SU974490A1 - Устройство дл защиты электропотребител - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защиты электродвигателей и других электропотребителей от анормальных режимов работы.

Известно устройство, содержащее измерительный мост с термодатчиком в одном плече и стабилизирующим элементом в другом, транзисторный ключ в диагонали моста, выход которого соединен с разр дной и врем задающей цепочками, и пороговый элемент, вход которого соединен с выходом врем задающих цепочек, а выход - с входом исполнительного элемента 1.

Недостатками устройства  вл ютс  его сложное конструктивное исполнение в результате использовани  измерительного моста и низка  надежность работы вследствие включени  термодатчика в одно из плеч измерительного моста. Такое включение приводит к тому, что при превышении предельно допустимой температуры обмоток электродвигател  последний отключаетс  только после определенной выдержки времени. Это недопустимо при значительной скорости нарастани  температуры обмоток, так как за врем  зар да врем задающего конденсатора до напр жени  включени  второго порогового элемента температура обмоток может превысить максимально Допустимое значение и двигатель выходит из стро , т.е. само устройство в силу своего исполнени  способствует выходу электропотребител  из стро , Кроме того, использование в диагонали моста транзистора приводит к

10 тому, что в определенный момент перегрузки электропотребител  транзистор работает в усилительном режиме, что не позвол ет конденсатору врем задающей цепочки зар дитьс  до на15 пр жени  переключени  порогового элемента, это приводит к тому, что в результате работы транзистора в усилительном режиме нарушаетс  (снижаетс ) стабильность работы устрой20 ства.

Наиболее близким ,к изобретению по достигаемому результату  вл етс  устройство , содержащее измерительный

25 мост с термодатчиком и стабилизирующими . элементами в плечах, транзистор и диагонали моста, выход которого соединен с вkoдoм врем  задающих цепочек и входом исполнительного элемента 2.

30 Включение порогового элемента к входу исполнительного элемента упрощает устройство, повышает надежность и быстродействие, но не устран ет другие приведенные недостатки известных устройств-. Кроме того, включение термодатчика в верхнее плечо измерительного места и отсутствие его св зи с нулевым проводом питающей сети приводит к тому, что при монтаже устройства на электропотребителе приходитс  прокладывать два монтажных провода, это экономически не оправдано. Св зь термодатчика с нулевым проводом питающей се.т позвол ет использовать один монтажный провод и обеспечить контроль за состо нием заземлени  электрбпотребител . Одновременно с приведенными недостатками устройство не обеспечивает самоконтроль устройства за со сто нием цепи термодатчика. Так, например , при коротком замыкании цепи термодатчика устройство становитс  неработоспособным. Цель изобретени  - упрощение уст ройства и повышение надежности его работы. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве, содержащем подклю ченный к источнику питани  делитель напр жени  с исполнительным элементом в одном плече, врем задающие це почки, входы которых соединены с вы ходом первого пороговго элемента, а выходы - с входом второго пороговог элемента, подключенного параллельно одному из входом исполнительного эл мента, и стабилизирующий элемент, последний подключен параллельно исполнительному элементу, а первый по роговый элемент выполнен на динисто- ре и соединен с выходом упом нутого делител  напр жени , при этом парал лельно первому пороговому элементу включен дополнительно введенный кон денсатор. Кроме того, при осуществлении ком плексной защиты электропотребител  дополнительно используетс  второй делитель напр жени  с термодатчиком одном плече и второй конденсатор, включенный параллельно выходу второ го делител  напр жени  и через второй диод - параллельно входу второг ,о или первого пороговых элементов, при этом вход второго делител  напр ) ени  подключен параллельно исполнительному элементу или к выходу ис точника питани . . , Причем при выполнении исполнительного элемента на симисторе, тиристоре или оптроне их управл ющие переходы через дополнительный потен циометр подключены к стабилизирующем элементу, а через дополнительный ди од - к общей точке потенциометра и термодатчика второго делител  напр жени . При выполнении исполнительного элемента на реле в него дополнительно ввод тс  диоды (или резистор), ключенные последовательно с обмоткой реле, и транзистор, база котоого соединена с диодами (резистоом ) , эмиттер - с общей точкой теродатчика и потенциометра второго елител  напр жени , а коллектор с общей точкой соединени  обмотки реле и дополнительного резистора. На фиг. 1 приведена схема предлааемого устройства; на фиг. 2 - расрытие узла врем задающих цепочек (количество цепочек может быть неоганичено , например четыре); на фиг.Заскрытие исполнени  исполнительного лемента. Устройство дл  защиты электропотребител  содержит источник питани  1, делитель напр жени  на потенциометре 2 и исполнительном элементе 3, врем задающие цепочки 4, пороговые элементы 5 и б, конденсаторы 7 и 8, стабилитрон 9, диоды 10, 11 и 12 и делитель напр жени  на потенциометре 13 и термодатчике 14. В качестве термодатчика используютс  позисторы, которые соедин ютс  между собой последовательно и устанавливаютс  на обмотках или других элементах электропотребител , при этом один зажим термодатчика соединен с корпусом электропотребител , а последний соединен с нулевой шиной источника питани . На зажимы а и fc устройства могут быть поданы управл ющие сигналы с других датчиков, например, контрол  напр жени  питающей сети, контрол  за напр жением нулевой точки обмотки двигател  по отношению к нулевому проводу питающей сети, врем задающих цепочек и т.д. Зажим б устройства может быть соединен с зажимом е или подключен к другой шине источника питани , при этом выход с делител  напр жени  с термодатчиком в одном плече подключаетс  к входу порогового элемента с или а. Первоначальный сигнал запуска устройства осуществл етс  подачей его на зижим е. Реле используетс  при отсутствии температурной защиты устройством электропотребител , в этом случае зажим 6 устройства по схеме фиг. 1 соедин етс  с зажимом е . Другой вариант с реле при oтcvтcтвии термодат- чика в устройстве приведен с использованием балластного резистора, в этом случае второй пороговый элемент 6 включаетс  параллельно обмотке реле . Два других варианта исполнительного элемента приведены при использовании в устройстве термодатчика и осуществлении комплексной защиты электропотребител , пои этом возмож но использование реле или полупроводниковых приборов, например оптро , на, в силовую цепь которого включаетс  обмотка магнитного пускател , управл ющего электропотребителем. При использовании в качестве исполнительного элемента оптрона и осуществлении комплексной защиты электропотребител , например электродви гател , с использованием термодатчи ка потенциометр 13 и термодатчик 14 включаютс  параллельно стабилизирующему элементу 9. Устройство работает следующим об разом. В исходном состо нии напр жение на выходе источника питани  1, выполненного на трансформаторах тока, равно нулю..Динисторы 5 и 6 закрыты Конденсаторы 7 и 8 и врем задающих цепочек разр жены. Исполнительный элемент 3 (оптрон) закрыт, поэтому магнитный пускатель отключен, электродвигатель отключен от питающей сети . При подаче первоначального управ л ющего сигнала на зажим е устройст ва по управл ющему переходу оптрона 3 протекает ток управлени . Оптрон открываетс  и подключает обмотку ма нитного пускател  к питающей сети. Электродвигатель включаетс  в работу С выхода трансформатора тока 1 на устройство поступает питающее напр  жение, которое удерживает оптрон в открытом состо нии и соответственно электродвигатель в работе. Врем  задающие цепочки 4 обеспечивают отстройку устройства от переходных и пусковых токов электродвигател , поэтому по окончании переходных режимов последний работает в номинальном режиме. При возникновении перегрузки элек тродвигател , например до 1,5 номинальной , напр жение на выходе потенциометра 2 недостаточно дл  открывани  динистора 5, поэтому напр жение на конденсаторах врем задающих цепочек 4 равно нулю, второй пороговый элемент - динистор б закрыт, а испол нительный элемент остаетс  в работе Одновременно с этим перегрузка электродвигател  приводит к перегреву ег обмоток. Когда температура обмоток превышает предельно допустимое значение дл  данного класса изол ции, сопротивление позисторов 14 релейно возрастает. Напр жение на выходе потенциометра 13 становитс  выше напр жени  переключени  динистора 6 в открытое состо ние. Динистор 6 открываетс  и шунтирует своим переходо вход оптрона 3. Оптрон 3 закрываетс  и отключает обмотку магнитного пускател  от питающей сет. Электродвигатель обесточиваетс . Конденсатор 8 обеспечивает надежное переключение динистора 6 в открытое состо ние. Повторное включение электродвигател  в работу возможно после охлаждени  обмотки до допустимой температуры. В том случае, если требуетс  отключение электродвигател  от питающей сети произвести с определенной вьщержкой времени, зажим Б устройства подключаетс  к источнику питани , а выход потенциометра 13 - к зажиму а. В данном случае при возникновении перегрузки электродвигател  открываетс  динистор 5. По окончании зар да конденсатора врем задающей цепочки 4 до напр жени  переключени  динистора 6 последний открываетс  и электродвигатель отключаетс  от питающей сети. В случае возникновени  перегрузки электродвигател  свыше 1,5 номинальной , напр жение на выходе потенциометра 2 и соответственно на конденсаторе 7 становитс  выше напр жени  переключени  динистора 5. Последний открываетс  и подключает врем задающие цепочки 4 к выходу потенциометра 2. В зависимости от тока перегрузки напр жение на каком-либо конденсаторе врем задающих цепочек 4 превышает за более короткое врем  напр жение переключени  динистора 6. Последний открываетс , а электродвигатель отключаетс  от питающей сети. Повторное включение электродвигател  в работу ВОЗМОЖНО после повторного включени  исполнительного элемента 3 в работу. При необходимости может подаватьс  сигнализаци  о возникновении анормального режима работы. В этом случае между катодом динистора 5 и минусовой обкладкой конденсатора 7 включаетс  через балластный элемент сигнализационный элемент, В этом случае напр жение на выходе источника питани  1 не сглаживаетс , а параллельно стабилизирующему элементу 8 может быть включен сглаживающий конденсатор. При использовании устройства дл  токовой или температурной защиты в качестве источника питани  могут быть использованы трансформаторы тока или источник питани  в виде питающей сети, при этом обеспечивают отсутствие в схеме делител  напр жени  с термодатчиком в одном плече или шунтируют потенциометрами выходы врем задающих цепочек. При использовании устройства дл  комплексной защиты и обрыве цепи термодатчика 14 конденсатор 8 на выходе потенциометра 13 зар жаетс  до напр жени  переключени  дипистра б, в результате чего динистор б открываетс  и шунтирует вход оптрона 3. Электродвигатель отключаетс  от питающей сети.

При коротком заь4ыкаиии цепи термодатчика 14 вход оптрона 3 (см. Фш, 3) шунтируетс  через диод 12, поэтому оптрон остаетс  в -закрытом ил переходит в закрытое состо ние и отключает магнитный пускатель и соответственно электродвигатель от питающей сети. Аналогичные процессы в схеме происход т при использовании в качестве исполнительного элемента реле и дополнительного транзистора . Вместо транзистора может быть использован тиристор.

Предлагаемое устройство в отличие 6т известных характеризуетс  более простым исполнением и повышенной надежностью в работе, обеспечивает самоконтроль за состо нием цепи термодатчика , и по сравнению с серийно выпускаемыми устройствами типа УБТЗ нар ду с указанными преимуществами позвол ют вместо двух монтажных проводов от термодатчика к устройству использовать один монтажный провод при питании электродвигател  от сети с глухозаземленной нейтралью, а также осуществить контроль за состо нием заземлени  корпуса электропотребител . Кроме того, в случае возможности по технологическим услови м устройство может обеспечивать перед отключением электропотребител  подачу предварительного сигнала на предупреждение обслуживающего персонала об отключении электродвигател  от питающей сети. Причем устройство в отличие от серийно выпускаемых устройств типа ФУЗ-У и ФУЗ-М позвол ет осуществить более гибкую защиту электропотребител  от обрыва фазы питающей сети без учета нагрузки и температуры обмоток, а также р да других факторов, например посто нного нахождени  управл ющего перехода тиристора под напр жением, разбросом характеристик устройства в зависимости от значени  управл ющего тока тиристора, отсутстви  самоконтрол  за цепью.

Claims (4)

1. Устройство дл  защиты электропотребител  , содержащее подключенный к источнику питани  делитель напр жени  с исполнительным элементом в одном плече, врем  задающие цепочки, эходы которых соединены с выходом йервого порогового элемента, а выходы - с входом второго порогового

элемента, подключенного параллельно одному из входов исполнительного элемента , и стабилизирующий элемент, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства и повышени  надежности его работы, стабилизирующий элемент подключен параллельно исполнительному элементу, а первый пороговый элемент выполнен на динисторе и соединен с выходом упом нутого делител  напр жени , при этом параллельно первому пороговому элементу включен дополнительно введенный конденсатор.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что при осуществлении комплексной защиты электропотребител  дополнительно используетс  второй делитель напр жени  с термодатчиком в одном плече и второй конденсатор, включенный параллельно выходу второго делител  напр жени  и через диод - параллельно входу второго или первого пороговых элементов, при этом вход второго делител  напр жени  подключен параллельно исполнительному элементу или к выходу источника питани .

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающеес  тем, что при выполнении исполнительного элемента на симисторе, тиристоре или оптроне их управл ющие переходы через дополнительный потенциометр подключены к стабилизирующему элементу, а .через дополнительный диод - к общей точке потенциометра и .термодатчика второго делител  напр жени .

4.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающеес  тем, что при выполнении исполнительного элемента на реле в него дополнительно введены диоды (или резистор) включенные последовательно с обмоткой реле, и транзистор , база которого соединена с диодами (резистором), эмиттер - с общей точкой термодатчика и потенциометра второго делител  напр жени ,

а коллектор - с общей точкой соединени  обметки реле и дополнительного резистора.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР за вке W 2793831/24-07,

по

Н 02 Н 7/08, 1980. кл,

2.Авторское свидетельство СССР за вке № 2852721/24-07,

по

кл. Н 02 Н 7/08, 1980.