SU1721696A1 - Устройство дл защиты трехфазного электродвигател от анормального режима - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к релейной защите. Цель изобретени  - повышение надежности устройства путем обеспечени  помехоустойчивости и наличи  питающего напр жени  при пуске двигател  на двух фазах. При отрыве одной из фаз на выходе фильтра напр жени  обратной последовательности по вл етс  значительное напр жение, которое , проход  через активный фильтр нижних частот 11, очиститс  от помех и зар дит конденсатор 28 до амплитудного значени  напр жени  сети. После этого открываетс  однопереходный транзистор 32 и конденсатор 28 разр жаетс  через резистор 30. В результате включаетс  электромагнитное реле 34. Его контакты 35 размыкаютс  и магнитный пускатель 39 отключает двигатель . 1 ил. СО С J jto ск ю о

Description

Изобретение относитс  к электротехническим устройствам, в частности к устройствам дл  защиты трехфазных двигателей.

Известны устройства дл  защиты трехфазных двигателей, содержащие фильтр напр жений обратной последовательности

1.

Недостатком известных устройств  вл етс  недостаточна  надежность из-за лож- ных срабатываний при по влении несинусоидальности питающей сети, отсутстви  уставки защиты, недостаточной надежности в работе при пуске двигател  на двух фазах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  защиты трехфазных электродвигателей, содержащее активно-емкостный фильтр напр жени  обратной последовательности, входом присоединенный к фазам электродвигател , а выходом подключенный к последовательно соединенным диоду, конденсатору и резистору. К конденсатору через динистор и резистор подключена входна  цепь оптронного переключател , его выходна  цепь включена последовательно с электромагнитным реле, контакт которого включен в цепь отключени  магнитного пускател . При обрыве любой фазы устройство выключает магнитный пускатель и электродвигатель отключаетс  от сети 2.

Недостатком данного устройства  вл етс  недостаточна  надежность в работе. Причинами этого  вл ютс , во-первых, низка  помехоустойчивость при по влении несинусоидальности и помех в питающей сети, объ сн ема  прохождением высших гармонических составл ющих и помех через фильтр напр жени  обратной последовательности , при наличии которых конденсатор может зар дитьс  до напр жени  срабатывани  оптронного переключател , в результате чего произойдет ложное отключение двигател  от питающей сети. Помехоустойчивость снижаетс  также вследствие отсутстви  возможности регулировани  порога срабатывани  (уставки защиты ). Во-вторых, не обеспечиваетс  надежное срабатывание устройства при пуске двигател  в услови х отсутстви  напр жени  в фазах А и С, так как напр жение питани  выходной цепи оптронного переключател  окажетс  недостаточным дл  срабатывани  электромагнитного реле.

Цель изобретени  - повышение надежности устройства путем обеспечени  помехоустойчивости и наличи  питающего напр жени  при пуске двигател  на двух фазах.

Поставленна  Цель достигаетс  тем, что устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  от анормального режима, содержащее активно-емкостный фильтр

напр жени  обратной последовательности, оптронный переключатель, анод светоизлу- чател  которого подключен к цепи из соединенных последовательно резисторов и диода, а катод светодиода соединен с пороговым элементом, снабжено активным фильтром нижних частот, вход которого соединен с выходом фильтра напр жени  обратной последовательности, а выход подключен к диоду упом нутой цепи из последовательно соединенных диода и резисторов , между двум  входами питани  фильтра включен потенциометр, один вывод которого соединен с первой базой одно- переходного транзистора, на котором

выполнен пороговый элемент, а втора  база соединена со средним выводом потенциометра , эмиттер однопереходного транзистора соединен с катодом светодиода оптронного переключател , а источник питани  выполнен в виде трансформатора, к вторичной обмотке которого подключен выпр мительный мост с конденсатором на выходе , а первична  обмотка выполнена с выводом средней точки, котора  подключена к клемме дл  соединени  с нулевым проводом , а два .других вывода этой обмотки соединены с клеммами дл  подключени  к двум фазам питающей сети.

Активный фильтр нижних частот имеет

частоту среза пор дка 70 Гц, так что высшие гармонические составл ющие и помехи с выхода фильтра напр жени  обратной последовательности проход т на оптронный переключатель со значительным ослаблением . Существенно, что активный фильтр нижних частот обладает большим входным сопротивлением и не оказывает шунтирующего действи  на фильтр напр жени  обратной последовательности, что исключает

необходимость увеличени  потребл емой мощности и массогабаритных показателей фильтра напр жени  обратной последовательности . Кроме этого, применение активного фильтра нижних частот не приведет к

заметному увеличению массогабаритных показателей и потребл емой мощности всего устройства в целом. Однопереходный транзистор с регулируемым напр жением между базами позвол ет выбирать порог

срабатывани  устройства (измен ть уставку защиты), что в совокупности с активным фильтром нижних частот обеспечивает помехоустойчивость устройства.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема устройства дл  защиты трехфазного электродвигател .

Устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  включает фильтр напр жени  обратной последовательности, обра- зованный конденсаторами 1 и 2 и резисторами 3 и 4, входы 5-7 которого подключены на линейные провода А, В,С к клеммам питани  двигател  8, выходы 9 и 10 этого фильтра соединены с входами активного фильтра 11 нижних частот, содержащего цепь из последовательно соединенных разделительного конденсатора 12, резистора 13 и конденсатора 14, включенную между входами фильтра, к точке соединени  резистора 13 и конденсатора 14 подключены резисторы 15 и 16, другой вывод резистора 16 подключен к инвертирующему входу операционного усилител  17, другой вывод резистора 15 подключен к выходу операционного усилител  17, между инвертирующим входом и выходом операционного усилител  17 включен конденсатор 18. Трансформатор источника 19 питани  подключен своей первичной обмоткой к входам 5 и 7 фильтра напр жени  обратной последовательности , средн   точка первичной обмотки трансформатора 19 соединена с нулевым проводом сети, вторична  обмотка трансформатора 19 соединена с диодным выпр мителем 20, к которому подключен конденсатор 21, минусовой вывод выпр мител  соединен с выходом 10 фильтра напр жени  обратной последовательности, к выходу выпр мител  параллельно к конденсатору 21 подключена цепь из последовательно соединенных резистора 22 и стабилитронов 23 и 24, обеспечивающих питание операционного усилител  17 стабилизированным напр жением, к катодному выводу стабилитрона 23 подсоединен плюсовой вывод питани  операционного усилител  17, минусовой вывод питани  операционного усилител  17 соединен с выходом 10 фильтра напр жени  обратной последовательности , неинвертирующей вход операционного усилител  17 через резистор 25 подключен к катодному выводу стабилитрона 24. К выходу операционного усилител  17 подключен анодом диод 26, катод диода 26 через резистор 27 подключен к накопительному конденсатору 28, другой вывод которого соединен с катодом стабилитрона 24, параллельно накопительному конденсатору 28 подключен резистор 29, к точке соединени  резистора 27 и накопительного конденсатора 28 подключен резистор 30, другой вывод резистора 30 соединен с анодом светодиода во входной

цепи тиристорного оптрона 31, катод светодиода подключен к эмиттеру однопереходного транзистора 32, база 1 которого

подключена к аноду стабилитрона 23, а база

- подключена к движку потенциометра 33, включенному параллельно стабилитрону 23, катод фототиристора в выходной цепи оптрона 31 подключен к точке соединени  минуса диодного выпр мител  20 и

конденсатора 21, анод фототиристора подключен к катушке электромагнитного реле 34, другой вывод которой соединен с точкой соединени  плюса диодного выпр мител  20 и конденсатора 21, размыкающий контакт 35 электромагнитного реле 34 подключен параллельно кнопке 38 через замыкающий контакт 36 магнитного пускател  39 в цепь управлени  двигателем 8. Цепь управлени  двигателем 8 содержит последовательно подключенные к линейному проводу С и нулевому проводу N кнопки 37 и 38, катушку магнитного пускател  39 и размыкающий контакт40 теплового реле 42. Входные зажимы двигател  8 через тепловое реле 42 и замыкающие контакты 41 магнитного пускател  3.9 подключены к линейным проводам фаз А,В,С.

Устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  работает следующим образом .

Трехфазный двигатель 8 включаетс  в работу с помощью магнитного пускател  39 при нажатии кнопочного выключател  38. При этом двигатель подключаетс  к питающей трехфазной сети А,В,С замыкающими контактами 41 магнитного пускател  39. После отпускани  кнопки 38 магнитный пускатель остаетс  подключенным к сети через кнопочный выключатель 37, размыкающие

контакты 40 реле 42 и блокировочные замыкающие контакты 36. В остальном работа схемы включени  двигател  известна и не требует дальнейших по снений.

В нормальном режиме при симметрии

питающих напр жений на выходе фильтра напр жени  обратной последовательности устанавливаетс  минимальное (теоретически нулевое) напр жение небаланса фильтра , которое подаетс  на вход активного

фильтра 11 нижних частот. Накопительный конденсатор 28 через резистор 27 и диод 26 зар жен до напр жени , равного амплитудному значению напр жени  на выходе фильтра 11. Это напр жение значительно

ниже напр жени  переключени  однопере- ходного транзистора 32. При этом однопе- реходный транзистор 32 и тиристорный оптрон 31 наход тс  в закрытом состо нии, реле 34 обесточено и устройство защиты не

включаетс . Двигатель работает в установленном режиме.

При обрыве одной из фаз со стороны источника (неполнофазный режим) на выходе фильтра напр жени  обратной последе- вательности по витс  значительное напр жение, которое, проход  через активный фильтр 11 нижних частот, очиститс  от высших гармонических составл ющих и помех и через диод 26 и резистор 27 зар дит накопительный конденсатор 28 до амплитудного значени  напр жени  первой гармоники питающей сети на выходе фильтра 11. При достижении напр жени  на конденсаторе 28 значени , равного напр жению переключени  однопереходного транзистора 32, последний открываетс  и накопительный конденсатор 28 разр жаетс  через резистор 30, входную цепь оптрона 31 и однопереходный транзистор 32. Импульс- ный ток разр да конденсатора достаточен дл  переключени  выходной тиристорной цепи оптрона в открытое состо ние. В результате включаетс  электромагнитное реле 34, Контакты 35 этого реле размыкаютс , и магнитный пускатель 39 отключает двигатель и устройство защиты от сети.

До момента переключени  однопереходного транзистора его ток в закрытом со- сто нии незначителен, что позвол ет значительно увеличить входное сопротивление оптронного переключател  и существенно ослабить шунтирование выходных зажимов фильтра нижних частот.

При опрокидывании одной из фаз пита- ющей сети (изменение фазы на 180°) линей- ныенапр жени станов тс 

несимметричными. При пуске двигател  на выходе фильтра напр жени  обратной последовательности по вл етс  напр жение, реле 34 срабатывает, контакты 35 размыкаютс  и включить двигатель в работу становитс  невозможным.

Аналогично, если пор док чередовани  фаз питающей сети изменитс , то на выходе фильтра по витс  напр жение, превышающее линейное, и устройство защиты сработает .

При по влении в питающей сети асимметрии напр жени , превышающей допу- стимое дл  потребителей значение, на выходе фильтра напр жени  обратной последовательности по витс  напр жение и устройство защиты сработает. При этом порог срабатывани  устанавливаетс  потен- циометром 33. Регулирование порога срабатывани  позвол ет существенно увеличить помехоустойчивость устройства.

Благодар  использованию трансформатора 19 источника питани  с первичной обмоткой , подключенной на две фазы и нулевой провод, цепь питани  устройства не обесточиваетс  при обрыве любой фазы питающей сети, Это гарантирует надежное срабатывание устройства и отключение двигател  при его запуске на двух фазах.

Таким образом, устройство отличаетс  повышенной надежностью в услови х наличи  несинусоидальности и помех в питающей сети и обеспечивает защиту трехфазного двигател  от неполнофазных режимов, опрокидывани  фазы источника, от изменени  пор дка чередовани  фаз, а также от асимметрии питающего напр жени , превышающего установленную норму.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  от анормального режима, содержащее активно-емкостный фильтр напр жени  обратной последовательности, входом присоединенный к клеммам дл  подключени  к фазам питани  электродвигател , оптронный переключатель, выходна  цепь которого через электромагнитное реле подключена к источнику питани , анод светоизлучател  оптронного переключател  подключен к цепи из соединенных последовательно двух резисторов и диода, к общей точке резисторов подключены конденсатор и третий резистор, другие выводы которых подключены к потенциометру, а катод све- тодиода оптронного переключател  соединен с пороговым элементом, цепь отключени  магнитного пускател  - с выводами дл  подключени  к фазам сети, потенциометр , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  помехоустойчивости и наличи  питающего напр жени  при пуске двигател  на двух фазах, оно снабжено активным фильтром нижних частот, вход которого соединен с выходом фильтра напр жени  обратной последовательности, а выход подключен к диоду упом нутой цепи из последовательно соединенных диода и резисторов , между двум  входами питани  фильтра включен потенциометр, один вывод которого соединен с первой базой одно- переходного транзистора, на котором выполнен пороговый элемент, а втора  база соединена с средним выводом потенциометра , эмиттер однопереходного транзистора соединен с катодом светодиода оптронного переключател , а источник питани  выполнен в виде трансформатора, к вторичной обмотке которого подключен выпр мительный мост с конденсатором на выходе , а первична  обмотка выполнена с выводом средней точки, котора  подключе91721696 .10

   на к клемме дл  соединени  с нулевым про- соединены с клеммами дл  подключени  к водом, а два других вывода этой обмотки двум фазам питающей сети.