SU1117761A2

SU1117761A2 - Device for protecting asynchronous motor against abnormal condition

Info

Publication number: SU1117761A2
Application number: SU823474938A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Яговкин; Наталья Владимировна Клюквина
Original assignee: Калининградское Высшее Инженерное Морское Училище
Priority date: 1982-07-23
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1984-10-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АНОМАЛЬНОГО РЕЖИМА по авт.св (Л О5 № 762083, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем обеспечени защиты многоскоростного трехфазного электродвигател без увеличени количества комплектов защиты, вторична обмотка датчика тока выполнена секционированной и ее общий вывод подключен к одному выводу выпр мител непосредственно , а выводы секций подключены к другому выводу выпр мител через вспомогательные замыкающие контакты контакторов включени отдельных скоростей электродвигател . оA DEVICE FOR PROTECTION OF AN ASYNCHRONOUS MOTOR FROM ANOMATIC MODE by autor. connected to one output of the rectifier directly, and the conclusions of the sections are connected to another output of the rectifier via auxiliary make contactors of the contactors including individual motor speeds

Description

Изобретени относитс к технике релейной защиты и предназначено дл защиты многоскоростных трехфазных асинхронных электродвигателей от перегрузок и работы на двух фазах.The invention relates to a relay protection technique and is intended to protect multi-speed three-phase asynchronous motors against overloads and operation on two phases.

По основному авт. св. №762083 известно устройство дл защиты асинхронного электродвигател от аномального режима, содержащее датчик тока, включенный в фазный провод электродвигател , соединенный через выпр митель с электронным ключом, и исполнительное реле с контактом в цепи питани катущки магнитного пускател , исполнительное реле выполнено на герконе с замыкающим контактом и С11абжено пусковой обмоткой, включенной через диод, сопротивление и пусковую цепочку между фазами питани электродвигател и рабочей обмоткой, включенной в коллекторную нагрузку электронного ключа, при этом датчик тока выполнен из ферромагнетика 1.According to the main author. St. No. 762083 discloses a device for protecting an asynchronous electric motor from an abnormal mode, comprising a current sensor connected to a phase motor wire connected via a rectifier with an electronic key, and an executive relay with a contact in the power supply circuit of the magnetic starter coil, the executive relay is made on the reed switch with closing contact and C11abended by a starting winding connected through a diode, resistance and starting circuit between the phases of the power supply of the electric motor and the working winding included in the collector load electronic key, while the current sensor is made of a ferromagnet 1.

При использовании известного устройства дл защиты многоскоростного трехфазного электродвигател необходимо дл каждой из скоростей использовать отдельный комплект защиты, что значительно усложн ет схему и уменьщает надежность.When using a known device for protection of a multi-speed three-phase electric motor, it is necessary to use a separate protection kit for each of the speeds, which greatly complicates the circuit and reduces reliability.

Цель изобретени - расщирение функциональных возможностей путем обеспечени защиты многоскоростного трехфазного электродвигател без увеличени количества комплектов защиты.The purpose of the invention is to extend the functionality by providing protection for a multi-speed three-phase electric motor without increasing the number of protection sets.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл защиты асинхронного электродвигател от аномального режима вторична обмотка датчика тока выполнена секционированной и ее общий вывод подключен к одному выводу выпр мител непосредственно , а выводы секций подключены к другому выводу выпр мител через вспомогательные замыкающие контакты контакторов включени отдельных скоростей- электродвигател .The goal is achieved in the device for protecting an asynchronous electric motor from an abnormal mode, the secondary winding of the current sensor is sectioned and its common output is connected to one output of the rectifier directly, and the conclusions of the sections are connected to the other output of the rectifier via auxiliary closing contacts of the contactors of separate speed - electric motor.

На чертеже представлено устройство дл защиты трехфазного трехскоростного электродвигател .The drawing shows a device for protection of a three-phase three-speed electric motor.

Устройство содержит электродвигатель 1, контактор малой скорости, имеющий катушку 2 электромагнита, главные контакты 3 и вспомогательные замыкающие 4, 5 и размыкающие 6, 7 контакты, контактор средней скорости, имеющий катушку 8 электромагнита , главные контакты 9 и вспомогательные замыкающие 10, 11 и размыкающие 12, 13 контакты, контактор больщой скорости, имеющий катущку 14 электромагнита , главные контакты 15 и вспомогательные замыкающие 16, 17 и размыкающие 18, 19 контакты.The device contains an electric motor 1, a low speed contactor, having an electromagnet coil 2, main contacts 3 and auxiliary locking 4, 5 and opening 6, 7 contacts, a medium speed contactor having an electromagnet coil 8, main contacts 9 and auxiliary locking 10, 11 and disconnecting 12, 13 contacts, high speed contactor, having electromagnet coil 14, main contacts 15 and auxiliary closing 16, 17 and disconnecting 18, 19 contacts.

Главные контакты 3, 9 и 15 подают питание на одну из обмоток электродвигател малой, средней или бЬльшой скорости. Одновременное включение двух скоростей неВОЗМОЖНО , что обеспечиваетс введением в цепь питани катущек 2, 8 и 14 контакторов размыкающих вспомогательных контактов 12 и 18 дл малой скорости, 6 и 19 - дл средней скорости и 7 и 3 - дл больщой скорости. Вспомогательные замыкающие контакты 4, 10 и 16 обеспечивают подключение датчика 20 тока к блоку 21 защиты . Первична обмотка датчика 20 тока включена в одну из фаз питани электродвигател , а вторична выполнена секционированной , чтобы с помощью замь1кающих 4, 10 и 16 контактов на каждой из скоростей соединить с блоком защиты такое количество витков, которые бы обеспечивало посто нную величину напр жени питани блока защиты. Дл конкретного случа , если двигатель имеет минимальный ток при малой скорости, контактом 4 вс обмотка датчика тока подключаетс к блоку защиты. На средней и больщой скорости ток двигател увеличиваетс ,и соответственно уменьщаетс количество витков обмотки датчика тока, подключаемое к блоку 21 защиты через контакты 10 и 16, что сохран ет неизменным величину напр жени питани блока защиты, так как уменьщаетс количество витков вторичной обмотки пропорционально возрастанию тока.The main contacts 3, 9 and 15 supply power to one of the windings of an electric motor of low, medium or high speed. Simultaneous switching of two speeds is IMPOSSIBLE, which is ensured by inserting into the power circuit the coils 2, 8 and 14 of the contactors of the opening auxiliary contacts 12 and 18 for low speed, 6 and 19 for medium speed and 7 and 3 for high speed. Auxiliary make contacts 4, 10 and 16 provide the connection of the current sensor 20 to the protection unit 21. The primary winding of current sensor 20 is included in one of the power phases of the electric motor, and the secondary winding is sectioned, so that using each 4, 10, and 16 contacts at each speed, connect the number of turns to the protection unit to ensure a constant supply voltage protection. For a specific case, if the motor has a minimum current at low speed, contact 4 connects the coil of the current sensor to the protection unit. At medium and high speeds, the motor current increases, and the number of windings of the current sensor winding connected to the protection unit 21 via contacts 10 and 16 accordingly decreases, which keeps the supply voltage of the protection unit unchanged, as the number of turns of the secondary winding decreases in proportion to the current increase .

Блок 21 защиты содержит выпр митель 22, от которого получает питание электронный ключ, состо щий из транзисторов 23 и 24. В цепь коллектора транзистора 24 через резистор 25 включена рабоча обмотка 26 геркона 27. Нагрузкой транзистора 23 вл етс резистор 28, а изменение тока базы транзистора производитс делителем напр жени из резисторов 29 и 30. Конденсатор 31 обеспечивает задержку срабатывани ключа. Геркон 27 кроме рабочей обмотки 26 имеет пусковую обмотку 32, котора получает питание от фаз ВС сети по цепи, образованной диодом 33, резистором 34, конденсатором 35 через замыкающие контакты кнопок 36-38 «Пуск соответственно малой, средней и больщой скорости и через размыкающий контакт кнопки 39 «Стоп, который служит дл разр да конденсатора 35 на резистор 40.The protection unit 21 contains a rectifier 22, from which an electronic switch is supplied, consisting of transistors 23 and 24. The collector circuit of transistor 24 is connected through the resistor 25 to the collector circuit of reed switch 27. The load on transistor 23 is resistor 28 The transistor is produced by a voltage divider from resistors 29 and 30. Capacitor 31 provides a delay in the operation of the switch. The reed switch 27, in addition to the working winding 26, has a starting winding 32, which receives power from the phases of the AC network via a circuit formed by a diode 33, a resistor 34, a capacitor 35 through the closing contacts of buttons 36-38 "Starting respectively low, medium and high speed and through the break contact button 39 "Stop, which serves to discharge the capacitor 35 to the resistor 40.

Замыкающие вспомогательные контакты 5, 11 и 17 обеспечивают питание катушек контакторов после отпускани кнопок 36-38 «Пуск малой, средней или большой скорости .The closing auxiliary contacts 5, 11 and 17 provide power to the coils of the contactors after releasing the buttons 36-38 "Low, medium or high speed start.

Устройство дл защиты электродвигател работает следующим образом.The device for the protection of the motor works as follows.

При пуске электродвигател , т.е. при нажатии одной из кнопок 36, 37 или 38, пускова обмотка 32 геркона 27 получает питание по цепи: фаза В питани , размыкающий контакт кнопок 36, 37 или 38, конденсатор 35, резистор 34, диод 33, обмотка 32 геркона, фаза С. По этой цепи потечет ток зар да конденсатора. Величина и длительность протекани тока будет зависеть от соотношени R и С этой цепи. При по влении тока в обмотке 32 замыкаетс контакт геркона 27, что обеспечивает подачу питани на одну из катушек контакторов. Например, если нажата кнопка 36 «Пуск малой скорости, то катушка 2 получит питание по цепи: фаза В, размыкающий контакт кнопки 39, замыкающий контакт кнопки 36, размыкающие контакты 12 и 18, катушка 2 коитактора, замкнутый контакт геркона 27, фаза С. Получив питание, катушка контактора малой скорости произведет переключение контакторов: замыкаютс главные контакты 3 в цепи электродвигател 1, у которого получает питание обмотка малой скорости и, следовательно, по первичной обмотке датчика 20 пойдет ток; замыкаетс вспомогательный контакт 4, который подключает вторичную обмотку датчика 20 тока к блоку 21 защиты; замыкаетс вспомогательный контакт 5, который обеспечивает питание катушки 2 контактора 4 малой скорости, прсле отпускани кнопки 36 и размыкани ее контактов (кнопка с самовозвратом); размыкак тс контакты 6 и 7 в цепи питани катуше1 8 и 14 контакторов средней и большой скорости, что обеспечивает блокировку включени этих контактов при случайном нажатии кнопок 37 и 38. По мере зар да конденсатора 35 ток в цепи пусковой обмотки 32 геркона 27 умень шаетс и, следовательно, контакт геркона должен бы разомкнутьс . Но, поскольку блок 21 защиты получил питание от датчика 20 тока, транзистор 23 будет заперт, а транзистор 24 открыт и, следовательно, по рабочей обмотке 26 геркона 27 будет протекать ток, под действнем которого контакт геркона останетс замкнутым. С этого момента, если ток, потребл емый двигателем , не превышает номинального, блок защиты осуществл ет Контроль за нагрузкой двигател 1. В случае возникновени перегрузки двигател 1 увеличиваетс ток в фазе С, что приводит к возрастанию напр жени , подаваемого на блок 21 защиты от вторичной обмотки датчика 20 тока. Увеличиваетс падение напр жени на резисторе 25, что приводит к изменению состо ни транзисторов. Транзистор 23 открываетс , а транзистор 24 закрываетс . Рабоча обмотка 26 геркона 27 лищaetc питани , контакт геркона размыкаетс и разрывает цепь питани катушки .2 контактора, двигатель отключаетс от сети. Уставка, при которой происходит отключение электродвигател , реализуетс резистором 29. Дл изменени скорости двигател необходимо отключить питание двигател нажатием кнопки 39 «Стоп. При этом лишаетс питани катушка 2 контактора и размыканием контактов 3 отключаетс питание малой скорости. При нажатии кнопки 39 «Стоп через замыкающий контакт кнопки 39 конденсатор 35 разр жаетс на резистор 40, чем подготавливаетс цепь пусковой обмотки геркона к новому пуску на любой из скоростей. Включение и отключение других скоростей происходит аналогично. Таким образом, использование предлагаемого устройства дл защиты обеспечивает отключение электродвигател при перегрузках последнего , работающего на любой из скоростей, при обрыве любой из фаз питани сети, так как при обрыве фаз А или 5 возрастает ток в фазе С и защита отключает электродвигатель при обрыве фазы d блок защиты лишаетс питани и двигатель отключаетс ; при неисправности блока защиты, так как использование замыкающего контакта геркона 27 обеспечивает свойство самоконтрол работоспособности блока защиты при неисправности в блоке защиты не замыкаетс коитакт геркона ). Выдержка времени при отключении перегрузки зависит от величины перегрузки и емкости конденсатора 31. Отстройка от пусковых токов осуществл етс за счет использовани дл датчика 20 тока быстронасыщающегос магнитопровода, а также, конденсатора 31 в цепи базы транзистора 23.When starting the motor, i.e. when one of the buttons 36, 37 or 38 is pressed, the starting winding 32 of the reed switch 27 receives power through the circuit: power supply phase B, disconnecting contact of the buttons 36, 37 or 38, capacitor 35, resistor 34, diode 33, winding 32 reed switch, phase C. A capacitor charge current will flow through this circuit. The magnitude and duration of the current flow will depend on the ratio of R and C of this circuit. When current appears in the winding 32, the contact of the reed switch 27 closes, which provides power to one of the contactors. For example, if the “Low speed start” button 36 is pressed, coil 2 will receive power via a circuit: phase B, opening contact of button 39, closing contact of button 36, opening contacts 12 and 18, coilactor coil 2, closed contact of reed switch 27, phase C. Upon receiving power, the coil of the low speed contactor will switch the contactors: the main contacts 3 are closed in the motor 1 circuit, which is energized by the low speed winding and, therefore, a current flows through the primary winding of the sensor 20; auxiliary contact 4 is closed, which connects the secondary winding of current sensor 20 to protection unit 21; auxiliary contact 5 is closed, which provides power to the coil 2 of the low speed contactor 4, after releasing the button 36 and opening its contacts (self-reset button); disconnecting contacts 6 and 7 in the power supply circuit of coils1 8 and 14 of medium and high speed contactors, which ensures blocking of switching on these contacts if you accidentally press buttons 37 and 38. As the capacitor 35 is charged, the current in the starting winding 32 of the reed switch 27 decreases and therefore, the reed switch contact should open. But, since the protection unit 21 received power from the current sensor 20, the transistor 23 will be locked and the transistor 24 is open and, therefore, a current flows through the working winding 26 of the reed switch 27, under the effect of which the contact of the reed switch will remain closed. From now on, if the current consumed by the motor does not exceed the rated value, the protection unit controls the load on the engine 1. In the event of motor overload 1, the current in phase C increases, which leads to an increase in the voltage supplied to the protection unit 21 secondary winding of current sensor 20. The voltage drop across resistor 25 increases, which causes a change in the state of the transistors. Transistor 23 opens and transistor 24 closes. The working winding 26 of the reed switch 27 of the power supply, the contact of the reed switch opens and breaks the power supply circuit of the contactor coil .2, the motor is disconnected from the network. The setting at which the motor is turned off is realized by a resistor 29. To change the engine speed, the engine must be turned off by pressing the button 39 "Stop. In this case, the coil 2 of the contactor is deprived of power and the low-speed power is cut off by opening the contacts 3. When the stop button 39 is pressed, the capacitor 35 is discharged to the resistor 40 through the closing contact of the button 39, thus preparing the reed switch starting winding circuit for a new start at any of the speeds. Switching on and off other speeds is similar. Thus, the use of the proposed protection device ensures the shutdown of the electric motor when the latter overloads operating at any speed, if any of the mains supply phases is disconnected, because when the A or 5 phase is broken, the current in phase C increases and the protection switches off the electric motor when the phase d is broken the protection unit loses power and the engine shuts down; in case of malfunction of the protection unit, since the use of the reed contact of the reed switch 27 ensures the self-monitoring function of the protection unit in the event of a malfunction in the protection unit does not close the reed switch combination). The time delay when the overload is disconnected depends on the magnitude of the overload and the capacitance of the capacitor 31. The detuning from the starting currents is achieved by using the current of the fast-speeding magnetic circuit for the sensor 20, as well as the capacitor 31 in the base circuit of the transistor 23.

Claims

DEVICE FOR PROTECTING ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR FROM AN ANOMALOUS MODE by ed.

No. 762083, characterized in that, in order to expand the functionality by providing protection for a multi-speed three-phase electric motor without increasing the number of protection sets, the secondary winding of the current sensor is partitioned and its common output is connected directly to one output of the rectifier, and the conclusions of the sections are connected to another output of the rectifier through auxiliary closing contacts of the contactors for switching on individual speeds of the electric motor.