Claims (2)
Однако устройство имеет низкую надежность работы, обусловливаемую ускоренным механическим износом контактных пластин геркона, помещенных в переменное магнитное поле и совершающих периодическое движение определенной амплитуды с частотой переменного тока сети (например, 50 Гц в промышленных электроустановках), а также, низкую точность работы, определ емую разбр сом ампер-витков срабатывани геркона, доход щим до 20-30% от величины магнитодвижущей силы срабатывани . Така нестабильность замыкани обусловлена наличием немаг нитного зазора между контактными пластинами геркона, незначительное изменение которого приводит к изменению магнитного потока в межконтактном зазоре при одной и той же величине магнитодвижущей силы. Кроме того, устройство имеет ограниченную область применени из-за возможности ложного срабатывани при двигательном характере нагрузки , когда при пуске происходит кратковременное увеличение тока силовой цепи сверх номинального. При зтом произойдет недопустимое отключение нагрузки устройством . Наиболее близким по технической сущнос ти к предлагаемому вл етс устройство дл защиты трехфазного электродвигател от перегрузки, содержащее три последовательные цепочки, подключенные к источнику посто нного тока: исполнительный элемент и тиристор, резистор и врем задающий конденсатор, переменный резистор и уп равл юща катушка геркона. При этом параллельно упом нутому конденсатору подсое динен магнитоуправл емый контакт с последовательно включенным вторым переменным резистором, а также . 5Т1равл ющий переход тиристора, щунтированный резистором и соединенный последовательно с динистором. Результирующа магнитодвижуща сила (МДС), действующа на датчик устройства - геркон, выставл етс таким образом, чтобы минимальное ее значение превосходило намаг ничивающую силу его возврата. Тогда при номинальном токе защищаемого злектродвигател геркон замкнут, щунтиру вместе с последовательно включенным вторым переменным резистором врем задающий конденсатор . Это обусловливает низкий уровень зар да названного конденсатора, недостаточный лл включени динистора, а следовател но, и отпирани тиристора. Исполнительный элемент при этом обесточен. По вление перегрузки двигател сопровож даетс увеличением контролируемой герконом переменной МДС. В отрицательный ее полупериод при вычитании из посто нной подма1Л1ичивающей МДС мгновенное значение результирующего магнитного пол становитс меньше уровн возврата геркона. 74 Последний размыкаетс , дещунтиру врем задающий конденсатор. Разность потенциалов на его обкладках начинает возрастать. В положительный полупериод МДС достигает порога срабатывани - геркон замыкаетс . Процессы коммутации геркона и зар да конденсатора повтор ютс ежепериодно. Устройством отрабатываетс установленна вьщержка времени, по истечении которой включаетс динистор, создава цепь прохождени тока зшравлени тиристора. Отпирание последнего обусловливает подачу напр жени на исполнительный элемент устройства, который отключает перегруженный двигатель от сети 21. 1 Однако известное устройство обладает невысокой чувствительностью, св занной с завышением МДС, действующей на геркон, до уровн замыкани . Дл возврата геркона в разомкнутое состо ние может потребоватьс значительна контролируема переменна намагничивающа сила, в отрицательную полуволну вычитаема из посто нной (так как коэффициент возврата геркона невелик). При наличии данной защиты двигатель, следовательно , может подвергатьс перегрузкам, на которые не реагирует устройство. Оно не обеспечивает, таким образом, достаточного уровн надежности защиты электрического двигател . Целью изобретени вл етс повышение чувствительности и точности работы устройства , а также надзжности защиты двигател . Цель достигаетс тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем датчик тока на магнитоуправл емом контакте, размещенном внутри управл ющей катушки, расположенной между токоведущей шиной и магнитным экраном, и тиристор, управл ющий переход которого, защунтированный резистором, подсоединен через динистор к конденсатору врем задающей RC-цепочки, причем тиристор, соединенный последовательно с обмоткой исполнительного элемента, подключен к источнику посто нного тока, к которому присо; единены магнитоуправл емый контакт и его управл юща катунжа, соединенный последовательно с резисторами, тем, что к фазе, близ которой расположен геркон, подключена его втора введенна управл юща катущка , соединенна последовательно с резистором и диодом, катод которого подключен к следующей по чередованию, по отнощению к упом нутой фазе, а врем задающа цепочка шунтирована размыкающим контактом исполнительного элемента и присоединена через диод к указанному магнитоуправл емому контакту. На фиг. 1 представлена принципиальна электрическа схема устройства дл защить асинхронного двигател от перегрузки; на фиг. 2 - диаграмма изменени магнитодвижущих сил F. Устройство содержит датчик на магнитоуправл емом контакте 1, снабженном катушками управлени 2 и 3. Катушка 2, соединенна последовательно с переменным резистором 4 (резистором регулировки тока срабатывани устройства), подключена к источнику посто нного тока U. Датчик расположен между токоведущей шиной фазы А и магнитным экраном 5. Катушка 3 с последовательно включенными резистором 6 и диодом 7 присоединена к фазам А и С источника питани . К геркону 1 через диод подсоединена врем задающа RC-цепочка 9 и 10. Конденсатор 10 последней через динистор 11 подключен к управл ющему переходу тиристора 12, катод которого соединен с отрицательным , а анод - через исполнительный элемент 13 - с положительным зажимом источника посто нного тока. Врем задающа R цепочка 9, 10 шунтирована размыкающим контактом 14 магнитного пускател защищае мого двигател 15. Анод диода 8 присоединен к источнику питани устройства через резистор 16. Управл юща цепь упом нутого тиристора 12 шунтирована резистором 17. На фиг. 2, где дана диаграмма изменени магнитодвижущихс сил F воздействующих на геркон 1 (фиг. I) устройства FCP и FB - магнитодвижущие силы срабатывани геркона и возврата соответственно; F, - МДС катушки 2 (фиг. 1); р2 - МДС катущки 3 (фиг. 1); РЗ - контролируема МДС токоведущего проводника фазы А; РЗ и РЗ - отрицательные полупериоды контролируемой МДС при граничных значени х фаз; Ч:-30° - граничный сдвиг фазы РЗ относительно р2 в сторону oneрежени ; - то же, в сторону отставани ; Р - суммарна МДС, воздействую ща на геркон; со - кругова .частота переменного тока сети; ti - момент времени размыкани геркона при перегрузке; t2 момент замыкани геркона при перегрузке. Устройство работает следующим образом. На геркон воздействуют три пол : посто нное магнитное попе катушки 2; поле по жительных полупериодов тока, пропорционального линейному напр жению ид , создаваемое катушкой управлени 3; контролируемое переменное поле токоведушего проводника фазы А. Величина первой упом нутой магнитодвижущей силы Р| регулируетс переменным резистором 4 и выставл етс несколько большей МДС возврата геркона РВ (фиг. 2), чем обеспечиваетс нахождение замыкающего геркона 1 в замкнутом состо нии после кратковременного превышени намагничивающей силой порога срабатывани Ррр. Амплитуда МДС второй катушки р2 устанавливаетс большей разности Рср-Рв- Это обеспечивает срабатывание геркона под действием намагничивающей силы FI + РЗ . Контролируема синусоидальна МДС РЗ (как и ток фазы А) отстает от напр жени этой фазы (д ) на угол Ч-0-90°. В свою очередь, U/. сдвинуто относительно ид в сторюну опережени на 30 эл. град. Следовательно, сдвиг фаз МДС р2 и РЗ ограничиваетс диапазоном углов -30° Ц . В этом случае амплитуда отрицательной полуволны двух граничных по фазе кривых РЗ и РЗ как и любой промежуточной РЗ попадает в интервал отсутстви МДС р2 (фиг. 2). Тем самым обеспечиваетс стабильность суммы мгновенных значений Р Pj + р2 + + РЗ, необходимой дл размыкани геркона (т.е. достижени уровн РВ), Иными словами, размыкание магнитоуправл емого контакта 1 происходит при одном и том же значении контролируемого тока независимо от его фазы. При совпадении фаз МДС р2 и РЗ (простейший случай), если амплитуда РЗ превышает величину разности PI-РВ (суммарна МДС - сплошна крива на фиг. 2), то в момент времени tj происходит размыкание геркона (Р РВ), а в момент tj - возвращение в исходное состо ние, т.е. замыкание (Р Рср)- Такой периодический процесс коммутации геркона имеет место в режиме перегрузки защищаемого двигател . В нормальном режиме амплитуда РЗ не превышает разность PI-.PB- Установкой величины Р резистором 4 может быть получена люба требуема уставка тока срабатывани устройства. Если превышение контролируемым током его номинального значени кратковременно, то процесс коммутации геркона , заканчиваетс и он переходит в замкнутое состо ние (например, при завершении пуска двигател ). С целью исключени вли ни на датчик устройства - геркон 1 с управл ющими катушками 2,3 внешних магнитных полей, а также полей фаз В и С, он размещаетс в магнитном экране 5. Необходима величина и форма тока управлени катушки 3 обеспечиваютс включеиием в схему устройства (фиг. 1) резистора 6 и диода 7. В отключенном состо нии защищаемого асинхронного электродвигател (АД) схема обесточена (источник U подключаетс при пуске двигател ). 8 нормальном режиме работы АД, когда в схему подано напр жение, геркон 1 шунтируег цепь 8, 9, 10 зар да конденсатора 10, Динистор 11, следовательно, заперт, ток управлени тиристора 12 отсутствует - последний закрыт. Исполнительный элемент 13 при этом обесточен. Блокировочный контакт 14 пускател двигател разомкнут. При перегрузке двигател происходит периодаческое размыкание геркона 1 и деmyFrrHpoBBHHe цепи зар да конденсатора 10. Через резистор 16, диод 8, резистор 9 происходит его зар д. В момент достижени напр жением конденсатора 10 порога включени динистора 11 по вл етс управл ющий ток тиристора 12. Его отпирание приводит к срабатыванию исполнительного элемента 13 и отключению защищаемого двигател магнитным пускателем, контакт 14 которого замыкаетс . Одновременно обес точиваетс вс схема. Предлагаемое устройство обеспечивает обратнозависимую от тока выдержку времени. Действительно, с увеличением контролируемого тока и намагничивающей силы Fj замыкание геркона происходит раньше и интервалы времени ежепериодного зар да кондеислтора увеличиваютс . Напр жение послед него, следовательно, достигает уровн вкл ченил динистора 11 быстрее. Врем срабаты вани устройства в целом уменьшаетс . Резистор 16 повыщает стабильность работы тнристора 12. Введение контакта 14 исключает срабатывание устройства при частьк пусках защищаемого двигател , когда ток превышает номинальный и происходит зар д конденсатора 10. Врем одного пуска недостаточно дл срабатывани устройства, а при каждой остановке двигател замыкаетс контакт 14 и через резистор 9 происходит разр д конденсатора 10. В предложенном устройстве за счет перио дического подмагничивающего пол F достигаетс люба стейенБ сближени F, и FB, т.е. дл срабатывани устройства достаточно малое изменение контролируемой МДС, а ел дователыю, и тока двигател . Устройство, таким образом, обеспечивает любой, наперед заданный уровень чувствительности. Исключением начального зар да врем задающего ковденсатора при номинальном токе двигател может быть снижена емкость указанного конденсатора, необходима дл создани той же выдержки времени. Кроме того, повыщаетс точность работы устройства , так как при одном и том же времени срабатывани предлагаемого устройства и включение динистора в первом происходит на более крутом участке кривой з р да врем задающеГо конденсатора, а следовательно , разброс параметров динисторов не приводат к заметной погрешности, как во втором из перечисленных. Последний фактор обусловливает повышение надежности защиты асинхронного двигател от перегрузок. Формула изобретени Устройство дл защиты асинхронного двигател от перегрузки, содержащее датчик тока на магнитоуправл емом контакте, размещенном внутри зшравл ющей катушки, расположенной между токоведущей шиной и магнитным экраном, и тиристор, управл ющий переход которого, зашунтированный резистором, подсоединен через диннстор к конденсатору врем задающей RC-цепочки, причем тиристор, обмоткой соединеш1ыи последовательно с исполнительного элемента, подключен к источнику посто нного тока, к которому присоединены магнитоуправл емый контакт и его управл юща катушка, соединенные последовательно с резисторами, отличающеес тем, что, с целью повышенн чувствительности и точности работы устройства , а также надежности зашиты двигател , к фазе, близ которой расположен геркон, подключена его втора введенна управл юща катущка, соединенна последовательно с резистором и диодом, катод которого подключен к следующей по чередованию, по отношению к упом нутой фазе, а врем задающа цепочка шунтирована размыкающим контактом исполнительного элемента и присоединена через диод к указанному магнитоуправл емому контакту. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 377936, кл. Н 02 И 7/12, 1972. However, the device has low reliability due to accelerated mechanical wear of the contact plates of the reed switch placed in an alternating magnetic field and making periodic movements of a certain amplitude with the frequency of the alternating current network (for example, 50 Hz in industrial electrical installations), as well as low accuracy Disassembly of ampere-turns of triggering of a reed switch, yielding up to 20-30% of the magnitude of the magnetomotive actuation force. Such instability of the closure is due to the presence of a non-magnetic gap between the contact plates of the reed switch, a slight change in which leads to a change in the magnetic flux in the contact gap with the same magnitude of the magnetomotive force. In addition, the device has a limited scope due to the possibility of false triggering when the motor nature of the load, when a short-term increase in the current of the power circuit exceeds the nominal one during start-up. When this happens, an unacceptable load shedding by the device will occur. The closest in technical terms to the present invention is a device for protection of a three-phase electric motor against overload, containing three consecutive chains connected to a DC source: an actuator and a thyristor, a resistor and a driving capacitor, a variable resistor and a reed switch. In addition, a magnetically controlled contact is connected in parallel with the aforementioned capacitor to the series-connected second variable resistor, as well. 5T1vlyuyushchy transition of the thyristor, shuntirovanny resistor and connected in series with the dynistor. The resulting magnetic motive force (MDS) acting on the sensor of the device - reed switch is set so that its minimum value exceeds the magnetizing force of its return. Then, at the rated current of the protected electric motor, the reed switch is closed, the time specifying the capacitor together with the sequentially connected second variable resistor is connected to the bypass. This causes a low level of charge of the named capacitor, insufficient switching on the dynistor, and consequently, unlocking the thyristor. The actuator is de-energized. The occurrence of engine overload is accompanied by an increase in the reed variable controlled MDS. In its negative half-period, when subtracting from a constant submarine MDS, the instantaneous value of the resulting magnetic field becomes less than the return level of the reed switch. 74 Last disconnected, just before the time setting the capacitor. The potential difference on its plates begins to increase. In the positive half period, the MDS reaches the trigger threshold — the reed switch closes. The switching processes of the reed switch and capacitor charge are repeated every period. The device is working on the installed time delay, after which the dynistor is switched on, creating a circuit for passing the thyristor current. Unlocking the latter causes voltage to be applied to the executive element of the device, which disconnects the overloaded engine from the network 21. 1 However, the known device has a low sensitivity associated with overshooting the MDS acting on the reed switch to the level of the closure. To return a reed switch to an open state, a significant controlled variable magnetizing force may be required, and a negative half-wave can be subtracted from the constant (since the return coefficient of the reed switch is small). With this protection, the engine can therefore be subject to overloads to which the device does not respond. It thus does not provide a sufficient level of reliability for the protection of the electric motor. The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of the device, as well as the protection of the engine. The goal is achieved in the proposed device containing a current sensor on a magnetically controlled contact located inside a control coil located between the current-carrying bus and a magnetic screen, and a thyristor, which controls the transition, which is triggered by a resistor, is connected to the time setting RC through a dynistor. - chains, moreover, the thyristor connected in series with the winding of the actuating element is connected to a DC source to which the receiver is connected; a magnetically controlled contact and its control coil connected in series with resistors are connected, so that the second entered reed switch is connected to its second input control coil connected in series with a resistor and a diode whose cathode is connected to the next alternating by relation to the mentioned phase, and the time of the driving chain is shunted by the breaker contact of the actuating element and connected via a diode to the indicated magnetic-controlled contact. FIG. 1 is a circuit diagram of a device for protecting an induction motor against overload; in fig. 2 is a diagram of the magnetomotive force change F. The device contains a sensor on a magnetically controlled contact 1 equipped with control coils 2 and 3. Coil 2 connected in series with variable resistor 4 (device operation current adjustment resistor) is connected to a direct current source U. Sensor located between the current carrying bus of phase A and the magnetic screen 5. A coil 3 with a series-connected resistor 6 and a diode 7 is connected to the phases A and C of the power supply. The reed RC circuit 9 and 10 is connected to the reed switch 1 through a diode. The capacitor 10 last is connected via a dynistor 11 to a thyristor 12 control junction, the cathode of which is connected to the negative, and the anode is connected to the positive source . The timing of the R chain 9, 10 is shunted by the opening contact 14 of the magnetic starter of the protected motor 15. The anode of the diode 8 is connected to the device power supply through a resistor 16. The control circuit of the thyristor 12 is shunted by a resistor 17. In FIG. 2, where the diagram of the magnetically moving forces F acting on the reed switch 1 (Fig. I) of the FCP and FB devices is given to the magnetomotive forces of the reed switch and return, respectively; F, - MDS coil 2 (Fig. 1); P2 - MDS of the coil 3 (Fig. 1); РЗ - controlled MDS of current-carrying conductor of phase A; РЗ and РЗ - negative half-periods of controlled MDS at phase boundary values; H: -30 ° - the boundary shift of the phase of the RE relative to p2 in the direction of the direction; - the same, in the direction of lagging; P - total MDS, acting on the reed switch; ω — circular frequency of the alternating current of the network; ti is the instant of opening of the reed switch when overloaded; t2 the moment of closing the reed switch when overloaded. The device works as follows. The reed switch is affected by three fields: a permanent magnetic pope of coil 2; a field of positive half cycles of current proportional to the linear voltage id generated by control coil 3; controlled alternating field of the current-conducting conductor of phase A. Magnitude of the first mentioned magnetomotive force P | is adjusted by a variable resistor 4 and exhibits a slightly larger return MDS for the reed switch RV (Fig. 2), which ensures that the closing reed switch 1 is in the closed state after a short-term magnetizing force exceeds the pickup threshold Ррр. The amplitude of the MDS of the second coil p2 is set to a larger difference Pcp-Pb. This ensures that the reed switch is triggered by the magnetizing force FI + PZ. The controlled sinusoidal MDS RZ (as well as the current of phase A) lags behind the voltage of this phase (g) by an angle of H-0-90 °. In turn, u /. shifted relative to going in advance by 30 e. hail. Consequently, the phase shift of the MDS p2 and PZ is limited to a range of angles of -30 ° C. In this case, the amplitude of the negative half-wave of the two boundary-in-phase RE and RZ curves, like any intermediate RE, falls within the interval of the absence of MDS p2 (Fig. 2). This ensures the stability of the sum of the instantaneous values of P Pj + p2 + + PZ required for the reed switch opening (i.e., reaching the PB level). In other words, the opening of the magnetically controlled contact 1 occurs at the same value of the monitored current regardless of its phase. . When the MDS p2 and RZ phases coincide (the simplest case), if the amplitude of the PZ exceeds the PI-PB difference (total MDS is a solid curve in Fig. 2), then at time tj the reed switch opens (Р Р РВ), and at time tj - return to the initial state, i.e. closure (P Рср) - Such a periodic process of switching the reed switch takes place in the overload mode of the protected engine. In normal mode, the amplitude of the PZ does not exceed the difference PI-.PB- By setting the value of P by resistor 4, any desired response setting of the device can be obtained. If the monitored current exceeds its nominal value for a short time, the switching process of the reed switch ends and it goes into a closed state (for example, when the engine starts up). In order to eliminate the effect on the device sensor - reed switch 1 with control coils 2.3 external magnetic fields, as well as the fields of phases B and C, it is placed in the magnetic screen 5. The magnitude and shape of the control current of the coil 3 is required to be included in the device circuit (Fig. 1) resistor 6 and diode 7. In the disconnected state of the protected asynchronous motor (BP), the circuit is de-energized (source U is connected when the motor is started). In normal operation mode, when the voltage is applied to the circuit, the reed switch 1 shunt the circuit 8, 9, 10 of the charge capacitor 10, the dynistor 11 is therefore locked, the control current of the thyristor 12 is absent - the latter is closed. The actuator 13 is de-energized. The locking contact 14 of the engine starter is open. When the engine is overloaded, the reed switch 1 and the demyFrrHpoBBHHe circuit of the capacitor 10 charge circuit periodically open. The resistor 16 causes the control current of the thyristor 12 to turn on when the voltage of the capacitor 10 reaches the threshold of the dynistor 11. Its unlocking leads to the actuation of the actuating element 13 and the shutdown of the protected motor by a magnetic starter, the contact 14 of which is closed. At the same time, the entire circuit is decoupled. The proposed device provides an inverse current-dependent time delay. Indeed, with an increase in the controlled current and magnetizing force Fj, the reed switch closes earlier and the time intervals of the condiostlator's periodic charge increase. The voltage of the latter, therefore, reaches the level of the connected dynistor 11 faster. The operating time of the wani device is generally reduced. Resistor 16 increases the stability of operation of transistor 12. Introduction of contact 14 prevents the device from tripping when part of the protected motor starts when the current exceeds the nominal and capacitor 10 is charged. The time of one start is not enough to trigger the device and contact 14 closes through each resistor 9, the capacitor 10 is discharged. In the proposed device, due to the periodic magnetizing field F, any approach of F and FB is reached, i.e. to operate the device, a sufficiently small change in the monitored MDS, and ate, and the motor current. The device, thus, provides any, in advance set level of sensitivity. By excluding the initial charge, the time of the master codensor at the rated motor current can reduce the capacitance of the specified capacitor, which is necessary to create the same time delay. In addition, the accuracy of the device increases, since with the same response time of the proposed device and the switching of the dynistor in the first occurs on a steeper part of the curve, the driving capacitor time and, consequently, the variation of the dynistor parameters does not lead to a noticeable error, as in the second of these. The last factor leads to an increase in the reliability of protection of an induction motor against overloads. Claims An overload protection device for an induction motor, comprising a current sensor on a magnetically controlled contact located inside a pinch coil located between the busbar and a magnetic screen, and a thyristor controlling which, bypassing the resistor, is connected to the time capacitor RC chains, moreover, a thyristor connected by a winding in series with an actuating element, is connected to a direct current source to which a magnetic circuit is connected. The contact and its control coil are connected in series with resistors, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of the device, as well as the reliability of the motor, the second inserted control coil is connected to the phase near which the reed switch is located in series with a resistor and a diode, the cathode of which is connected to the next alternation, with respect to the said phase, and the time of the driver circuit is shunted by the breaker contact and connected es diode to said magnitoupravl emomu contact. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR N 377936, cl. H 02 And 7/12, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке N 2939275/24-07, кл. Н 02 Н 7/085, 13.06.80.2. USSR author's certificate according to the application N 2939275 / 24-07, cl. H 02 H 7/085, 13.06.80.
1515
(риг.1(rig.1
д}(/г.2.d} (/ g.2.