SU907670A1 - Устройство дл защиты трехфазного электродвигател от перегрузки и обрыва фаз - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты электрических двигателей.

Известно устройство для обнаружения неполнофазных режимов трехфазной сети, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам. Выход выпрямителя соединен с анодом тиристора и кнопкой включения, причем последняя вторым концом присоединена к . управляющему, электроду тиристора. Между катодом и нулевой точкой сети включен реагирующий орган [ij.

Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно по принципу своего действия не реагирует на изменения тока в фазах электродвигателя, в частности на перегрузки.

Кроме того, низкая чувствительность к неполнофазным режимам трехфазной сети при двигательном характере нагрузки из-за генерации послед2 ней приводит к тому, что напряжение потерянной фазы несколько меньше · номинальной величины. Это обстоятельство обуславливает протекание тока через резистор в течение всего периода и удержание его в открытом состоянии. Такой режим не фиксируется устройством как неполнофазный.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля наличия напряжения в фазах, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам. Выход выпрямителя подключен к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска-- к управляющему электроду тиристора. Между нулевой точкой сети и катодом тиристора включен исполнительный орган.

При наличии на входных зажимах устройства трехфазной системы питающего напряжения, на аноде тиристора в течение всего периода действует положительное, выпрямленное трехфазным однополупериодный выпрямителем . напряжение. При кратковременном замыкании контакта кнопки пуска тиристор открывается,и исполнительный орган подает сигнал, соответствующий наличию напряжения в фазах (или chi— нал на включение нагрузки). Схема переходит в устойчивое состояние, сохраняемое при размыкании кнопки ι запуска (тиристор удерживается в открытом состоянии под действием протекающего через него тока).

Если полностью исчезает одна из фаз контролируемого напряжения, на ι выходе выпрямительного моста отсутствует положительная полуволна этой фазы. В течение 60° напряжение на аноде тиристора равно нулю, уменьшается до нуля и ток через него.Тиристор запирается и ввиду отсутствия управляющего напряжения остается в этом состоянии и в положительные полупериоды неповрежденных фаз сети питания. Разрыв тиристором цепи питания исполнительного органа обеспечивает сигнализацию последним об и исчезновении без напряжения питания (либо отключение нагрузки)

Однако устройство обладает ограниченными функциональными возможностями. Ввиду отсутствия датчика тока невозможно фиксирование перегрузки электроприемника, поэтому необходимо применение дополнительных токовых защит от перегрузки.

Кроме того, устройство имеет положительную чувствительность к неполнофазным режимам трехфазных электродвигателей. В этом случае при обрыве и (или случайном отключении) одного из линейных проводов сети питания, напряжение в этой фазе двигателя не исчезает, а лишь уменьшается - на обмотке электродвигателя в этом режиме, подобно обмотке трансформатора, развивается значительное напряжение. Это напряжение еще больше увеличивается при вращении ротора двигателя в неполнофазном режиме за счет генерации этой фазой дополнительной электродвижущей силы. На входных зажимах устройства, следовательно, напряжение полностью не исчезает, и устойчиво функционально не обеспечивает обнаружения неполнофазного режима.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазных режимов и перегрузки содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель , присоединенный к контролируе0 мым фазам, а выходом подключенный к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска - к управляющему электроду тиристора, катод которого соединен с одним из выводов исполнительного органа , при этом устройство снабжено магнитоуправляемым контактом, расположенным в поле постоянного магнита и помещенным между токоведущей шиной О и магнитным экраном, причем геркон, соединенный последовательно с переменным резистором, включен между нулевой точкой сети и исполнительны^, органом, а движок переменного резис5 тора через конденсатор соединен с нулевой точкой сети.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для защиты трехфазного электродвигаU теля от неполнофазных режимов и перегрузки .

Устройство содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель , выполненный на диодах 1-3 и присоединенный к контролируемым фазам А, В, С ⁵ сети питания. Выход выпрямителя подключен к аНоду тиристора 6 и через последовательно соединенные резистор 5 и кнопку 4 пуска - к управляющему электроду названного тиристора. Между нулевой точкой ноль сети и катодом -тиристора включены последовательно соединенные геркон 10, переменный резистор 8 и исполнительный орган 7. Между движком переменного резистора 8 и нулевой точкой сети включен конденсатор 9. Магнитоуправляемый контакт 10, помещенный в магнитное поле постоянного магнита 11, размещен между магнитным экраном 12 ⁰ и токоведущей шиной 13 электродвигателя 14.

Постоянный магнит 11 располагается на таком расстоянии от нормальноразомкнутого магнитоуправляемого ⁵ контакта 10, что последний под действием постоянного магнитного поля находится в замкнутом состоянии при отсутствии перегрузок электродви5 гателя. Для исключения размагничивания магнита 11 он располагается около геркона с противоположной стороны от токоведущей шины 13 так, что Mai—, нитное поле шины пересекает, магнит 5 вдоль границы раздела его полюсов. Магнитный экран 12 обеспечивает экранирование датчика тока устройства (геркона 10) от внешних магнитных полей. 10

В нормальном режиме работы электрического двигателя 14 на зажимах А, В, С сети питания действует трехфазная симметричная система напряжения, и магнитоуправляемый контакт 15 10 замкнут под действием суммарной магнитодвижущей силы постоянного магнита .11 и токоведущей шины 13» мгновенное значение которой в любой момент времени больше ампервитков го возврата геркона 10. На аноде тиристора 6, следовательно, действует положительное, выпрямленное мостом 1-3 напряжение. При кратковременном замыкании кнопку 4 пуска под дейст- 25 Вием положительного управляющего напряжения тиристор отпирается и через Последовательно соединенные исполнительный орган 7, резистор 8 и геркон 10 протекает ток, обеспечивающий ₃₀ подачу исполнительным органом сигнала в нормальном режиме работы двигателя 14. Одновременно заряжается конденсатор· 9. зпряжение на его обкладках определяется положением движка резистора 8.

При возникновении перегрузки двигателя возрастает ток в фазах А, В и С сети питания. В один из полупериодов переменного тока, когда магни-_4Q тодвижущаяся сила шины 13 и постоянного магнита 11 имеют противоположные знаки, происходит периодическое размыкание геркона 10. Причем с увеличением перегрузки двигателя воз- _4J растают интервалы времени, в течение которых геркон 10 находится в разомкнутом состоянии. В эти интервалы ток, проходящий через исполнительный элемент, заряжает конденсатор 9· _м

По истечении заданного времени, определяемого постоянной времени заряда конденсатора, напряжение конденсатора достигает величины, большей минимального значения напряжения на аноде тиристора 6. К последнему, ^ss следовательно, прикладывается напряжение обратной полярности, приводя щее к его запиранию. Исполнительный орган обесточивается, отключая электродвигатель (с выдержкой времени, уменьшающейся при увеличении перегрузки) .

При исчезновении одной из фаз питающего напряжения и генерации напряжения потерянной фазы электродвигателем последнее имеет меньшую величину и сдвиг по фазе относительно синхронного напряжения. Вследствие этого минимум мгновенного значения напряжения на аноде тиристора становится меньше напряжения конденсатора , что вызывает запирание тиристора и обесточивание исполнительного органа, который, в свою очередь, отключает защищаемый электродвигатель.

Выдержка времени срабатывания подбором емкости конденсатора 9 выбирается так, чтобы за время пуска двигателя не происходил заряд конденсатора др уровня, запирающего тиристор .

Claims (2)

1. 39 положительное, выпр мленное трехфаз ным однополупериодным выпр мителем. напр жение. При кратковременном замыкании контакта кнопки пуска тирис тор открываетс ,и исполнительный орган подает сигнал, соответствующи наличию напр жени  в фазах (или си1- нал на включение нагрузки). Схема переходит в устойчивое состо ние, сохран емое при размыкании кнопки запуска (тиристор удерживаетс  в открытом состо нии под действием протекающего через него тока). Если полностью исчезает одна из фаз контролируемого напр жени , на выходе выпр мительного моста отсутствует положительна  полуволна этой фазы. В течение 60 напр жение на аноде тиристора равно нулю, уменьшаетс  до нул  и ток через него.Тиристор запираетс  и ввиду отсутстви  управл ющего напр жени  остаетс  в этом состо нии и в положительные полупериоды неповрежденных фаз сети питани . Разрыв тиристором цепи питани  исполнительного органа обеспечивает сигнализацию последним об и исчезновении без напр жени  питани  (либо отключение нагрузки) ,2. Однако устройство обладает ограниченными функциональными возможнос т ми. Ввиду отсутстви  датчика тока невозможно фиксирование перегрузки электроприемника, поэтому необходимо применение дополнительных токовых защит от перегрузки. Кроме того, устройство имеет пол жительную чувствительность к неполн фазным режимам трехфазных электродв гателей. В этом случае при обрыве (или случайном отключении) одного и линейных проводов сети питани , напр жение в этой фазе двигател  не исчезает, а лишь уменьшаетс  - на обмотке электродвигател  в этом режиме , подобно обмотке трансформатор развиваетс  значительное напр жение Это напр жение еще больше увеличива етс  при вращении ротора двигател  в неполнофазном режиме за счет гене рации этой фазой дополнительной электродвижущей силы. На входных за жимах устройства, следовательно, напр жение полностью не исчезает, и устойчиво функционально не обеспе чивает обнаружени  неполнофазного режима. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  от неполнофазных режимов и перегрузки содержит трехфазный однополупериодный выпр митель , присоединенный к контролируемым фазам, а выходом подключенный к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска - к управл ющему электроду тиристора , катод которого соединен с одним из выводов, исполнительного органа , при этом устройство снабжено магнитоуправл емым контактом, расположенным в поле посто нного магнита и помещенным между токоведущей шиной и магнитным экраном, причем геркон, соединенный последовательно с переменным резистором, включен между нулевой точкой сети и иcпoлнитeльны J органом, а движок переменного резистора через конденсатор соединен с нулевой точкой сети. На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема устройства дл  защиты трехфазного электродвигател  от неполнофазных режимов и перегрузки . Устройство содержит трехфазный однополупериодный выпр митель , выполненный на диодах 1-3 и присоединенный к контролируемым фазам А, В, С сети питани . Выход выпр мител  подключен к аИоду тиристора 6 и через последовательно соединенные резистор 5 и кнопку k пуска - к управл ющему электроду названного тиристора. Между нулевой точкой ноль сети и катодом -тиристора включены последовательно соединенные геркон 10, переменный резистор 8 и исполнительный орган 7- Между движком переменного резистора 8 и нулевой точкой сети включен конденсатор 9. Магнитоуправл емый контакт 10, помещенный в магнитное поле посто нного магнита 11 , размещен между магнитным экраном 12 и токоведущей шиной 13 электродвигател  I. Посто нный магнит П располагаетс  на таком рассто нии от нормальноразомкнутого магнитоуправл емого контакта 10, что последний под действием посто нного магнитного пол  находитс  в замкнутом состо нии при отсутствии перегрузок электродзигател . Дл  исключени  размагничивани  магнита 11 он располагаетс  около геркона с противоположной стороны от токоведущей шины 13 так, что Mai- нитное поле шины пересекает, магнит вдоль границы раздела его полюсов. Магнитный экран 12 обеспечивает экра нирование датчика тока устройства (геркона 10) от внешних магнитных полей. В нормальном режиме работы электрического двигател  1Ц на зажимах А, В, С сети питани  действует трехфазна  симметрична  система напр жени , и магнитоуправл емый контакт 10 замкнут под действием суммарной магнитодвижущей силы посто нного магнита .11 и токоведущей шины 13, мгновенное значение которой в любой момент времени больше ампервитков возврата геркона 10. На аноде тиристора 6, следовательно, действует положительное, выпр мленное мостом 1-3 напр жение. При кратковременном замыкании кнопку 4 пуска под действием положительного управл ющего напр жени  тиристор отпираетс  и через /последовательно соединенные исполнительный орган 7, резистор 8 и геркон 10 протекает ток, обеспечивающий подачу исполнительным органом сигнала в нормальном режиме работы двигател  I. Одновременно зар жаетс  кон денсатор- 9- Напр жение на его обкладках определ етс  положением движ ка резистора 8. При возникновении перегрузки двигател  возрастает ток в фазах А, В и С сети питани . В один из полупериодов переменного тока, когда магни тодвижуща с  сила шины 13 и посто нного магнита 11 имеют противоположные знаки, происходит периодическое размыкание геркона 10. Причем с увеличением перегрузки двигател  возрастают интервалы времени, в течение которых геркон 10 находитс  в разомк нутом состо нии. В эти интервалы ГОК, проход щий через исполнительный элемент, зар жает конденсатор 9По истечении заданного времени, определ емого посто нной времени зар да конденсатора, напр жение конденсатора достигает величины, большей минимального значени  напр жени  на аноде тиристора 6. К последнему, следовательно, прикладываетс  напр жение обратной пол рности, привод щее к его запиранию. Исполнительный орган обесточиваетс , отключа  электродвигатель (с выдержкой времени, уменьшающейс  при увеличении перегрузки ) . При исчезновении одной из фаз питающего напр жени  и генерации напр жени  потер нной фазы электродвигателем последнее имеет меньшую величину и сдвиг по фазе относительно синхронного напр жени . Вследствие этого минимум мгновенного значени  напр жени  на аноде тиристора становитс  меньше напр жени  конденсатора , что вызывает запирание тиристора и обесточивание исполнительного органа , который, в свою очередь, отключает защищаемый электродвигатель. Выдержка времени срабатывани  подбором емкости конденсатора 9 выбираетс  так, чтобы за врем  пуска двигател  не происходил зар д конденсатора до уровн , запирающего тиристор . Формула изобретени  Устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  от перегрузки и обрыва фаз, содержащее трехфазный однополупериодный выпр митель, присоединенный к контролируемым фазам, а выходом подключенный к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска - к управл ющему электроду тиристора, катод которого соединен .с одним из выводов исполнительного органа, о т личающеес  тем, что, с цеЛЬЮ расширени  функциональных возможностей и повышени  чувствительности, оно снабжено магнитоуправл емым контактом , расположенным в поле посто нного магнита и помещенным между токоведущей шиной и магнитным экраном, при этом геркон, соединенный последовательно с переменным резистором, включен между нулевой точкой сети и исполнительным органом, а движок переменного резистора через конденсатор соединен с нулевой точкой сети. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Гб39077, кл. Н 02 Н 7/08, 1977.
2. 2.Авторское свидетельство СССР N597973, кл. Н 02 Н , 1976.