RU2810266C1 - Device for protecting three-phase electric motor from emergency operating modes - Google Patents

Device for protecting three-phase electric motor from emergency operating modes Download PDF

Info

Publication number
RU2810266C1
RU2810266C1 RU2022126732A RU2022126732A RU2810266C1 RU 2810266 C1 RU2810266 C1 RU 2810266C1 RU 2022126732 A RU2022126732 A RU 2022126732A RU 2022126732 A RU2022126732 A RU 2022126732A RU 2810266 C1 RU2810266 C1 RU 2810266C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
comparator
led
transistor
thermistors
voltage stabilizer
Prior art date
Application number
RU2022126732A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Богатырев
Сергей Владимирович Оськин
Андрей Анатольевич Кумейко
Алексей Владимирович Мирошников
Заур Хамедович Нагучев
Сергей Алексеевич Поляков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2810266C1 publication Critical patent/RU2810266C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention can be used to protect three-phase electric motors operating in industry and agriculture in automatic mode with frequency control, in particular to drive sewage pumps. The technical result is to simplify the design of the protection device and increase the reliability of protection by delaying the shutdown time of an asynchronous motor with a short-term increase in temperature and taking into account the service factor, through the use of two comparators and two groups of thermistors with two operating temperature levels. The technical result is achieved by the fact that in the device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating modes, according to the invention, transistor optocouplers and a frequency converter are introduced, and the temperature protection unit is made in the form of two comparators. The first thermistors with a positive temperature coefficient of resistance and the first operating temperature level are connected to the input of the first comparator. Second thermistors with a positive temperature coefficient of resistance and the second operating temperature level are connected to the input of the second comparator. The output of the first comparator is connected to the positive of the voltage stabilizer through the first matching resistor, the first LED and the LED of the first transistor optocoupler. The output of the second comparator through the second matching resistor, the second LED and the LED of the second transistor optocoupler is connected to the positive of the voltage stabilizer through the junction of the first transistor optocoupler. The transistors of the first transistor optocoupler and the second transistor optocoupler form a logical “AND” and are connected in series with each other, with the output relay coil and with the voltage stabilizer terminals. The opening contact of the output relay sequentially connects the neutral wire of the network with the coil of the magnetic starter and the phase wire through the “start” button, bypassed by the block with the contact of the magnetic starter and the “stop” button. The protected asynchronous motor is connected to a three-phase four-wire network through a frequency converter, power contacts of a magnetic starter and a circuit breaker.
EFFECT: simplifying the design of the protection device and increasing the reliability of protection.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей, работающих в промышленности и в сельском хозяйстве в автоматическом режиме при частотном управлении, в частности для привода канализационных насосов.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to protect three-phase electric motors operating in industry and agriculture in automatic mode with frequency control, in particular to drive sewage pumps.

Известно устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы по патенту МПК Н02Н 7/08 №2182395. Опубл.: 10.05.2002. Бюл. №13. Авторы: Карташов Б.А., Оськин С.В., Таранов Д.М.A device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions is known according to the patent MPK N02N 7/08 No. 2182395. Published: 05/10/2002. Bull. No. 13. Authors: Kartashov B.A., Oskin S.V., Taranov D.M.

В этом устройстве защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы имеется блок питания, блок стабилизации со стабилитроном повышенного и пониженного напряжения, блок температурной защиты, терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), введен блок компенсации динамической температурной погрешности в виде дифференциального усилителя. Совместное использование указанного блока с уже имеющимися блоками температурной защиты и защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети существенно повышает надежность работы устройства при аварийных режимах как однофазных, так и многофазных замыканий, а также при пуске электродвигателя при несимметрии напряжений питающей сети, когда уровень несимметрии недостаточен для срабатывания блока защиты от несимметрии и обрыва фаз питающей сети.This device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions contains a power supply, a stabilization unit with a zener diode for high and low voltage, a temperature protection unit, thermistors with a positive temperature coefficient of resistance (TCR), and a dynamic temperature error compensation unit in the form of a differential amplifier has been introduced. Sharing the specified unit with existing units of temperature protection and protection against voltage asymmetry and phase failure of the supply network significantly increases the reliability of the device in emergency modes of both single-phase and multiphase circuits, as well as when starting an electric motor in case of voltage asymmetry of the supply network, when the level of asymmetry is insufficient to trigger the protection unit against asymmetry and phase failure of the supply network.

Недостатком данного устройства является:The disadvantage of this device is:

1. Высокая интенсивность отказов за счет наличия большого количества дискретных элементов (транзисторы, резисторы, диоды и другие элементы).1. High failure rate due to the presence of a large number of discrete elements (transistors, resistors, diodes and other elements).

2. К стабилитрону пониженного напряжения подключены блок температурной защиты, блок защиты от несимметрии напряжений и обрыва фаз питающей сети и другие элементы, которые влияют на стабильность напряжения. При работе эти блоки взаимодействуют друг с другом и снижают точность регулирования и точность срабатывания защиты.2. A temperature protection unit, a protection unit against voltage unbalance and phase failure of the supply network and other elements that affect voltage stability are connected to the low-voltage zener diode. During operation, these blocks interact with each other and reduce the accuracy of regulation and the accuracy of the protection.

3. Применяемые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления настроены на одну фиксированную температуру срабатывания, и устройство защиты срабатывает при достижении этой фиксированной температуры. Такая ситуация не приемлема для некоторых электроприводов с частотным управлением, например, для привода канализационных насосов, когда при снижении частоты вращения ротора резко возрастает температура двигателя и известное устройство защиты сработает от этого превышения температуры. Это приводит к нарушению технологического процесса, что недопустимо для опасных технологических процессов, например для привода канализационных насосов.3. The PTC thermistors used are set to one fixed operating temperature, and the protection device is triggered when this fixed temperature is reached. This situation is not acceptable for some electric drives with frequency control, for example, for driving sewage pumps, when when the rotor speed decreases, the engine temperature rises sharply and the known protection device will operate against this excess temperature. This leads to disruption of the technological process, which is unacceptable for hazardous technological processes, for example, for driving sewage pumps.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, взятому за прототип, является «Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы» по патенту РФ №2254656 МПК Н02Н 7/08, Опубл.: 20.06.2005. Бюл. №17.The closest to the proposed invention, taken as a prototype, is “Device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions” according to RF patent No. 2254656 MPK N02N 7/08, Publ.: 06/20/2005. Bull. No. 17.

Известное устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы содержит магнитный пускатель, блок питания со стабилизатором напряжения на дискретных элементах, блок температурной защиты с терморезисторами с положительным температурным коэффициентом сопротивления, блок защиты от несимметрий напряжений и обрыва фаз, блок сигнализации со светодиодами, блок защиты от снижения сопротивления изоляции обмотки статора трехфазного электродвигателя и элементы схемы в виде резисторов, светодиодов и катушки выходного реле.A known device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions contains a magnetic starter, a power supply with a voltage stabilizer based on discrete elements, a temperature protection unit with thermistors with a positive temperature coefficient of resistance, a protection unit against voltage asymmetries and phase failure, an alarm unit with LEDs, a protection unit from reducing the insulation resistance of the stator winding of a three-phase electric motor and circuit elements in the form of resistors, LEDs and output relay coils.

Недостатки этого устройства:Disadvantages of this device:

1. Для прототипа присущи многие недостатки, которые указаны выше для аналога по патенту №2182395.1. The prototype has many disadvantages that are listed above for the analogue of patent No. 2182395.

2. Так же, как недостаток, можно отметить наличие большого количества других функциональных защит: блок защиты от несимметрий напряжений и блок защиты от обрыва фаз, блок сигнализации, блок защиты от снижения сопротивления изоляции обмотки статора трехфазного электродвигателя. Все эти блоки запитаны от параметрического стабилитрона, а стабильность его. напряжения влияет на точность срабатывания всех защит, что снижает точность и надежность работы всего устройства.2. Just as a disadvantage, we can note the presence of a large number of other functional protections: a protection unit against voltage asymmetries and a protection unit against phase failure, an alarm unit, a protection unit against reducing the insulation resistance of the stator winding of a three-phase electric motor. All these blocks are powered by a parametric zener diode, and its stability. voltage affects the accuracy of operation of all protections, which reduces the accuracy and reliability of the entire device.

3. Большинство современных асинхронных двигателей (АД) имеют сервис-фактор, равный 1,1 и 1,15, т.е. они выдерживают определенную перегрузку на 10 % и 15 % (по мощности) соответственно. В прототипе не предусмотрена функция отслеживания кратковременных перегрузок АД, что приводит к ложным срабатываниям защиты.3. Most modern asynchronous motors (IM) have a service factor equal to 1.1 and 1.15, i.e. they can withstand a certain overload of 10% and 15% (in power), respectively. The prototype does not provide a function for monitoring short-term blood pressure overloads, which leads to false alarms of the protection.

Проведенные нами экспериментальные исследования показали, что при частотном управлении АД в момент снижения частоты тока и скорости вращения ротора наблюдается кратковременный рост температуры обмоток двигателя и его элементов. Это может привести к ложному срабатыванию известной температурной защиты.Our experimental studies have shown that with frequency control of the motor, at the moment the current frequency and rotor rotation speed are reduced, a short-term increase in the temperature of the motor windings and its elements is observed. This may cause a known temperature protection to trigger falsely.

Техническим результатом является упрощение конструкции устройства защиты и повышение надежности защиты путем задержки времени отключения асинхронного двигателя при кратковременном повышении температуры и с учетом сервис-фактора, за счет применения двух компараторов и двух групп терморезисторов с двумя уровнями температуры срабатывания, например 120 °С и 130 °С.The technical result is to simplify the design of the protection device and increase the reliability of protection by delaying the shutdown time of an asynchronous motor with a short-term increase in temperature and taking into account the service factor, through the use of two comparators and two groups of thermistors with two operating temperature levels, for example 120 ° C and 130 ° WITH.

Технический результат достигается тем, в устройстве для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащем магнитный пускатель, блок питания со стабилизатором напряжения, к которому подключены блок температурой защиты с терморезисторами с положительным температурным коэффициентом сопротивления и элементы схемы в виде резисторов, светодиодов и катушки выходного реле, согласно изобретению введены транзисторные оптроны и преобразователь частоты, а блок температурной защиты выполнен в виде двух компараторов, на вход первого из них, подключены первые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления и первым уровнем рабочей температуры, на вход второго компаратора подключены вторые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления и вторым уровнем рабочей температуры, при этом первый уровень рабочей температуры ниже чем второй уровень рабочей температуры, выход первого компаратора через первый согласующий резистор, первый светодиод и светодиод первого транзисторного оптрона соединен с плюсом стабилизатора напряжения, выход второго компаратора через второй согласующий резистор, второй светодиод и светодиод второго транзисторного оптрона через переход первого транзисторного оптрона соединен с плюсом стабилизатора напряжения, транзисторы первого транзисторного оптрона и второго транзисторного оптрона составляют логическое «И», соединены последовательно между собой, с катушкой выходного реле и с выводами стабилизатора напряжения, размыкающий контакт выходного реле последовательно соединяет нулевой провод сети с катушкой магнитного пускателя и фазным проводом через кнопку «пуск» зашунтированную блок контактом магнитного пускателя и кнопку «стоп», при этом защищаемый асинхронный двигатель через преобразователь частоты, силовые контакты магнитного пускателя и автоматический выключатель соединен с трехфазной сетью А, В, С, N.The technical result is achieved in a device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions, containing a magnetic starter, a power supply with a voltage stabilizer, to which a temperature protection unit with thermistors with a positive temperature coefficient of resistance and circuit elements in the form of resistors, LEDs and an output coil are connected. relay, according to the invention, transistor optocouplers and a frequency converter are introduced, and the temperature protection unit is made in the form of two comparators, the first thermistors with a positive temperature coefficient of resistance and the first level of operating temperature are connected to the input of the first of them, the second thermistors with a positive temperature are connected to the input of the second comparator temperature coefficient of resistance and the second level of operating temperature, while the first level of operating temperature is lower than the second level of operating temperature, the output of the first comparator through the first matching resistor, the first LED and the LED of the first transistor optocoupler are connected to the positive of the voltage stabilizer, the output of the second comparator through the second matching resistor , the second LED and the LED of the second transistor optocoupler are connected to the plus of the voltage stabilizer through the transition of the first transistor optocoupler, the transistors of the first transistor optocoupler and the second transistor optocoupler form a logical “AND”, connected in series with each other, with the output relay coil and with the voltage stabilizer terminals, open contact The output relay sequentially connects the neutral wire of the network with the coil of the magnetic starter and the phase wire through the “start” button, a bypassed block with a contact of the magnetic starter and the “stop” button, while the protected asynchronous motor is connected to a three-phase network through a frequency converter, power contacts of the magnetic starter and a circuit breaker A, B, C, N.

Новизна заявляемого предложения, согласно изобретению, обусловлена тем, что за счет специальных схемных решений путем задержки времени отключения асинхронного двигателя при кратковременном повышении температуры и с учетом сервис-фактора, за счет применения двух компараторов и двух групп терморезисторов с двумя уровнями температуры срабатывания, например 120 °С и 130 °С обеспечивается упрощение конструкции устройства защиты и повышение надежности защиты.The novelty of the proposed proposal, according to the invention, is due to the fact that due to special circuit solutions by delaying the shutdown time of an asynchronous motor with a short-term increase in temperature and taking into account the service factor, through the use of two comparators and two groups of thermistors with two operating temperature levels, for example 120 °C and 130 °C, the design of the protection device is simplified and the protection reliability is increased.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известно техническое решение, представляющее собой новую совокупность признаков, направленная на достижение технического результата, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».  According to scientific, technical and patent literature, the authors do not know of a technical solution, which is a new set of features aimed at achieving a technical result, and this solution does not follow clearly from the known level of technology, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the “inventive” criterion level".

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо. Макетный образец устройства изготовлен и испытан в лаборатории кафедры электрических машин и электропривода Кубанского ГАУ.The proposed technical solution is industrially applicable. A prototype of the device was manufactured and tested in the laboratory of the Department of Electrical Machines and Electric Drives of the Kuban State Agrarian University.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 показана экспериментальная кривая нагрева асинхронного двигателя, которая получена в лаборатории кафедры электрических машин и электропривода КубГАУ. На фигуре 2 показана схема устройства для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы.The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the experimental heating curve of an asynchronous motor, which was obtained in the laboratory of the Department of Electrical Machines and Electric Drives of Kuban State Agrarian University. Figure 2 shows a diagram of a device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions.

Согласно фигуре 2 устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы содержит выводы с 1 по 8 первого компаратора 9 и второго компаратора 10 блока температурной защиты 11, неинвертирующий вход 3 первого компаратора 9 через первый потенциометр 12 и первый резистор смещения 13 соединен с выводами «плюс» и «минус» стабилизатора напряжения 14, инвертирующий вход 2 первого компаратора 9 соединен с тремя первыми терморезисторами с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) 15 которые последовательно соединены с первым токоограничивающим резистором 16 и с выводами «плюс» и «минус» стабилизатора напряжения 14, вывод 1 первого компаратора 9 через первый согласующий резистор 17 первый светодиод 18 и светодиод 19 первого транзисторного оптрона 20 соединен с выводом «плюс» стабилизатора напряжения 14, неинвертирующий вход 5 второго компаратора 10 через второй потенциометр 21 и второй резистор смещения 22 соединен с выводами «плюс» и «минус» стабилизатора напряжения 14, инвертирующий вход 6 второго компаратора 10 соединен с тремя вторыми терморезисторами с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) 23 которые последовательно соединены со вторым токоограничивающим резистором 24 и с выводами «плюс» и «минус» стабилизатора напряжения 14, вывод 7 второго компаратора 10 через второй согласующий резистор 25 второй светодиод 26 и светодиод 27 второго транзисторного оптрона 28 соединен с выводом «плюс» стабилизатора напряжения 14, между выводами «плюс» и «минус» стабилизатора напряжения 14 транзисторы 20, 28 оптронов представляют логический элемент «И», соединены последовательно между собой и катушкой выходного реле 29 с нормально замкнутым контактом 30.According to figure 2, a device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions contains terminals 1 to 8 of the first comparator 9 and the second comparator 10 of the temperature protection unit 11, the non-inverting input 3 of the first comparator 9 through the first potentiometer 12 and the first bias resistor 13 is connected to the “plus” terminals " and "minus" of the voltage stabilizer 14, the inverting input 2 of the first comparator 9 is connected to the first three thermistors with a positive temperature coefficient of resistance (TCR) 15 which are connected in series with the first current-limiting resistor 16 and to the "plus" and "minus" terminals of the voltage stabilizer 14 , output 1 of the first comparator 9 through the first matching resistor 17, the first LED 18 and the LED 19 of the first transistor optocoupler 20 is connected to the “plus” terminal of the voltage stabilizer 14, the non-inverting input 5 of the second comparator 10 through the second potentiometer 21 and the second bias resistor 22 is connected to the “pins” plus and minus of the voltage stabilizer 14, the inverting input 6 of the second comparator 10 is connected to three second thermistors with a positive temperature coefficient of resistance (TCR) 23, which are connected in series with the second current-limiting resistor 24 and with the plus and minus terminals of the voltage stabilizer 14, pin 7 of the second comparator 10 through the second matching resistor 25 of the second LED 26 and LED 27 of the second transistor optocoupler 28 is connected to the “plus” terminal of the voltage stabilizer 14, between the “plus” and “minus” terminals of the voltage stabilizer 14, transistors 20, 28 of the optocouplers represent logical element “AND”, connected in series with each other and the output relay coil 29 with a normally closed contact 30.

Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) 15 и 23 оптимально размещены в лобовых частях каждой фазы обмотки статора защищаемого двигателя.Thermistors with a positive temperature coefficient of resistance (TCR) 15 and 23 are optimally placed in the frontal parts of each phase of the stator winding of the protected motor.

Нормально замкнутый (размыкающий) контакт 30 выходного реле 29 последовательно соединяет нулевой провод 31 с катушкой 32 магнитного пускателя и фазным проводом 33 через кнопку «пуск» 34 зашунтированную блок контактом 35 и кнопку «стоп» 36.Normally closed (opening) contact 30 of the output relay 29 sequentially connects the neutral wire 31 with the coil 32 of the magnetic starter and the phase wire 33 through the “start” button 34, bypassed by the block with contact 35 and the “stop” button 36.

Защищаемый асинхронный двигатель 37 через преобразователь частоты 38, силовые контакты 39 магнитного пускателя 32 и автоматический выключатель 40 соединен с трехфазной сетью А, В, С, N.The protected asynchronous motor 37 is connected to a three-phase network A, B, C, N through a frequency converter 38, power contacts 39 of a magnetic starter 32 and a circuit breaker 40.

Схема работает следующим образом. При замыкании контактов автоматического выключателя 40 напряжения трехфазной сети А, В, С, N поступает на силовые контакты 39 магнитного пускателя 32 и стабилизатор напряжения 14. На выходе стабилизатора напряжения 14 возникает необходимое напряжение (например, 12 Вольт) которое питает схему защиты.The scheme works as follows. When the contacts of the circuit breaker 40 are closed, the voltage of the three-phase network A, B, C, N is supplied to the power contacts 39 of the magnetic starter 32 and the voltage stabilizer 14. At the output of the voltage stabilizer 14, the required voltage (for example, 12 Volts) appears, which powers the protection circuit.

При нажатии кнопки «пуск» 34 срабатывает магнитный пускатель 32 и силовыми контактами 39 через преобразователь частоты 38 включает асинхронный двигатель 37 в работу. Асинхронный двигатель 37 работает в стационарном режиме, заданном оператором посредством преобразователя частоты 38.When you press the “start” button 34, the magnetic starter 32 is triggered and the power contacts 39 through the frequency converter 38 turns on the asynchronous motor 37. The asynchronous motor 37 operates in a stationary mode specified by the operator via the frequency converter 38.

От электрических потерь температура двигателя растет по экспериментальной зависимости, представленной на фигуре 1. Компараторы 9 и 10 находятся в исходном состоянии, заданном потенциометрами 12 и 21.Due to electrical losses, the engine temperature increases according to the experimental dependence presented in Figure 1. Comparators 9 and 10 are in the initial state, set by potentiometers 12 and 21.

В процессе работы, например, на 50-й минуте снизилась частота вращения ротора асинхронного двигателя. При этом снижается производительность вентилятора двигателя и его теплоотдача. За счет теплоемкости двигателя некоторое время температура его возрастает (фиг.1).During operation, for example, at the 50th minute, the rotor speed of the asynchronous motor decreased. This reduces the performance of the engine fan and its heat dissipation. Due to the heat capacity of the engine, its temperature increases for some time (Fig. 1).

Температура обмоток асинхронного двигателя возрастает (больше 120°С). Первые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 15 с рабочей температурой 120°С резко увеличивают свое сопротивление. Компаратор 9 переключается и на выходе 1 возникает нулевой потенциал. Через светодиоды 18, 19 и первый согласующий резистор 17 проходит ток. Излучающий светодиод 18, например, желтый, сигнализирует о перегрузке двигателя, по которому оператор принимает решение, например, проверяет расход и давление перекачиваемой жидкости.The temperature of the windings of an asynchronous motor increases (more than 120°C). The first thermistors with a positive temperature coefficient of resistance of 15 with an operating temperature of 120°C sharply increase their resistance. Comparator 9 switches and a zero potential appears at output 1. Current flows through the LEDs 18, 19 and the first matching resistor 17. The emitting LED 18, for example, yellow, signals an overload of the engine, on which the operator makes a decision, for example, checking the flow and pressure of the pumped liquid.

Транзистор 20 оптронной пары открывается, но это не влияет на работу схемы, так как этот транзистор с транзистором 28 представляет транзисторный логический элемент «И». С течением времени, например, на 62 минуте, уменьшается нагрузка и снижается температура обмоток двигателя. Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 15 уменьшают сопротивление, компаратор 9 переключится в исходное состояние, на выходе 1 появляется рабочая единица, гаснут светодиоды 18 и 19, закрывается транзистор 20.Transistor 20 of the optocoupler pair opens, but this does not affect the operation of the circuit, since this transistor with transistor 28 represents a transistor AND gate. Over time, for example, at 62 minutes, the load decreases and the temperature of the motor windings decreases. Thermistors with a positive temperature coefficient of resistance 15 reduce the resistance, comparator 9 switches to its original state, a working unit appears at output 1, LEDs 18 and 19 go out, transistor 20 closes.

При дальнейшем возрастании нагрузки, например, после 67 минуты (фиг.1) растет и температура обмоток. Компаратор 9 вновь переключится и на выходе 1 возникает нулевой потенциал. Через светодиоды 18, 19 и первый согласующий резистор 17 снова проходит ток, транзистор 20 заново открывается. Излучающий светодиод 18, например желтый, сигнализирует о достижении температуры двигателя более 120°С.With a further increase in load, for example, after 67 minutes (Fig. 1), the temperature of the windings also increases. Comparator 9 switches again and a zero potential appears at output 1. Current flows through the LEDs 18, 19 and the first matching resistor 17 again, and transistor 20 opens again. The emitting LED 18, for example yellow, signals that the engine temperature has reached more than 120°C.

Дальнейшее увеличение температуры (80 минут) вызывает изменение состояния вторых терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления 23 с рабочей температурой 130°С. Они резко увеличивают свое сопротивление. Компаратор 10 переключается и на выходе 7 возникает нулевой потенциал. Через светодиоды 26, 27 и второй согласующий резистор 25 проходит ток. Транзистор 28 оптрона открывается. Излучающий светодиод 26, например, красный, сигнализирует о перегрузке двигателя по допустимой по нагреву (130°С) температуре обмоток.A further increase in temperature (80 minutes) causes a change in the state of the second thermistors with a positive temperature coefficient of resistance 23 with an operating temperature of 130°C. They sharply increase their resistance. Comparator 10 switches and a zero potential appears at output 7. Current flows through the LEDs 26, 27 and the second matching resistor 25. Transistor 28 of the optocoupler opens. The emitting LED 26, for example, red, signals an overload of the motor based on the permissible heating temperature (130°C) of the windings.

Через открытые транзисторы 20, 28 (транзисторный логический элемент «И») и катушку выходного реле 29 проходит ток. Реле 29 срабатывает и размыкает нормально замкнутый контакт 30 в цепи питания катушки 32 магнитного пускателя. Магнитный пускатель 32 контактами 39 отключает преобразователь 38 и защищаемый асинхронный двигатель 37 от сети А, В, С.Current flows through open transistors 20, 28 (transistor logic element “AND”) and output relay coil 29. Relay 29 is activated and opens the normally closed contact 30 in the power circuit of the coil 32 of the magnetic starter. The magnetic starter 32 with contacts 39 disconnects the converter 38 and the protected asynchronous motor 37 from the network A, B, C.

Стабилизатор напряжения 14 имеет питание от фазного напряжения сети. Уместно применение стабилизатора напряжения для светодиодных лент на ток больше 0,5 Ампер. Первые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления 15 используются, например, на 120°С. Вторые терморезисторы с положительным ТКС 25 используются, например, на следующую градацию 130°С (по рекомендациям DIN 44081 или DIN 44082).Voltage stabilizer 14 is powered from the phase voltage of the network. It is appropriate to use a voltage stabilizer for LED strips with a current greater than 0.5 Ampere. The first thermistors with a positive temperature coefficient of resistance of 15 are used, for example, at 120°C. Second thermistors with positive TKS 25 are used, for example, at the next gradation of 130°C (according to the recommendations of DIN 44081 or DIN 44082).

Первый компаратор 9 и второй компаратор 10 из серии сдвоенных компараторов 1401СА3 (аналог LM393P).The first comparator 9 and the second comparator 10 from the series of dual comparators 1401CA3 (analogous to LM393P).

Транзисторные оптроны 20, 28 со схемой Дарлингтона рекомендуются типа АОТ165В1 или аналогичные с допустимыми электрическими параметрами.Transistor optocouplers 20, 28 with a Darlington circuit are recommended type AOT165V1 or similar with acceptable electrical parameters.

Claims (1)

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы, содержащее магнитный пускатель, блок питания со стабилизатором напряжения, к которому подключены блок температурой защиты с терморезисторами с положительным температурным коэффициентом сопротивления и элементы схемы в виде резисторов, светодиодов и катушки выходного реле, отличающееся тем, что введены транзисторные оптроны, преобразователь частоты, а блок температурной защиты выполнен в виде двух компараторов, на вход первого из них подключены первые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления и первым уровнем рабочей температуры, на вход второго компаратора подключены вторые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления и вторым уровнем рабочей температуры, при этом первый уровень рабочей температуры ниже, чем второй уровень рабочей температуры, выход первого компаратора через первый согласующий резистор, первый светодиод и светодиод первого транзисторного оптрона соединен с плюсом стабилизатора напряжения, выход второго компаратора через второй согласующий резистор, второй светодиод и светодиод второго транзисторного оптрона через переход первого транзисторного оптрона соединен с плюсом стабилизатора напряжения, транзисторы первого транзисторного оптрона и второго транзисторного оптрона составляют логическое «И», соединены последовательно между собой, с катушкой выходного реле и с выводами стабилизатора напряжения, размыкающий контакт выходного реле последовательно соединяет нулевой провод сети с катушкой магнитного пускателя и фазным проводом через кнопку «пуск» зашунтированную блок контактом магнитного пускателя и кнопку «стоп», при этом защищаемый асинхронный двигатель через преобразователь частоты, силовые контакты магнитного пускателя и автоматический выключатель соединен с трехфазной сетью А, В, С, N.A device for protecting a three-phase electric motor from emergency operating conditions, containing a magnetic starter, a power supply with a voltage stabilizer, to which a temperature protection unit with thermistors with a positive temperature coefficient of resistance and circuit elements in the form of resistors, LEDs and an output relay coil are connected, characterized in that transistor optocouplers, a frequency converter are introduced, and the temperature protection unit is made in the form of two comparators, the first thermistors with a positive temperature coefficient of resistance and the first level of operating temperature are connected to the input of the first of them, the second thermistors with a positive temperature coefficient of resistance and the second level of operating temperature are connected to the input of the second comparator. operating temperature level, wherein the first operating temperature level is lower than the second operating temperature level, the output of the first comparator through the first matching resistor, the first LED and the LED of the first transistor optocoupler is connected to the positive of the voltage stabilizer, the output of the second comparator through the second matching resistor, the second LED and The LED of the second transistor optocoupler is connected through the transition of the first transistor optocoupler to the plus of the voltage stabilizer, the transistors of the first transistor optocoupler and the second transistor optocoupler form a logical “AND”, connected in series with each other, with the coil of the output relay and with the terminals of the voltage stabilizer, the opening contact of the output relay connects in series the neutral wire of the network with the coil of the magnetic starter and the phase wire through the “start” button, shunted by the block with the contact of the magnetic starter and the “stop” button, while the protected asynchronous motor is connected to the three-phase network A, B through the frequency converter, power contacts of the magnetic starter and the circuit breaker, S, N.
RU2022126732A 2022-10-13 Device for protecting three-phase electric motor from emergency operating modes RU2810266C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810266C1 true RU2810266C1 (en) 2023-12-25

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1474798A1 (en) * 1987-07-06 1989-04-23 Белорусский институт механизации сельского хозяйства Apparatus for protection of electric motor windings from moisture condensation
RU2151458C1 (en) * 1998-08-11 2000-06-20 Кубанский государственный аграрный университет Device for protecting three-phase motor against abnormal conditions
RU2182395C2 (en) * 1999-05-05 2002-05-10 Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия Emergency protective gear of three-phase motor
RU2254656C1 (en) * 2004-03-24 2005-06-20 Кубанский государственный аграрный университет Device for protecting three-phase motor against abnormal conditions
US7592820B2 (en) * 2004-06-10 2009-09-22 Abb Oy Isolated measurement circuit for sensor resistance
CN215734084U (en) * 2021-06-23 2022-02-01 唐山贺祥智能科技股份有限公司 Blank taking manipulator control circuit for high-pressure forming machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1474798A1 (en) * 1987-07-06 1989-04-23 Белорусский институт механизации сельского хозяйства Apparatus for protection of electric motor windings from moisture condensation
RU2151458C1 (en) * 1998-08-11 2000-06-20 Кубанский государственный аграрный университет Device for protecting three-phase motor against abnormal conditions
RU2182395C2 (en) * 1999-05-05 2002-05-10 Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия Emergency protective gear of three-phase motor
RU2254656C1 (en) * 2004-03-24 2005-06-20 Кубанский государственный аграрный университет Device for protecting three-phase motor against abnormal conditions
US7592820B2 (en) * 2004-06-10 2009-09-22 Abb Oy Isolated measurement circuit for sensor resistance
CN215734084U (en) * 2021-06-23 2022-02-01 唐山贺祥智能科技股份有限公司 Blank taking manipulator control circuit for high-pressure forming machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2810266C1 (en) Device for protecting three-phase electric motor from emergency operating modes
US3454858A (en) High load motor starting arrangement
US7420343B2 (en) Current limiting DC motor starter circuit
US3600656A (en) Starting means for a single-phase asynchronous motor
RU2263383C1 (en) Electric motor and driven equipment protective device
US3559016A (en) Permanent split capacitor motor having starting current control
RU2291538C2 (en) Electric motor protective gear
US4254343A (en) Dual load control apparatus
RU2582593C1 (en) System for protection of magnetoelectric generator from short circuit and method of controlling system
SU1092644A1 (en) Electric motor thermal protection device
CN220022317U (en) Single-phase motor thermal protection control device and single-phase motor
RU2300836C1 (en) Three-phase motor unbalance protection device
RU2748215C1 (en) Device for improving the energy efficiency of an asynchronous electric drive
RU2711722C1 (en) Method for protection of asynchronous motor against phase failure
RU2115987C1 (en) Device for heat protection of electric motor
SU1742930A1 (en) Underload protective gear for several three-phase induction motors
KR890001045B1 (en) Prevention circuit of induction motor for over-voltage
RU2254656C1 (en) Device for protecting three-phase motor against abnormal conditions
Yanev et al. Implementation of a single phasing protective circuit for three phase induction motors
SU1120439A2 (en) Device for thermal protection of electric motor
SU1119130A2 (en) Thyratron motor
RU1788549C (en) Device for protection of three-phase electric installation against abnormal operating conditions
SU1319148A1 (en) Device for protection of induction electric motor against emergency operaion
SU1654912A1 (en) Device for protecting electric drives of sucker-rod pumps against emergency conditions
SU1495895A1 (en) Device for damage protection of three-phase motor