SU773811A1

SU773811A1 - Device for non-polar duty protection of three-phase electric motor

Info

Publication number: SU773811A1
Application number: SU792724700A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Миронов
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1979-02-19
Publication date: 1980-10-23

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам Зсцдиты трехфазных электродвигателей с повторно-кратковременным режимом j работы.This invention relates to electrical engineering, in particular to three-phase electric motor drives with intermittent operation mode j.

Иэвест-ны устройства дл защиты трехфазной нагрузки от изменени чередовани и обрыва фаз, содержащие тиристоры,включенные в каждую фазу, Q и исполнительный орган-реле, обмотка которого включена в нулевой провод, управл ющий электрод каждого из упом нутых тиристоров подключен через стабилитрон и резистор к катоду тиристора в предыдущей фазе, причем катоды всех тиристоров через резисторы подключены к исполнительному органу 11 .Ieves of a device for protection of a three-phase load against alternation and phase failure, containing thyristors included in each phase, Q and an actuator, the winding of which is included in the neutral wire, the control electrode of each of these thyristors is connected through a zener diode and a resistor to the thyristor cathode in the previous phase, and the cathodes of all thyristors are connected through resistors to the actuator 11.

Однако увеличение числа тиристоров2д до трех и усложнение цепей их управлени снижает надежность работы устройства . При наличии обрыва, например жилы питающего нагрузку кабел за местом подключени к нему устрой- 25 ства, не обеспечиваетс надежна защита трехфазной нагрузки от работы на двух фазах.However, increasing the number of thyristors2d to three and complicating the chains of their control reduces the reliability of the device. If there is a break, for example, the core of the cable supplying the load behind the point where the device is connected to it, the three-phase load is not reliably protected from operation on two phases.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс The closest to the proposed technical essence is

ройство дл защиты трехфазных электродвигателей от работы на двух фазах, содержащее реле посто нного тока,зашунтированное конденсатором и включенное последовательно с тиристором, в цепи управлени которого включены диод и резистор, контакт реле включен в цепи управлени магнитным пускателем , к силовым контактам которого подключены с одной стороны фазы трехфазной сети, а с другой - жилы питающего двигател кабел , причем электроды тиристора подключены к фазам трехфазной .A three-phase motor for protection against two-phase operation, containing a DC relay, shunted by a capacitor and connected in series with a thyristor, with a diode and a resistor in the control circuit; a relay contact is connected in the control circuit of the magnetic starter, the power contacts of which are connected to one side of the phase of the three-phase network, and on the other - the cores of the cable supplying the motor, and the electrodes of the thyristor are connected to the three-phase phases.

Однако известное устройство при обрыве фазы питающей сети не допускает включение магнитного пускател , его включение допускаетс при нарушении контакта в клеммной коробке двигател , наличии обрыва статорных обмоток двигател , жил питающего кабел двигател , что приводит к работе двигател на двух фазах. Известное устройство не отключает двигатель от сети при обрыве нулевого провода и изменении чередовани фаз сети,что может привести к поражению обслуживающего персонала электрическим током и к авари м, например вследствие непредвиденного направлени движени рабочей машины. Известное устройство также не обеспечивает сигнализации, например световой, о замыкании и размыкании силовых контактов магнитного пускател , что может привести, в частности , при пригорании силовых контактов и наложений тормоза к длитель ному протеканию пусковых токов через статорные обмотки двигател и быстрому выходу его из стро .However, the known device does not allow turning on the magnetic starter when the phase of the power line is broken, it is switched on if the contact breaks in the motor terminal box, the stator motor is broken, the motor power cable is live, which causes the motor to work on two phases. The known device does not disconnect the motor from the network when the neutral wire is broken and the alternation of the phases of the network changes, which can result in electric shock and maintenance personnel accidents, for example, due to unexpected movement of the working machine. The known device also does not provide alarms, such as light, for closing and opening the power contacts of the magnetic actuator, which may result, in particular, if the power contacts and brake overlays stick to the inrush current through the stator windings of the engine and quickly leave it.

Целью изобретени вл етс повышение надежности работы устройства и расширение его функциональных возможностей .The aim of the invention is to improve the reliability of the device and expand its functionality.

Дл достижени этой цели устройство дл защиты трехфазного электродвигател , содержащее реле посто нного тока, зашунтированное конденсатором и включенное последовательно с тиристором , в цепи управлени которого включены диод и резистор, а контакт реле включен в цепи управлени маг нитным пускателем, к силовым контактам которого подключены с одной стороны фазы трехфазной сети с другой жилы питающего двигатель кабел , .дополнительно снабжено цепью сигнализации и источником посто нного напр жени , плюсовой; зажим которого через замьзкающий контакт пусковой кнопки подключен к третьей жиле питающего двигатель кабел сразу после силового контакта магнитного пускател , минусовой зажим соединен с нулевым проводом, цепь сигнализации подключена ме оду катодом тиристора и нуленьни проводом параллельно обмотке реле .To achieve this goal, a device for protection of a three-phase electric motor, containing a relay of direct current, shunted by a capacitor and connected in series with a thyristor, the control circuit of which includes a diode and a resistor, and the contact of the relay is connected to the control circuit of a magnetic starter, the power contacts of which are connected to one side of the phase of the three-phase network from the other core of the motor cable, additionally equipped with an alarm circuit and a source of constant voltage, positive; the clamp of which is connected to the third core of the motor supply cable immediately after the power contact of the magnetic starter via the closing contact of the start button, the negative terminal is connected to the neutral wire, the alarm circuit is connected to the thyristor cathode and the neutral wire parallel to the relay winding.

В качестве источника посто нного напр жен :Я использован конденсатор, подключенный с одной стороны к нулеEoviy проводу, а с другой, через размыкающийс контакт пусковой кнопки и дополнительно введенный диод - к третьей фазе сети, причем между катодомэтого диода и нулевыгл проводом включен дополнительно введенный резисторAs a source of constant voltage: I used a capacitor connected on one side to the neutral wire, and on the other, through the opening contact of the start button and an additionally inserted diode, to the third phase of the network, and an additionally inserted resistor was connected between the cathode diode and the zero-voltage wire

При включенных силовых контактах магнитного пускател , анод тиристора и цепь его управлени подключены к фазам, цепи управлени магнитного пускател , причем фазное напр жение в цепи управлени тиристора опережает во времени фазное напр жение, приложенное к тиристору, на 120 эл.град. Цепь сигнализации может быть выполнена в виде последовательно соединенных дополнительно введенных резистора и лампы.When the power contacts of the magnetic actuator, the thyristor anode and its control circuit are connected to the phases, the control circuit of the magnetic actuator, and the phase voltage in the thyristor control circuit is ahead of the phase voltage applied to the thyristor by 120 el.grad. The signaling circuit can be made in the form of additionally inserted resistors and lamps connected in series.

На фиг. 1 представлена принципиальна схема устройства дл защиты трехфазных электродвигателей} на фиг 2 - эпюра напр жений при правильной последовательности фаз (заштрихованна область- напр жени на обмотке реле); на фиг. 3 - эпюра напр жений при изменении чередовани фаэ(заштрихованна область - напр жение на обмотке реле).FIG. Figure 1 shows a schematic diagram of a device for protection of three-phase electric motors} in Figure 2 - voltage diagram with the correct phase sequence (shaded area - voltage on the relay winding); in fig. 3 - voltage diagram when changing the alternation of fae (shaded area - voltage on the relay coil).

Устройство дл защиты трехфазных электродвигателей содержащее реле 1, зашунтироаанное конденсатором 2 и включенное последовательно с тиристором 3, в цепи 4 управлени которого включен диод и резистор, а контакт 5 реле включен в цепи 6 управлени магнитного пускател . Анод ТИpi :TOpa 3 и цепь 4 его управлени подключены к двум жилам 7 питающего двигатель кабел сразу после силокых контактов 8 магнитного пускател ,катод тиристора 3 подключен к нулевому проводу 9. Цепь 6 управлени магнитного пускател подключена к двум фазам сети 10. Плюс источника посто нного напр жени 11, в качестве которого использован конденсатор 12,подключенный с одной стороны к нулевому проводу, а с другой, через размыкающийс контакт пусковой кнопки 13 и диод 14 - к третьей фазе 10 сети, подключен через замы1сающийс контакт пусковой кнопки 13 к жиле 7 кабел . Цепь 15 сигнализации выполнена в виде последовательно соединенных резистора и лампы 16.A device for protection of three-phase electric motors contains a relay 1, is shunted by a capacitor 2 and connected in series with the thyristor 3, in the control circuit 4 of which a diode and a resistor are connected, and the relay pin 5 is connected in the control circuit 6 of the magnetic starter. The anode TIPi: TOpa 3 and its control circuit 4 are connected to two conductors 7 of the motor supply cable immediately after the pins of the magnetic actuator 8, the cathode of the thyristor 3 is connected to the neutral wire 9. The control circuit 6 of the magnetic actuator is connected to two phases of the network 10. Plus a constant source voltage 11, which is used as a capacitor 12 connected on the one hand to the neutral wire, and on the other, through the opening contact of the starting button 13 and the diode 14 to the third phase 10 of the network, is connected through the circuit contact of the starting button 13 to the conductor 7 of the cable. The signaling circuit 15 is made in the form of a series-connected resistor and lamp 16.

Между катодом диода 14 и нулевым проводом 9 включен резистор 17. В цепи управлени магнитным пускателем включена кнопка 18.A resistor 17 is connected between the cathode of the diode 14 and the neutral wire 9. In the control circuit of the magnetic starter, a button 18 is turned on.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При наличии всех фазных напр жений конденсатор 12 через диод 14 и контакт кнопки 13 зар жаетс практически до полного фазного напр жени , причем лева пластина конденсатора положительна.With all the phase voltages present, the capacitor 12 through the diode 14 and the contact of the button 13 is charged to almost full phase voltage, with the left capacitor plate being positive.

При пуске двигател нажимаетс пускова кнопка 13, разрываетс цепь зар да и подключаетс цепь разр да конденсатора. При этом плюс с конденсатора через жилы 7 кабел и статорные обмотки двигател , соедине нны звездой, прикладываетс к аноду тиристора 3 и к цепи 4 его управлени . Тиристор отпираетс и зар дный ток конденсатора 12 протекает через обмотку реле 1, цепь 15 сигнализации и конденсатор 2. Реле срабатывает и замыкает контакт 5 в цепи б управлени магнитного пускател . Он срабатывает и замыкает контакт 8, При этом фазные напр жени прикладываютс к анод тиристора 3 и цепи 4 его управлени . Так как фазное напр жение в цепи 4 управлени тиристора опережающее,то тиристор периодически отпираетс и к реле 1 прикладываетс полупериоднов напр жение(заштрихованна область на фиг. 2).Так как реле зашунтированно конденсатором 2, то оно остаетс во включенном состо нии. Горение лампы 16 сигнализирует о включении контактов 8. Дл отключени двигател нажимаетс кнопка 18. При этом магнитныйWhen the engine is started, the start button 13 is pressed, the charge circuit is broken and the capacitor discharge circuit is connected. At the same time, the plus from the capacitor through the cores 7 of the cable and the stator windings of the motor, connected by a star, is applied to the anode of the thyristor 3 and to the control circuit 4. The thyristor is unlocked and the charging current of the capacitor 12 flows through the winding of the relay 1, the alarm circuit 15 and the capacitor 2. The relay operates and closes pin 5 in the control circuit b of the magnetic starter. It triggers and closes pin 8, whereby the phase voltages are applied to the anode of the thyristor 3 and its control circuit 4. Since the phase voltage in the thyristor control circuit 4 is leading, the thyristor is periodically unlocked and a half-period voltage is applied to the relay 1 (shaded area in Fig. 2). Since it is shunted by a capacitor 2, it remains in the on state. Burning the lamp 16 indicates that the contacts 8 are turned on. To turn off the engine, the button 18 is pressed. In this case, the magnetic

ускатель отключаетс , контакты 8 азмыкаютс , тиристор запираетс ,рее обесточиваетс и отключаетс .the accelerator is turned off, the contacts 8 are closed, the thyristor is locked, the current is de-energized and turned off.

При обрыве фазы 8 конденсатор 12 разр жаетс через резистор 17. что исключает при нажатии пусковой кнопки 13 срабатывание реле 1. Если оборвана одна из фаз А или С, то даже при замыкании контакта 5 срабатывание магнитного пускател не происходит . В случае обрыва одной из жил 7 кабел или одной из статорных обмоток двигател тиристор 3 остаетс в запертом состо нии и реле не включаетс . Оно также не включаетс и при обрыве нулевого провода перед пуском двигател вследствие полного разр да конденсатора 12 через резистор 17.When the phase 8 is broken, the capacitor 12 is discharged through the resistor 17. This prevents the trigger 1 from being triggered when the start button 13 is pressed. If one of the phases A or C is cut off, even when the contact 5 is closed, the magnetic starter does not trigger. If one of the cable wires 7 or one of the stator windings of the motor breaks, the thyristor 3 remains in the locked state and the relay does not turn on. It also does not turn on when the neutral wire is broken before starting the engine due to the full discharge of the capacitor 12 through the resistor 17.

Если обрыв нулевого провода произошел при работающем двигателе,то цепь питани реле 1 разрываетс , оно отключаетс , разрывает свой контакт 5 и в цепи управлени 6 магнитного пускател он отключаетс и разрывает силовые контакты 8. Двигатель отключаетс от сети. При изменении чередовани фаз, напр жение подаваемое на реле заштрихованна область на фиг.3),недостаточно дл его удержани и оно отключаетс , что ведёт к отключению двигател .If the zero wire breaks when the engine is running, the power supply circuit of relay 1 is broken, it turns off, breaks its contact 5 and in the control circuit 6 of the magnetic starter it turns off and breaks the power contacts 8. The engine is disconnected from the network. When the phase rotation changes, the voltage applied to the relay by the shaded area in Fig. 3) is not enough to hold it and it turns off, which leads to the engine turning off.

Если после замыкани контакта 5 в цепи управлени магнитным пускателем не происходит замыкани силовых контактов 8, например, вследствие механического заедани или обрыва в обмотке магнитного пускател , реле 1, после разр да конденсаторов 2 и 12 отключаетс . По кратковременному горению лампы 16 суд т о несрабатывании силовых контактов 8. Если посе нажати кнопки 18 лампа 16 проолжает гореть,это сигнализирует о неразмыкании силовых контактов 8,например вследствие их пригорани .If, after closing the contact 5 in the control circuit of the magnetic starter, the power contacts 8 do not close, for example, due to mechanical sticking or breakage in the winding of the magnetic starter, the relay 1 switches off after discharge of the capacitors 2 and 12. For a short-term burning of the lamp 16, the power contacts 8 are judged to fail. If the button 16 is pressed to turn on the lamp 16 and the lamp 16 continues to burn, this signals that the power contacts 8 do not open, for example, due to their burning.

Предлагаемое устройство обеспечивает надежную защиту электродвигате- лей с повтор но-кратковременным режимом от работы на двух фазах и изменении чередовани фаз. Незначительные .габариты и стоимость устройства позвол ют встроить его в аппарат управлени (например, магнитный пускатель ) электродвигателем и создать экономичную защиту даже дл электровигателей малой мощности. Применение устройства дает экономию денежных средств за счет сокра1цени расходов на техническое обслуживание электроприводов и снижени ущерба от простоев механизмов и маитин вследствиеThe proposed device provides reliable protection of electric motors with a repeated short-term mode against operating on two phases and changing phase alternation. The insignificant dimensions and cost of the device allow it to be built into the control device (for example, a magnetic starter) by an electric motor and to create an economical protection even for electric heaters of low power. The use of the device saves money by reducing the costs of maintenance of electric drives and reducing damage from machine downtime and Maitin due to

отказов их электродвигателей,16-25% от общего числа которых возникают из-за работы на двух фазах.failures of their electric motors, 16-25% of the total number of which arise due to the work on two phases.

Claims

1. A device for protection of a three-phase electric motor from non-full-phase modes, containing a direct current relay, capacitor-bridged and connected in series with a thyristor, in the control circuit of which a diode and a resistor are connected, and the relay contact is connected in the control circuit of the magnetic starter to power

5 contacts of which are connected from one side of the phase of a three-phase network, p. the other is the cores of the power supply cable, characterized in that, in order to improve the functionality, it is additionally equipped with an alarm circuit and a source of constant voltage, the positive terminal of which is the closing contact starting, the button is connected to

5 the core of the power supply cable immediately after the power contact of the magnetic starter, the negative terminal is connected to the neutral wire, the signaling circuit is connected between the three-way cathode and the neutral wire parallel to the winding of the relay.

2. Device POP.1, characterized in that the source of constant voltage is made on

a capacitor connected to one

side to the neutral wire, and on the other, through the opening contact of the mentioned start button and the additionally inserted diode to the third phase of the network, with the additionally inserted resistor being connected between the cathode of this diode and the neutral wire. .

3. The device POP.1, characterized in that when the power contacts of the magnetic actuator are on

the thyristor anode and its control circuit are connected to the phases of the control circuit of the magnetic actuator, and the phase voltage in the thyristor control circuit is ahead of the phase voltage,

applied to the thyristor, at 120 electrical degrees.

Sources of information taken into account in the examination

li USSR Author's Certificate No. 579675, H 02 H 7/09, 1977.

2. USSR author's certificate No. 488279, H 02, H 7/08, 1975.

4, - f 4i

, 4t (. ,,, f ". 773811

ft to fl

.one