SU936190A1

SU936190A1 - Device for protecting three-phase electric motor from asymmetric mode

Info

Publication number: SU936190A1
Application number: SU802986298A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Миронов
Priority date: 1980-08-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1982-06-15

Description

Изобретение относитс к электротех нике, в частности к устройствам защит крановых, особенно грузоподъемных электродвигателей, статорные обмотки которых соединены в звезду или тре угольник, от несимметричных режимов (обрыва фазы, недопустимой несимметрии питающих напр жений и токов ). Известно устройство дл защить электрической нагрузки от обрыва фазы в многофазной питающей сети, содер жащее снабженный отключающей катушкой автоматический выключатель, контакты которого включены в цепь питани нагрузки, трехфазный двухполупериодный выпр митель, подключенный к выходным зажимам автоматического выключател и к выходу которого подключен резистор и цепь из последовательно соединенных резистора, диода и конден сатора. Параллельно диоду включена не онова лампа, а параллельно конденсатору подключена цепь последовательно соединенных отключающей катуш ки и светочувствительного резистора, освещаемого неоновой лампой l , Однако известное устройство не контролирует наличи всех трехфазных нап р жений до включени автоматическЬго выключател и не обеспечивает надежной защиты электродвигател от перегрева при недопустимой несимметрии напр жений и токов, а также от работы на двух фазах, например при его скольжении , близком к Номинальному. В случае обрыва за точкой подключени моста к питающим проводам устройство не обеспечивает защитное отключение электродвигател . Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл защиты трехфазных цепей от обрыва фазы, содержащее три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в защищаемые цапи, а вторичные соединены в звезду и подключены к трехфазному двухполупериодному выпр мителю, параллельно выходу которого подключены нагрузочный , резистор, конденсатор и исполнительный элемент, выполненный на реле посто нного тока, и вход которого подключен к выходу моста через линейный резистор и диод 2. . Данное устройство требует блокировки защиты при пуске электродвигател , поэтому возможно включение и работа грузоподъемных крановых электродвиг телей на двух фазах в период пуска, что недопустимо. Устройство не защищает сэлектродвигатель от перегрева при недопустимой несимметрии питающих нап-г р жений и токов.причем дл нормальной работы устройства требуетс источник оперативных напр жений, что увеличива ет его габариты и снижает надежность Цель изобретени - повышение надежности защиты электродвигател от . несимметричных режимов. - . Дл достижени поставленной цели устройство дл защиты трехфазного электродвигател от несимметричного режима, содержащее три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в провода, питающие электродвигатель , а вторичные соединени в звезду и подключеныК трехфазному двухполупериодному выпр мителю, выход которого зашунтирован нагрузочным резистором и функционально св зан через конденсатор и последовательно включен ные линейный резистор и диод с исполнительным элементом, выполненным на реле посто нного тока, дополнитель но снабжено потенциометром, конденсатором , тиристорным оптроном, двум то коограничивающими резисторами и трехфазным двухполупериодным, выпр мителем который подключен к фазай сети, а его выход зашунтирован дополнительно вве денным конденсатором и соединен через два токоограничивающих резистора, один из которых зашунтирован размыкающим контактом реле посто нного тока с обмоткой реле, зашунтированной тиристором оптрона, светодиод которого через потенциометр подключен параллельно диоду, соединенному со стороны анода через линейный резистор, а со стороны катода - через конденсатор с нагрузочным резистором. . На чертеже изображена принципиальна схема предлагаемого устройства. Устройство содержит три трансформатора тока 1-3, первичные обмотки которых включены в защищаемые цепи 6 , а вторичные соединены в звезду и подключены к трехфазному двухполупериодному выпр мителю 7,к выходу которого подключен нагрузочный резистор 8 и цепь из последовательно включенных линейного резистора 9,диода 10 и конденсатора 11. Параллель.но диоду 10 подключена цепь из потенциометра 12 и свётодиода оптрона 13, тиристор которого шунтирует обмотку реле посто нного тока k, подключенную через два токоограничивающих резистора 15 и.16 к выходу второго трехфазного двухполупериодного выпр мител 17, подключенного к фазам 18-20 питающей сети. Резистор 16 зашунтирован, размыкающимс контактом 21 реле 1. Выход выпр мител 17 зашунтирован конденсатором 22. Устройство работает следующим образом. При отсутствии обрыва фазына выходе выпр мител 17 формируетс напр х ение посто нного тока, которое через резистор 15 и контакт 21 прикладываетс к обмотке реле 1. Переменна составл юща выпр мленного напр жени на выходе выпр мител 17 незначительна и фильтруетс конденсатором 22. Реле срабатывает, размыкает свой контакт 21, и в цепь питани реле вводитс токоограничивающий резистор 16, обеспечивающий увеличение коэффициента, его возврата. При срабатывании реле 1 в цепь управлени электродвигател выдаетс сигнал , разрешающий его, включение. После включени электродвигател из линейных ЭДС, снимаемых со вторичных обмоток трансформаторов тока 1-3, на нагрузочном резисторе 8, включенном на выход моста 7. формируетс напр жение посто нного тока, имеющее низкий уровень пульсаций. Конденсатор 11 через резистор 9 и диод 10 зар жаетс до напр жени , близкого к максимальному значению напр жени на нагрузоч-; ном резисторе 8 Переменна составл юща напр жени выпр мительного моста 7 выдел етс с помощью конденсатора 11 и резистора 8 на диоде 10. В нормальных услови х амплитуда, переменной составл ющей меньше уста нов.ки срабатывани защиты, задаваемой потенциометром 12, поэтому ток через светодиод оптрона 13 меньше тока его включени и тиристор оптрона- не отпираетс .The invention relates to electrical engineering, in particular, to protection devices of crane, especially lifting electric motors, the stator windings of which are connected in a star or triangle, from asymmetrical modes (phase failure, unacceptable asymmetry of supply voltages and currents). A device is known for protecting an electrical load from a phase failure in a multiphase supply network, containing a circuit breaker equipped with a tripping coil, the contacts of which are included in the load supply circuit, a three-phase full-wave rectifier connected to the output terminals of the circuit breaker and the output of which is connected to a resistor and a circuit from series-connected resistor, diode and capacitor. Parallel to the diode, it was not the ona lamp that was connected, but a capacitor connected in series to a disconnecting coil and a photosensitive resistor, illuminated by a neon lamp l, connected in parallel. However, the known device does not control the presence of all three-phase voltages before turning on the automatic switch and does not provide reliable protection of the motor against overheating unacceptable asymmetry of voltages and currents, as well as from working on two phases, for example, when it slips close to the nominal. In case of breakage beyond the point of connecting the bridge to the power supply wires, the device does not provide a protective disconnection of the electric motor. Closest to the invention is a device for protection of three-phase circuits against phase failure, containing three current transformers, the primary windings of which are included in the protected circuits, and the secondary windings are connected in a star and connected to a three-phase full-wave rectifier parallel to the output of the load, resistor, capacitor and an actuator, made on the DC relay, and the input of which is connected to the output of the bridge through a linear resistor and diode 2.. This device requires the protection to be blocked during the start-up of the electric motor, therefore it is possible to turn on and operate the crane-lifting electric motors on two phases during the start-up period, which is unacceptable. The device does not protect the electric motor from overheating with unacceptable asymmetry of supply voltages and currents. For normal operation of the device, a source of operational voltages is required, which increases its dimensions and reduces reliability. asymmetrical modes. -. To achieve this goal, a device for protecting a three-phase electric motor from an asymmetrical mode, contains three current transformers, the primary windings of which are connected to the wires that feed the electric motor, and the secondary connections to the star are connected to a three-phase full-wave rectifier, the output of which is bridged by a load resistor and functionally connected a capacitor and a series-connected linear resistor and a diode with an executive element made on the DC relay will add But it is equipped with a potentiometer, a capacitor, a thyristor optocoupler, two co-limiting resistors and a three-phase full-wave rectifier that is connected to the mains phase, and its output is shunted by an additionally inserted capacitor and connected via two current-limiting resistors, one of which is shunted by a break contact a current with a relay winding, a thyristor-shorted optocoupler, whose LED through a potentiometer is connected in parallel to a diode connected to the side of the anode through a line On the cathode side, it is through a capacitor with a load resistor. . The drawing shows a schematic diagram of the proposed device. The device contains three current transformers 1-3, the primary windings of which are included in the protected circuit 6, and the secondary are connected in a star and connected to a three-phase full-wave rectifier 7, the output of which is connected to a load resistor 8 and a circuit of a series-connected linear resistor 9, diode 10 and capacitor 11. Parallel. A diode 10 is connected to a circuit from a potentiometer 12 and an optocoupler diode 13, whose thyristor shunts the coil of a direct current relay k connected through two current-limiting resistors 15 and 16 to the output torogo three-phase full-wave rectifier 17, connected to the phases 18-20 mains. The resistor 16 is shunted by opening contact 21 of relay 1. The output of the rectifier 17 is shunted by the capacitor 22. The device operates as follows. In the absence of a phase failure on the output of the rectifier 17, a direct current voltage is formed, which through the resistor 15 and the contact 21 is applied to the winding of the relay 1. The variable component of the rectified voltage at the output of the rectifier 17 is insignificant and filtered by the capacitor 22. The relay operates, opens its contact 21, and a current limiting resistor 16 is introduced into the power supply circuit of the relay, providing an increase in the coefficient of its return. When relay 1 is triggered, a signal is issued to the motor control circuit enabling it to turn on. After switching on the electric motor, linear voltages from the secondary windings of current transformers 1–3 on the load resistor 8 connected to the output of the bridge 7 generate a DC voltage with a low ripple level. The capacitor 11 through the resistor 9 and the diode 10 is charged to a voltage close to the maximum value of the voltage on the load; resistor 8 The variable component of the rectifying bridge 7 is separated by a capacitor 11 and a resistor 8 on the diode 10. Under normal conditions, the amplitude of the variable component is less than the default setting of the protection set by potentiometer 12, therefore the current through the LED The optocoupler 13 is less than its current to turn on and the thyristor of the optocoupler is not unlocked.

При обрыве фазы до включени электродвигател переменна составл юща напр жени выпр мител 1 резко возрастает, а посто нна составл юща уменьшаетс . Выход выпр мител 17 шунтируетс малым сопротивлением конденсатора 22, а реле 1 отключаетс и выдает сигнал, запрещающий включение электродвигател .When a phase break occurs before the motor is switched on, the variable component of the voltage of the rectifier 1 increases sharply, and the constant component decreases. The output of the rectifier 17 is shunted by the low resistance of the capacitor 22, and the relay 1 is turned off and outputs a signal prohibiting the start of the electric motor.

В случае обрыва в цепи питани работающего электродвигател или недопустимой несимметрии фазных токов, вызываемой, например, несимметрией напр жени или замыканием части витков в статорной обмотке электродвигател , амплитуда переменной составл ющей напр жени выпр мительного моста 7 превышает уставку срабатывани 1 защиты. При этом ток через светодиод оптрона 13 превышает ток его включени , тиристор оптрона 13 отпираетс и шунтирует обмотку реле 1. Реле отключаетс и выдает сигнал на отключение электродвигател . Повтор-i ное включение электродвигател невозможно , так как тиристор оптрона 13 остаетс в провод щем состо нии до тех пор, пока не будет сн то напр жение с выпр мител 17.In the event of an interruption in the supply circuit of a working electric motor or unacceptable asymmetry of phase currents caused, for example, by asymmetry of the voltage or by shorting part of the coils in the stator winding of the electric motor, the variable component of the rectifying bridge voltage 7 exceeds the protection setpoint 1 of protection. At the same time, the current through the LED of the optocoupler 13 exceeds its switching-on current, the thyristor of the optocoupler 13 is unlocked and shunts the winding of the relay 1. The relay turns off and issues a signal to turn off the electric motor. The motor cannot be switched on again, since the thyristor of the optocoupler 13 remains in the conducting state until the voltage is removed from the rectifier 17.

Предлагаемое устройство обеспечивает самоконтроль исправности соединительных цепей и более надежно защищает крановые электродвигатели от несимметричных режимов, что выгодно отличает его от известных устройств аналогичного назначени .The proposed device provides self-checking of the health of the connecting chains and more reliably protects crane motors from asymmetrical modes, which distinguishes it from known devices of similar purpose.

формула изобретенГи ,formula invented

Устройство дл защиты трехфазного электродвигател от несимметричногоDevice to protect a three-phase electric motor from asymmetrical

режима, содержащее три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в провода, питающие электродви-.. гатель, а вторичные соединены в звезду и подключены к трехфазному , двухполупериодному выпр мителю, выход которого зашунтирован нагрузочным резистором и функц.ионально св зан через конденсатор и последовательно включенные линейный резистор и диод с испол нительным элементом, выполненным на реле посто нного тока, о т л и ч аю щ е е с тем, что, с целью повышени надежности срабатывани защиты, оно. дополнительно снабжено потенциометром , конденсатором, тиристорным оптроном, двум токоограничивающими резисторами и трехфазным двухполупериодным выпр мителем,который подключен к фазам сети, а его выход зашунти рован дополнительно введенным конден сатором и соединен через два токоограничивающих резистора, один из которых зашунтирован размыкающим контактом реле посто нного тока, с обмоткой реле, зашунтированной тиристором оптрона, светодиод которого через потенциометр подключен параллельно диоду, соединенному со стороны анода через линейный резистор, а со стороны катода - через конденсатор с нагрузочным резистором.mode containing three current transformers, the primary windings of which are included in the wires feeding the electric motor, and the secondary are connected in a star and connected to a three-phase, full-wave rectifier whose output is shunted by a load resistor and is functionally connected through a capacitor and in series included a linear resistor and a diode with an executive element made on the DC relay, which is so that, in order to increase the reliability of the protection operation, it is. additionally equipped with a potentiometer, a capacitor, a thyristor optocoupler, two current-limiting resistors and a three-phase full-wave rectifier, which is connected to the mains phases, and its output is shunted by an additionally inserted capacitor and connected via two current-limiting resistors, one of which is shunted by a disconnecting switch and a relay. , with a relay winding, thyristor-coupled optocoupler, whose LED through a potentiometer is connected parallel to a diode connected to the anode side Erez linear resistor, and the cathode side - through a capacitor to the load resistor.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1. Патент США № 32 2383; кл. Н 02 Н 7/08, 1966.1. US patent No. 32 2383; cl. H 02 H 7/08, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР Vf , кл. 02 И 7/08, 1977. 17:-- ii Li III 11ИИ1И1ИИ1 III I IIII I2. USSR author's certificate Vf, cl. 02 And 7/08, 1977. 17: - ii Li III 11II1I1II1 III I IIII I

Claims

Claim

A device for protecting a three-phase motor from an asymmetric mode, containing three current transformers, the primary windings of which are connected to the wires supplying the .. motor, and the secondary ones are connected 'to a star and connected to a three-phase, half-wave rectifier / the output of which is shunted by a load resistor and is functionally connected through a capacitor and a series-connected linear resistor and a diode with an actuator element mounted on a DC relay, which requires that, in order to increase reliability of operation of protection, it. additionally equipped with a potentiometer, capacitor, thyristor optocoupler, two current-limiting resistors and a three-phase two-half-wave rectifier, which is connected to the phases of the network, and its output is bridged by an added capacitor and connected through two current-limiting resistors, one of which is shunted by the NC contact of the DC relay, with a relay winding shunted by an optocoupler thyristor, the LED of which is connected through a potentiometer parallel to a diode connected to the anode side through cut a linear resistor, and on the cathode side - through a capacitor with a load resistor.