RU2406206C1 - Control unit for three-phase asynchronous motor operation - Google Patents
Control unit for three-phase asynchronous motor operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2406206C1 RU2406206C1 RU2009143740/07A RU2009143740A RU2406206C1 RU 2406206 C1 RU2406206 C1 RU 2406206C1 RU 2009143740/07 A RU2009143740/07 A RU 2009143740/07A RU 2009143740 A RU2009143740 A RU 2009143740A RU 2406206 C1 RU2406206 C1 RU 2406206C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- motor
- relay
- network
- starter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к схемам защиты электрических машин, а точнее, к схемам защиты асинхронных электродвигателей при нарушении одной из фаз и может быть использовано в электроприводах общепромышленных механизмов для защиты асинхронных электродвигателей от неполнофазных режимов в питающей сети.The invention relates to protection schemes for electric machines, and more specifically, to protection schemes for asynchronous electric motors in case of violation of one of the phases and can be used in electric drives of general industrial mechanisms to protect asynchronous electric motors from non-phase modes in the supply network.
Известно устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от исчезновения напряжения в фазах питающей сети [SU 1112477, кл. Н02Н 7/09, 1983], содержащее три реле контроля фаз сети, питающей электродвигатель, обмотки которого соединены в звезду, три конденсатора, подключенных к зажимам электродвигателя через замыкающие контакты указанных реле, три цепочки, состоящие из последовательно включенных размыкающих контактов двух соответствующих реле контроля, первые выводы которых присоединены к нулевому проводу питающей сети.A device is known for protecting a three-phase asynchronous electric motor against the disappearance of voltage in the phases of the supply network [SU 1112477, class. H02H 7/09, 1983], containing three phase monitoring relays of the network supplying the electric motor, the windings of which are connected to a star, three capacitors connected to the motor terminals through the closing contacts of the indicated relays, three chains consisting of series-connected opening contacts of two corresponding monitoring relays , the first conclusions of which are connected to the neutral wire of the supply network.
Недостатком такого устройства является то, что подключение нулевой точки двигателя и нулевой точки сети осуществляется только при обрыве двух фаз сети и не используется преимущество такой коммутации при обрыве одной фазы.The disadvantage of this device is that the connection of the zero point of the motor and the zero point of the network is carried out only when the break of two phases of the network and does not take advantage of such switching when the break of one phase.
Известно устройство для защиты электродвигателя от неполнофазных режимов [SU №1181044, кл. Н02Н 7/09, 1982], содержащее магнитный пускатель, исполнительные контакты которого включены в провода питания электродвигателя последовательно с контактами защитного автомата, обмотка магнитного пускателя включена последовательно с кнопками "Стоп" между нулевым и фазным проводами питания, реле защиты, обмотка которого подключена через тиристор к выходу трехфазного выпрямителя, подключенного к проводам питания электродвигателя после контактов магнитного пускателя, параллельно кнопке "Пуск" подключены первые замыкающие контакты реле защиты, в котором нулевая точка обмотки статора асинхронного двигателя соединена с нулевым выводом источника питания.A device is known for protecting an electric motor from out-of-phase modes [SU No. 1181044, class. H02H 7/09, 1982], containing a magnetic starter, the actuating contacts of which are connected in series with the contacts of the circuit breaker, the winding of the magnetic starter is connected in series with the Stop buttons between the neutral and phase power wires, the protection relay, the winding of which is connected through thyristor to the output of a three-phase rectifier connected to the motor power wires after the contacts of the magnetic starter, the first closing contacts of the protection relay are connected in parallel with the "Start" button s, in which the zero point of the stator winding of the induction motor is connected to the zero output of the power source.
Это устройство при обрыве фазы сети обеспечивает безаварийную работу электродвигателя при нагрузках не более 70% от номинальной. Кроме того, в нормальном режиме по обмоткам статора двигателя и проводнику, связывающему нулевую точку двигателя с нулевой точкой сети, протекают токи третьей гармоники сетевого напряжения, вызванные насыщением сердечника двигателя. Эти токи вызывают дополнительные потери и снижают КПД двигателя.This device, when the phase of the network is interrupted, ensures trouble-free operation of the electric motor under loads of no more than 70% of the nominal. In addition, in the normal mode, the third harmonic of the mains voltage flows through the stator windings of the motor and the conductor connecting the motor zero point to the network zero point, caused by the saturation of the motor core. These currents cause additional losses and reduce motor efficiency.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, управляющее безаварийной работы асинхронного электродвигателя от обрыва одной из фаз питающей сети [RU №2061288, кл. Н02Н 7/08, 1992], содержащее кнопки "Пуск" и "Стоп", два магнитных пускателя, один из которых с тепловым реле, промежуточное реле и конденсаторы, соединенные по схеме «треугольник» и подключенные к фазам сети после замыкающих контактов магнитного пускателя с тепловым реле до его нагревателей, и два диодных выпрямителя, один из которых подключен анодами к фазам сети до замыкающих контактов магнитного пускателя с тепловым реле, а его катоды соединены между собой, другой выпрямитель подключен анодами к фазам сети после замыкающих контактов первого магнитного пускателя, а его катоды соединены между собой, замыкающие контакты промежуточного реле и второго магнитного пускателя соединены параллельно и подключены одним концом к общей точке катодов другого выпрямителя.The closest in technical essence is a device that controls the trouble-free operation of an induction motor from a break in one of the phases of the supply network [RU No. 2061288, cl. Н02Н 7/08, 1992], which contains the Start and Stop buttons, two magnetic starters, one of which with a thermal relay, an intermediate relay and capacitors connected in a "triangle" circuit and connected to the network phases after the closing contacts of the magnetic starter with a thermal relay to its heaters, and two diode rectifiers, one of which is connected by anodes to the phases of the network to the closing contacts of the magnetic starter with a thermal relay, and its cathodes are connected to each other, the other rectifier is connected by anodes to the phases of the network after the closing contacts of the first agnitnogo starter and its cathodes are interconnected, the intermediate relay make contacts and the second magnetic switch connected in parallel and are connected at one end to the common point of the cathode of another rectifier.
Это устройство позволяет сохранить положительные свойства соединения нулевой точки сети с нулевой точкой статора в аварийном режиме и предотвратить при этом дополнительные потери при наличии такой связи в нормальном режиме работы.This device allows you to save the positive properties of the connection of the network zero point with the stator zero point in emergency mode and prevent additional losses in the presence of such a connection in normal operation.
Однако это устройство не позволяет обеспечить надежную защиту двигателя при обрыве фазы, так как тепловое реле, входящее в его схему, обеспечивает защиту только от перегрузки, но не обеспечивает защиту при обрыве фазы самого двигателя, так как время срабатывания теплового реле зависит от превышения тока над током срабатывания, установленного для него. Обычно тепловые реле срабатывают при превышении тока выше 20% над током срабатывания (током уставки) [М.Д.Горенштейн. Справочник электромонтера. Т.1. Новосибирск: Зап.-Сиб. Изд-во, 1983]. При обрыве одной из фаз, если в обеих фазах и нулевом проводе сети ток будет больше тока уставки, тепловое реле отключит двигатель примерно через 20 мин, но в том случае, если ток окажется выше номинального, но ниже тока срабатывания теплового реле, оно не сработает и в случае возможной аварийной ситуации не отключит двигатель, что может привести к нежелательным последствиям.However, this device does not provide reliable protection of the motor in the event of a phase failure, since the thermal relay included in its circuit provides protection only against overload, but does not provide protection in the event of a phase failure of the motor itself, since the response time of the thermal relay depends on the excess of current over tripping current set for it. Typically, thermal relays are triggered when the current exceeds 20% above the tripping current (set current) [M. D. Gorenshtein. Directory electrician. T.1. Novosibirsk: West-Sib. Publishing House, 1983]. If one of the phases is interrupted, if the current is higher than the set current in both phases and the neutral wire of the network, the thermal relay will turn off the motor after about 20 minutes, but if the current is higher than the rated one but lower than the thermal relay trip current, it will not work and in the event of a possible emergency, it will not turn off the engine, which may lead to undesirable consequences.
Задачей заявляемого решения являются обеспечение надежности работы асинхронного трехфазного электродвигателя и его сохранность при обрыве одной из фаз, а также упрощение конструкции.The objective of the proposed solution is to ensure the reliability of the asynchronous three-phase electric motor and its safety when one of the phases is broken, as well as simplifying the design.
Поставленная задача решается тем, в устройство управления трехфазным асинхронным электродвигателем при обрыве одной из фаз питающей сети, содержащее кнопки "Пуск" и "Стоп", два магнитных пускателя, один из которых с тепловым реле, промежуточное реле и конденсаторы, соединенные по схеме «треугольник» и подключенные к фазам сети после замыкающих контактов магнитного пускателя с тепловым реле до его нагревательных элементов, введены двухполюсный автомат с током срабатывания теплового расцепителя ниже 100% от номинального тока двигателя, диодный мост и цепочка из соединенных последовательно регулировочного резистора и конденсатора, при этом замыкающие контакты промежуточного реле и второго магнитного пускателя без теплового реле соединены между собой параллельно и подключены одним концом к первому зажиму катушки этого магнитного пускателя, а другим концом к одной из фаз сети до теплового реле, а силовой замыкающий контакт второго пускателя подключен между нулевой точкой обмотки статора двигателя и нулевым проводом сети через общую точку соединения входа диодного моста, второго зажима катушки второго пускателя и одного из контактов одного из полюсов двухполюсного автомата, другой контакт этого полюса соединен с нулевым проводом сети, а другой полюс введенного двухполюсного автомата включен последовательно в цепь катушки магнитного пускателя с тепловым реле, при этом один из выходов диодного моста подключен к катушке промежуточного реле, зашунтированной конденсатором, соединенным последовательно с регулировочным резистором, который подключен к другому выходу диодного моста, кроме того, параллельно катушке магнитного пускателя без теплового реле установлено сигнальное устройство.The problem is solved in that, in the control device of a three-phase asynchronous motor when one of the phases of the supply network is interrupted, containing the Start and Stop buttons, two magnetic starters, one of which with a thermal relay, an intermediate relay and capacitors connected according to the triangle ”And connected to the phases of the network after the closing contacts of the magnetic starter with the thermal relay to its heating elements, a two-pole circuit breaker with a trip current of the thermal release below 100% of the rated motor current, dio the back bridge and a chain of series-connected regulating resistor and capacitor, while the closing contacts of the intermediate relay and the second magnetic starter without a thermal relay are interconnected in parallel and connected at one end to the first terminal of the coil of this magnetic starter, and the other end to one of the network phases to thermal relay, and the power closing contact of the second starter is connected between the zero point of the stator winding of the motor and the zero wire of the network through a common connection point of the input of the diode bridge, the second terminal of the coil of the second starter and one of the contacts of one of the poles of the bipolar circuit breaker, the other contact of this pole is connected to the neutral wire of the network, and the other pole of the introduced bipolar circuit breaker is connected in series to the coil circuit of the magnetic starter with a thermal relay, while one of the outputs of the diode bridge is connected to an intermediate relay coil shunted by a capacitor connected in series with an adjustment resistor that is connected to another output of the diode bridge, in addition, in parallel to At the top of the magnetic starter without a thermal relay, an alarm device is installed.
Сравнение заявленного технического решения с известными решениями из уровня техники показало, что оно отличается наличием средств защиты при превышении загрузки и увеличении тока хотя бы в одной из сохранившихся фаз выше номинального, что позволяет судить о соответствии критерию «новизна».Comparison of the claimed technical solution with known solutions from the prior art showed that it is distinguished by the presence of protective equipment when the load is exceeded and the current increases in at least one of the remaining phases above the nominal, which allows us to judge whether the criterion of "novelty" is met.
Устройство является промышленно применимыми, и разработанные технические средства соответствуют критерию изобретательский уровень, так как они явным образом не следуют из уровня техники.The device is industrially applicable, and the developed technical means meet the criterion of inventive step, since they do not explicitly follow from the prior art.
При этом из последнего не выявлено каких-либо преобразований, характеризуемых отличительными существенными признаками, для достижения указанного технического результата.Moreover, from the last, no transformations, characterized by distinctive essential features, were found to achieve the specified technical result.
На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Обмотка статора электродвигателя 1 подключена к трехфазной сети через автомат 2 и магнитный пускатель с тепловым реле, имеющий катушку 3, силовые контакты 4 и блок-контакт 5. Нагревательные элементы теплового реле 6 с контактом 21 подключены к сети через обмотки электродвигателя. Включение и отключение двигателя происходит при нажатии кнопок "Пуск" 7 и "Стоп" 8 соответственно. Конденсаторы 9 служат для компенсации реактивной мощности двигателя и обеспечения его безаварийной работы при обрыве одной из фаз сети питания. Вход диодного моста 10 подключен к нулевым точкам сети и обмотки статора двигателя, а его выход к катушке 11 промежуточного реле, зашунтированной конденсатором 12, соединенным последовательно с регулировочным резистором 13, подключенным к одному из выходов диодного моста 10, замыкающие контакты 14 и 15 соответственно промежуточного реле 12 и второго магнитного пускателя без теплового реле соединены между собой параллельно и подключены одним концом к зажимам катушки 16 этого пускателя, силовой замыкающий контакт 17 которого подключен между нулевыми точками сети и обмотки статора. Полюс 18 двухполюсного автомата включен последовательно в цепь катушки 3 магнитного пускателя с тепловым реле, а другой его полюс 19 соединен одним из контактов с нулевым проводом сети, а другим с обмоткой статора двигателя 1 через точку соединения входа диодного моста 10, второго силового контакта второго пускателя 17 и второго зажима его катушки. Параллельно катушке 16 второго магнитного пускателя установлено сигнальное устройство 20.The drawing shows a diagram of the proposed device. The stator winding of electric motor 1 is connected to a three-phase network through an automaton 2 and a magnetic starter with a thermal relay having a coil 3, power contacts 4 and block contact 5. The heating elements of the thermal relay 6 with contact 21 are connected to the network through the motor windings. Turning the engine on and off occurs when you press the "Start" 7 and "Stop" 8 buttons, respectively. Capacitors 9 are used to compensate for the reactive power of the engine and ensure its trouble-free operation when one of the phases of the power supply is interrupted. The input of the diode bridge 10 is connected to the zero points of the network and the stator winding of the motor, and its output to the coil 11 of the intermediate relay, shunted by the capacitor 12, connected in series with the regulation resistor 13, connected to one of the outputs of the diode bridge 10, closing contacts 14 and 15, respectively, of the intermediate the relay 12 and the second magnetic starter without a thermal relay are interconnected in parallel and connected at one end to the terminals of the coil 16 of this starter, the power closing contact 17 of which is connected between zero E network points and the stator windings. The pole 18 of the bipolar circuit breaker is connected in series to the circuit of the coil 3 of the magnetic starter with a thermal relay, and its other pole 19 is connected by one of the contacts to the neutral wire of the network, and the other to the stator winding of the motor 1 through the connection point of the input of the diode bridge 10, the second power contact of the second starter 17 and the second clamp of his coil. In parallel with the coil 16 of the second magnetic starter, a signal device 20 is installed.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При включении двигателя в сеть включают основной пусковой автомат 2 и двухполюсный автомат, который установлен на срабатывание при ниже 100% от номинального тока.When you turn on the engine in the network include the main starting machine 2 and a two-pole machine, which is set to operate at below 100% of the rated current.
При нажатии кнопки 7 «Пуск» включаются контакты 4 первого магнитного пускателя с тепловым реле 6, двигатель, конденсаторы, соединенные по схеме «треугольник», подключенные к фазам сети после замыкающих контактов 4 первого магнитного пускателя до его теплового реле 6. Конденсаторы предназначены для компенсации реактивной мощности двигателя. Нулевые точки сети и обмотки 1 статора не соединены, при этом промежуточное реле обесточено и катушка второго пускателя тоже, так как напряжение между нулевыми точками сети и нулем обмотки статора недостаточно для срабатывания промежуточного реле. Цепочка последовательно соединенных конденсатора 12 и регулировочного резистора 13 создает задержку и исключает ложное срабатывание в переходном процессе пуска.When the “Start” button 7 is pressed, contacts 4 of the first magnetic starter with thermal relay 6, the motor, capacitors connected in the “triangle” circuit, connected to the phases of the network after the make contacts 4 of the first magnetic starter to its thermal relay 6 are turned on. Capacitors are designed to compensate engine reactive power. The zero points of the network and the stator windings 1 are not connected, while the intermediate relay is de-energized and the second starter coil is also disconnected, since the voltage between the network zero points and the stator winding zero is not enough for the intermediate relay to operate. A chain of series-connected capacitor 12 and control resistor 13 creates a delay and eliminates false triggering during the start-up transient.
При обрыве фазы напряжение между нулевыми точками сети и обмотки статора возрастает, напряжение на входе диодного моста увеличивается в разы, срабатывает промежуточное реле 11 и своим контактом 14 подключает катушку 16 второго пускателя без теплового реле, который своим силовым контактом 17 соединяет между собой нулевые точки обмотки статора и сети и включает сигнальное устройство 20 (например, лампочку). При этом конденсатор 12 цепочки шунтирует контакты катушки промежуточного реле 11, а блок-контактом 15 второго магнитного пускателя шунтируется контакт 14 промежуточного реле 11. По нулевому проводу сети через один из полюсов 19 двухполюсного автомата идет ток, величина которого примерно равна току каждой из двух «целых» фаз двигателя. Если этот ток меньше тока срабатывания, то двигатель продолжает работать, сигнальное устройство 20 при этом фиксирует обрыв фазы. Если ток превышает ток срабатывания автомата, то через некоторое время двухполюсный автомат отключится и своим контактом 18 отключит катушку 3 первого магнитного пускателя, и контакт 4 разорвет цепь, и двигатель отключится от сети. Если ток меньше тока срабатывания двигателя, то двигатель продолжает работать, предоставляя персоналу возможность принять меры по ликвидации аварии без сбоев и перерыва в работе потребителя.When the phase breaks, the voltage between the network zero points and the stator winding increases, the voltage at the input of the diode bridge increases several times, the intermediate relay 11 is activated and its contact 14 connects the coil 16 of the second starter without a thermal relay, which connects the zero points of the winding to each other with its power contact 17 stator and network and includes a signal device 20 (for example, a light bulb). In this case, the capacitor 12 of the circuit shunts the contacts of the coil of the intermediate relay 11, and by the block contact 15 of the second magnetic starter, the contact 14 of the intermediate relay 11 is shunted. A current flows through the zero wire of the network through one of the poles 19 of the two-pole machine, the value of which is approximately equal to the current of each of the two whole "engine phases. If this current is less than the trip current, then the engine continues to work, the signal device 20 thus detects a phase failure. If the current exceeds the trip current of the machine, then after a while the bipolar machine will turn off and with its contact 18 will disconnect the coil 3 of the first magnetic starter, and contact 4 will break the circuit, and the motor will be disconnected from the mains. If the current is less than the operating current of the motor, then the motor continues to work, giving personnel the opportunity to take measures to eliminate the accident without interruption and interruption in consumer operation.
Таким образом, заявленное устройство позволяет управлять работой двигателя при обрыве одной из фаз, так как он либо работает, либо отключается, при этом схема позволяет снизить энергозатраты, так как компенсируется реактивная мощность, обеспечивается возможность безаварийной работы, сигнализация при обрыве фазы и защита двигателя от перегрузки.Thus, the claimed device allows you to control the operation of the engine when one of the phases is broken, since it either works or turns off, while the circuit allows you to reduce energy consumption, as reactive power is compensated, trouble-free operation is possible, signaling when the phase is broken and the motor is protected from overload.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009143740/07A RU2406206C1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Control unit for three-phase asynchronous motor operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009143740/07A RU2406206C1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Control unit for three-phase asynchronous motor operation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2406206C1 true RU2406206C1 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=46306591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009143740/07A RU2406206C1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Control unit for three-phase asynchronous motor operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2406206C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698152C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-08-22 | Елена Владимировна Яремченко | Four-wire switch |
-
2009
- 2009-11-26 RU RU2009143740/07A patent/RU2406206C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698152C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-08-22 | Елена Владимировна Яремченко | Four-wire switch |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015028634A1 (en) | Circuit breaker with hybrid switch | |
| WO2010025606A1 (en) | Safety fire-proofing electric-control device | |
| RU2406206C1 (en) | Control unit for three-phase asynchronous motor operation | |
| RU2377630C1 (en) | Stabiliser of ac voltage with elements of protection and back-up (versions) | |
| JP6848204B2 (en) | Circuit breaker | |
| CN111162507A (en) | Electric control overvoltage protection system and method for sewing machine | |
| RU2061288C1 (en) | Phase-failure protective device for trouble-free operation of induction motor | |
| CN218449918U (en) | Control system for guaranteeing continuous work of motor in case of instant power loss | |
| RU2363083C1 (en) | Device for selective protection of three-phase consumers from unbalanced operating conditions | |
| RU2258291C1 (en) | Multichannel device for protecting three-phase power installations against abnormal operation | |
| RU2711722C1 (en) | Method for protection of asynchronous motor against phase failure | |
| CN213279140U (en) | Circuit of direct current de-excitation switch combined tripping generator outlet circuit breaker | |
| RU100342U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING THREE-PHASE CURRENT ELECTRIC CONSUMERS FROM EMERGENCY MODES | |
| RU2751534C1 (en) | Frequency converter | |
| RU2195762C1 (en) | Magnetic starter | |
| RU2791057C1 (en) | Device for protection from arc circuits and overcurrent with serviceability control | |
| SU655346A3 (en) | Device for protective disconnection in ac circuit | |
| RU118480U1 (en) | Mains circuit breaker with overvoltage protection | |
| SU877692A2 (en) | Device for protecting induction electric motor with phase rotor from abnormal mode | |
| SU1117764A2 (en) | Device for adjusting and protecting three-phase motor | |
| RU1786620C (en) | Device for protection of three-phase asynchronous electric motor against disappearance of voltage in phase of power supply network | |
| UA146671U (en) | DEVICE FOR MAINTAINING THE WORK OF THREE-PHASE ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTORS IN THE BREAK OF THE POWER SOURCE PHASE | |
| CN2636477Y (en) | Voltage dropping starting explosion proof power saving capacity increasing compensation device for breaking phase alarming and automatic breaking | |
| SU851607A1 (en) | Devie for protecting three-phase electric motor from incomplete-phase modes | |
| SU1566442A1 (en) | Device for protection of electric motor from abnormal conditions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111127 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130520 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130927 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141127 |