Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от работы на двух фазах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ tPEXЙЛЗНОГр АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГА ,ТЕЛЯ ОТ-РАБОТЫ НА ДВУХ ФДЗАХ, содержащее три трансформатора тока, включенные первичными обмотками впитаю1 е провода электродвигателя, вторичные обмотки которых соединены S разомкнутый треугольник, выход которого функционально связан с тирйсторным ключом и магнитным пускателем/ и стабилизированный источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства оно дополнительно снабжено двухполупериодным выпрямительным мостом, регулировочнь 1 потенциометром и блоком временной задержки, а трансформато ж тока выполнены на сердечнике из трансформаторной ста-ли , причем между выходом разомкнутого треугольника и стабилизатором напряжения, стабилитрон которого подключен к управляющему переходу тиристора тиристорного ключа, подключенного совместно с катушкой магнитного пускателя на фазное напряжение сети, включены двухполупериодный выпрямительный мост, регуi лировочный потенциометр , присоединен (шй крайними клеммами к упомянутому мосту, и блок временной задержки , подключенный между выходом регулировочного потенциометра и общей точкой анода стабилитрона .и катода тиристора тиристорного ключа. оо 42

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮН.02 Н 7 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ CBHQETFJlbCTBY ) (21) 3290592/24-07 (22) 20.05.81 (46) 07.08.83. Бюл . 9 29 (72) В.H.Äàíèëîâ (71) Aaoso-Черноморский институт механизации сельского хозяйства (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 493847, кл. Н 02 Н 3/08, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 612339, кл. Н 02 Н 7/08, 1976. .3. Авщ>рское свидетельство СССР В 547901, кл. Н 02 Н 7/00, 1975. (54}(57) YCTPOHCTBO ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХРАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГА,ТЕЛЯ ОТ РАБОТЫ HA ДВУХ ФАЗАХ, содержащее три трансформатора тока, включенные первичными обмотками впитаюв(ие провода электродвигателя, вторичные обмотки которых соединены в разомкнутый треугольник, выход которого функционально связан с тиристорным ключом и магнитным пускателем, и стабилизированный источник питания, о т л и ч а ю щ е80„„0 411 А е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства оно дополнительно снабжено двухполупериодным выпрямительным мостом, регулировочным потенцисметром и блоком временной задержки, а трансформаторы тока выполнены на сердечнике иэ трансформаторной ста-ли, причем между выходом разомкнутого треугольника и стабилизатором напряжения, стабилитрон которого подключен к управляющему переходу тиристора тиристорного ключа, подключенного совместно с катушкой магнитного пускателя .на фазное напряжение сети, включены двухполупериодный выпрямительный мост, регулировочный потенциометр, присоединенный крайними клеммами к упомянутому мосту, и блок временной за.держки, подключенный между выходом регулировочного потенциометра

H общей точкой анода стабнлитрона а ,и катода тиристора тиристорного ключа.

1034117

Изобретение относится к защите электродвигателей от ненормальных режимов работы, в частности от обрыва фазы, электроприводов, работающих в промышленности и сельском хозяйстве.

Известны различные типы защит, использующие в качестве датчиков трансформаторы тока, включенные в контролируемые цепи первичными об. мотками. Вторичные обмотки для обеспечения измерительного режима работы трансформаторов тока (для обеспечения йенасыщенного режима магнитопровода) нагружены пофазно ре зисторами, подключенными или непосредственно к клеммам вторичной обмотки или через выпрямительные устройства (11 л (2).

Сигнал с трансформаторов тока поступает либо на предварительный усилитель, имеющий пороговый элемент, с дальнейшим выходом на ис полнительный механизм, либо непосредственно на реле, выполняющее функцию порогового элемента и исполни: тельного механизма.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты трех фазной электроустановки от работы на двух фазах, в котором три тран.сформатора тока с прямоугольной пет ,лей гистереэиса соединены в разомкнутый треугольник и подключены к исполнительному органу в виде однополупериодного тиристорного клю,ча (З .

Однако трансформаторы тока необходимо иметь с различными номиналами первичного тока для различных электродвигателей.

Регулирование величины импульсов управления невозможно.

Кроме того, устройство неудобно в эксплуатации вследствие того, что при случайном кратковременном исчезновении фазы произойдет отключение электродвигателя, а при пуске цепь катушки коммутирующего аппарата будет прерываться контактами реле исполнительных органов, срабатывающих на токи выше номинальных.

Исполнительные органы имеют значительные габариты вследствие того, что во-первых тиристорный ключ является однополупериодным, во-вторых, тиристор открывается при положительных импульсах, в то время как на него подаются импульсы разнополярные..

Полярность последних соответствует полярности тра фае контролируемой сети. В то же время, исполнительный орган подключен на линейное .на« пряжение фаз A и В. Анализ векторных диаграмм показывает, что вектор линейного напряжения А В опережает ,вектор фазы А (чередование фаз принято слева направо ) на 30 и отстает

2 от вектора фазы В на 90, а от вектоо ра фазы С на 210 . Положительные импульсы от трансформаторов тока поступают после прохождения синусоидами фаз A С В сети О, 120Ä 240, ЗбО, 4800 .. ° ; отрицательные импульсы, которые не открывают тиристор— после прохождения фаз С El В сети

60, 180, ЗОД, 420, 540 ... . Следовательно,.импульсами фаз A и С. ð тиристор, подключенный к фазам A В, не открывается. Открывается он только положительным импульсом фазы В, т.е. при o(,= 120, 480, 840,... о в области максимального значения напряжения А В. Таким образом, в каждом полупериоде тиристор остается открытым только 90 Это заставило в прототипе шунтировать катушку реле исполнительного органа конденсатором значительйой емкости на напря>кение не ниже 500 В, включенным последовательно с мощным 10-25 Вт ) токоограничительным резистором.

Катушка с конденсатором работает вблизи резонанса токов, что ставит тиристор ключа в тяжелые условия и снижает эксплуатационную надежности защитного устройства.

При пуске электродвигателя на управляющий переход поступает им30 пульс повышенной мощности, что также снижает эксплуатационную надежность

Цель изобретения . — повышение эксплуатационной надежности устройст35 ва.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от работы на двух фазах, содер40 жащее три трансформатора тока,включенные первичные обмотками в питающие провода электродвигателя, вторичные обмотки которых соединены в разомкнутый треугольник, выход кото45 рого функционально связан с тирис,торным ключом и магнитным пускателем, и стабилизированный источник пиТания, дополнительно снабжено двухполупериодным выпрямительным мос. том, регулировочным потенциометром и блоком временной задержки, а трансформаторы тока выполнены на сердечнике из трансформаторной стали, причем между выходом разомкнутого треугольника и стабилизатором напряжения, стабилитрон которого подключен к управляющему переходу тиристора тиристорного ключа, подключенного совместно с катушками магнитного пускателя на фазное напряжение сети, 69 включены двухполупериодный выпрямительный мост, регулировочный потенциометр, присоединенный крайними клеммами к упомянутому мосту и блок временной задержки, подключенный я между выходом Регулировочного потен.

1034117 циометра и общей точкой анода стабилитрона и катода тиристора тиристорного ключа.

На чертеже представлена схема устройства для защиты электродвигателя от работы на двух фазах.

Устройство содержит три трансформатора 1 тока, соединенные с двухполупериодным выпрямительным мостом 2, к выходу которого подключен регулировочный потенциометр 3, ограничивающий резистор 4 и конденсатор 5 бл ка временной задержки, которые включены между движком потенциометра 3 и плюсом выпрямительного моста 2, балластный резистор 6 одним концом подключен к точке соединения резистора 4 с конденсатором 5, а другим концом — аноду стабилитрона 7 стабилизатора напряжения, катод которого соединен с плюсом выпрямительного моста 2 и управляющим переходом тиристора 8, составляющим совместно с диодами

9-12 тиристорный ключ 4, подклю.ченный параллельно пусковой кнопкой 13 кнопочной станции, имеющей кроме упомянутой кнопки стоповую кнопку 14, и последовательно с ка.тушкой 15 магнитного пускателя силовые контакты которого 16 коммутируют статорную обмотку электродвигателя. 17.

Трансформаторы тока изготовлены таким образом, чтобы при номинальном токе нагрузки электродвигателя 17 число первичных ампервитков было достаточным для намагничивания железа до насыщения. Вторичные обмотки подключены к нагрузке с большим входным сопротивлением и малым током. В этом случае трансформатор при подаче на первичную обмотку синусоидального тока передает его на вторичную обмотку с искажением. Ток будет содержать первую, третью, пятую, седьмую, девятую и т.д. гармоники. При соединенйи вторичных обмоток трансформатора тока в разомкнутый треугольник гармоники 1, 5, 7, 11-13 не кратные трем исчезают, а гармоники кратные трем, складываясь по фазам, дают величину ЗЦ,, где V — напряжение гармоник, кратных трем, отдельных фаз.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на замыкающую кнопку 13 срабатывает магнитный пускатель с катушкой 15 и контактами

16, и двигатель 17 подключается к сети. По статору протекает пусковой ток и на клеммах д, 2 появляется потенциал до 70 В. После разгона электродвигателя потенциал устанавливается равным 20 — 35 В.

В зависимости от величины первичного номинального тока регули,ровочным потенциометром 3 устЬ навливается напряжение питания схемы 18 В. Со стабилитрона 7 осуществляется питание управляющего пере5 хода тиристора 8 тиристорного ключа. 8-12, который шунтирует замыкающую кнопку 13. Магнитный пускатель остается включенным, двигатель нормально запускается. Конденсатор 5

10 и резистор 4 служат для задержки времени отключения схемы при кратковременных исчезновениях фазы сети и для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.

При обрыве фазы направление тока в одной иэ оставшихся фаз двигателя меняется, следовательно во вто-. ричных обмотках трансформаторов этих фаз векторы токов направлены встречно. Их вычитание приводит к тому, что напряжение на клеммах А, В исчезает. Если исчезновение -фазы не было случайным и симметрия . в сети не восстановилась, то после разряда

25 конденсатора 5 тиристор 8 закрывается, обесточивая катушку 15 пускателя и отключая электродвигатель

17 от поврежденной сети. Повторный запуск возможен только после восста.

39 новления симметрии напряжения сети, так как векторы гармоник, кратных трем в двух оставшихся фазах направлены встречно и потенциал на зажимах, равен

35 нулю.

Использование трансформаторов тока с сердечником из трансформа-, торной стали, соединенных в разом40 кнутый треугольник и работающих в насыщенном режиме, в качестве источника питания схемы управления тиристором и датчиков обрыва фаз, введение в схему дополнительных

45 двухполупериодного выпрямительного моста, блока временной задержки, регулировочного потенциометра и подключение выхода тиристорного ключа и катушки магнитного пуска5О теля на фазное напряжение сети выгодно отличают предлагаемое устройство для защиты электродвигателя от работы на двух фазах оТ прототипа. С помощью двухполупери5 одного выпрямителя, конденсатора блока временной задержки и под. ключения тиристорного ключа и катушки пускателя на фазное напряжение .обеспечивается открытие тиристора в течение всего периода, регули60 руется пускателем до шестого габарита включительно, а блок временной задержки оставляет двигатель в работе при случайных, кратковременных потерях фаз. Кроме того, если кон65 денсатор принимает на себя всплеск

1034117 ь Составитель В.ОРлов

Редактор E.äóøíèêîâà Техред.В.далекорей . КорректорС.Шекмар

М»»ФЬ»

Заказ 5638/56 Тираж 617 Пщ йисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР 1 по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

«»«»»«»йв

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4.токов при пуске двигателя. исключеаие из схема конденсатора и резистора, шунтируюших катушку реле, поз:волило повысить зкономнчность и уменьшить габариты устройст.,ва.