) Electric motor thermal protection device
Neleman Motor controls for Ex motors in hazardous areas; an application guide!
JPS6033709Y2 (en) Single phase synchronous generator protection device
RU2257664C1 (en) Method for controlling a generator with excitation system
RU22843U1 (en) ASYNCHRONOUS ENGINE CONTROL STATION
RU131247U1 (en) SYNCHRONOUS GENERATOR WITH EXCITATION SYSTEM

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091224