SU964842A1 - Устройство дл защиты трехфазного электродвигател от работы на двух фазах - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а конкретно к устройствам дл  защиты электродвигателей от аварийных режимов, и может быть использовано дл  защиты трехфазных асинхронных электродвигателей и других симметричных трехфазных нагрузок от работы на 2 фазах.

Дл  обеспечени  безаварийной работы потребителей при возможных неполнофазных режимах необходимо, чтобы каждый трехфазный асинхронный электродвигатель независимо от степени ответственности его и мощности был надежно защищен от работы его на двух фазах;

Известно устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  от обрыва фаз и перегрузок с тепловым реле L- .

Недостаток этого устройства заключаетс  в значительной инерционности собственно нагревательных элементов. Этоприводит к перегреванию обмоток электродвигател , а значит и преждевременному его старению , а такхсе к тому, что еще до пуска электродвигател  тепловым реле посредством норма-льно замкнутого контакта фактически пo lгoтaвливaeтСП цепь включени  магнитного пускател  независимо от состо ни  силовой цепи и исправноаги самого теплового реле. Вследствие этого не может быть высокой надежности и эффективности защиты электродвигателей от неполнофазных режимов при помощитепловых реле.

Наиболее близким по принципу дей10 стви  и достигаемому результату к предлагаемому изобретению  вл етс  устройство дл  защиты трехфазных электродвигателей от работьи на двух фазах, содержащее включенные в фаз15 ные провода токовые реле, размыкающие контакты которых через реле времени функционально св заны с пусковой кнопкой в цепи магнитного пускател . Посредством токовых реле осуществл 20 етс  контроль наличи  тока в каждом фазном проводе. При нормальном пуске двигател  токовые реле сразу размыкают свои контакты, поэтому реле времени не успевает сработс1ть и его

25 контакт в цепи катушки ма1нитного пускател  остаетс  замкнуты;;. При исчезновении тока в одноГ: из фаз соответствующее токовое роле замыкает свой контакт и pent Б)лемони с нс-г ольшой выдержкой oTKJifit.TOT /.виптолт.. f.ll .

Claims (2)

1. 30 Однако указанное устройство не обе печивает защиту электродвигател  от работы на двух фазах при обрыве в е обмотке, соединенной по схеме треугольника , так как в одной из фаз при этом линейный ток увеличиваетс  в полтора раза, а в двух других линейные токи близки к номинальным, т.е. токовые реле остаютс  включенными . Устройство имеет относительно большие габариты и стоимость, поэто му нецелесообразно примен ть его дл заишты двигателей небольшой мощност а также из-за относительно большой потребл емой мощности токовых реле сопротивление их обмоток достаточно велико и потери напр жени  на них, суммиру сь с потер ми в линии и дру гих элементах силовой цепи, MorvT превысить допустимую потерю напр жени , что нежелательно. Если токовые реле в устройстве выполнить на базе несиловых магнитоуправл емых контактов г то тем самым можно значительно уменьшить габаритные размеры устройства и его стоимость..Такое исполнение позволи значительно шире примен ть устройст во дл  защитыэлектродвигателей от неполнофазных режимов, причем не всегда целесообразно задействовать в устройство реле времени, так как веро тность кратковременного пропадани  напр жени  т:олько одной фазы очень мала, поэтому это имеет смысл только дл  особо ответственных электродвигателей, отключение которых даже на короткое врем  може нарушить определенный цикл или ритм целой технологической линии. Дл  защиты всех остальных двигателей не об зательна ввщержка времени при аварийном отключении. Устройство пр этом значительно упрощаетс , а малы габариты его позвол ют встраивать такое устройство даже в самые маломощные магнитные пускатели. Замыкаю щие контакты всех трех герконов соединены последовательно, а вс  образованна  при этом цепь включает с  параллельно кнопке Пуск. Но такое уст1)ойство не обеспечивает защиту двигател  при обрыве в его обмотке, соединенной по схеме треугольника . Устройство непригодно дл  защиты от неполнофазных режимов большой группы двигателей: маломощ ых (менее 4 кВт) и двигателей до 10 кВт с резко измен ющейс  нагрузкой , так как с уменьшением мощности двигател  соответственно нужно увеличить число витков токовой катушки геркона, а в случае переменной нагрузки с тем, чтобы избежать ложные срабатывани  устройства, это количество витков необходимо увеличить еще в несколько раз. Возрастает соп ротивление катушек, а значит и тюте ри напр жени , что нежелательно или более того габариты токовой катушки могут оказатьс  вообще несоизмеримыми с размерами геркона. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства путем использовани  дл  соединени  обмоток электролвиГател  в треугольник. Дл  достижени  поставленной цели устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  от работы на двух фазах, содержащее три токовых реле, выполненные на базе герконов, контакты которых функционально св заны с пусковой кнопкой в цепи магнитного пускател , дополнительно снабжено трем  обмотками напр жени  по одной на каждом герконе, причем выводы обмотки напр жени  первого геркона подключены между первой и третьей, второго геркона - между второй и первой и третьего - между третьей и второй фазами, питающими электродвигатель , а замыкающие контакты герконов соединены последовательно между собой и включены параллельно пусковой кнопке. На фиг. 1 представлена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 и 3 - векторна  диаграмма. Устройство (фиг. 1) содержит три геркона 1-3, на каждом из которых намотаны витки токовых обмоток 4-6, включенных в разрыв силовой цепи каждой из фаз. Замыкающие контакты 7-9 всех герконов соединены последовательно , а образованна  при этом цепь включена параллельно пусковой кнопке 10. Поверх токовых обмоток закреплены добавочные обмотки напр жени  11-13, которые включены согласно с токовыми и служат дл  усилени  магнитного пол  геркона. На векторной диаграмме (фиг. 2) показан вектор тока электродвигател  1д в фазе А при номинальной нагрузке (коэффициент мощности вз т усредненным дл  двигателей с разными оборотами и мощностью до 5,5 кВт; cos4 0,8) и дл  режима, когда нагрузка на валу значительно меньше номинальной. Ток 1д  вл етс  одновременно током токовой катушки геркона, контролирующего наличие тока в фазе А. Вектор 1 - вектор тока добавочной катушки того же геркона, подключенной на линейное напр жение U/ cСдвиг фаз между 1 и Уд незначительный , так как в данном случае индуктивное сопротлвление добавочной катушки во мйого раз меньше активного ее сопротивлени , вследствие того, что отсутствует ферромагнитный сердечник . Из диаграммы видно, что вариант подключени  добавочной катушки геркона А на линейное напр жение Уд  вл етс  наиболее предпочтительным. так как в этом случае среднее значение результирующего маг()тного потока дл  любого режима нагрузки асинхронного электродвигател  максимально по сравнению с другими вариантами подключени  добавочноп катуш ки. Добавочна  катушка геркона В подключаетс  на линейное напр жение , а геркона С - на Up Дл  двигател , обмотки которогосоединены в треугольник, характер но наличие всех линейных токов при обрыве в его обмотке, но так как на равление вектора одного из линейных токов (фиг. 3) измен етс  при этом на противоположное (более точно на 150), то потоки токовой и добавочной катушек соответствующего геркон теперь направлены встречно, поэтому геркон автоматически размыкаетс . Добавочные обмотки подключены к фазам сети после силовых контактов ма нитного пускател . Ампервитки добавочной катушки составл ют 90% от намагничивающей силы Fyx , необходимой дл  удержани  герктш в замкнутом состо нии. Суммарным магнитным потоком в процессе работы двигател  достаточно обеспечить удержание гер кона в замкнутом состо нии, так как включаетс  он надежно при пуске электродвигател  ( - 7 1) , поэт му в идеальном режиме дл  управлени герконом токовой катушке достаточно иметь незначительное количество вит ков, соответствующее дес той доле от Fye/ но дл  обеспечени  высокой н дежности устройства в реальных услови х нужно это количество еще умножить на коэффициент надежности, равный 2-3, т.е. F. ( О, 2-0, 3) F , где F - намагничивающа  сила токовой катушки. Устройство работает следующим образом. ,При нажатии на пусковую кнопку 10 включаетс  магнитный пускатель , который подключает к сети трехфазный электродвигатель. При на личии всех фаз включаютс  все три 1-3 геркона и блокируют пусковую кнопку 10, после отпускани  которой цепь питани  катушки пускател  остаетс  замкнутой. При наличии обрыва в одной из фаз, например А, в ней отстуствует ток, а значит и в токовой катушке 4 соответствующего геркона 1 и, так как магнитного пол добавочной катушки недостаточно дл  удержани  его в замкнутом состо нии , то геркон остаетс  разомкну тым, поэтому после отпускани  пуско вой кнопки 10 магнитный пускатель автоматически отключаетс . При потере фазы во врем  работы двигател  устройство работает аналогично. Раз рываетс  цепь блокировки пусковой кнопкой. Двигатель мгновенно отключаетс  от сети. При обрыло фазы вне обмоток дпигател  устро стпо работает совег иеино одинаког5о нечлвисимо от схемы их соединени . ТоК же точно срАбатывпет устройство и в случае обрыва в обмотке статора, соединенной в звезду, так как линспные токи  вл ютс  в этоТ случае одновременно и фазными. При обрыве в обмотке, соединенной в треугольник , устройство работает следующим образом. Так как направление одного | из линейных токов измен етс  на противоположное , то магнитные потоки токовой и добавочной катушек соответствующего горкона- теперь направлены встречно, поэтому этот геркон автоматически размыкаетс . Так как предлагаемое устройство можно применить дл  защиты от работы на двух фазах практически любого трехфазного электродвигател , в том числе и тех, обмотки которых соединены в треугольник, причем устройство обеспечивает нш1ежную защиту двигател  при обрыве в любой точке его внешней и внутренней силовой цепи, остава сь при этом простым, недорогим и малогабаритным, поэтому широкое использование данного изобретени  позвол ет получить значительный экономический эффект, так как срок службы двигателей при этом увеличиваетс . Формула изобретени  Устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  от работы на двух фазах, содерхсащее три токовых реле, замыкающие контакты 1 оторых функционально св заны с пусковой кнопкой в цепи магнитного пускател , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем использовани  дл  электродвигател  с соединением обмоток с треугольник, оно дополнительно снабжено трем  обмотками напр жени  по одной на каждом герконе, причём выводы обмотки напр жени  первого геркона подключены между первой и третьей, второго геркона между второй и первой и третьего между третьей и второй фазами, питающими электродвигатель, а замыкающие контакты герконов соединены последовательно между собой и включены параллельно пусковой кнопке. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Клейменов В.л. Теплова  защита асинхронных электродвигателей. М. , ВН.ИИЭМ, 1966, с. 28-4.
2. 2. Зимин Е.А. Защита асинхронных двигателей до 500В. М.-Л., Энерги , 1967, с. 77-78, рис. 194.

   z