Устройство для тепловой защиты электрической машины

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ. ТЕПЛОЮЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ,содержащее термодатчики, состоявшие из нагревателя, выполненного из токопроводяшего материала/ и термочувствительного элемента, которые связаны Н-1л.; ;;. i ;-{: -;. EMr. с входом управлям;11,его блока, выход которого включен к цепь питания исполнительного элемента, отличающеес я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности контроля теплового состояния обмотки, нагреватели выполнены в виде пластины, которая эвтектически своей более широкой плоскостью присоединена к омическому контакту термочувствительного элемента взамен одного из его выводных проводов,причем концы каждого нагревателя соединены последовательно в цепь питания зацщщ аемой обмотки, а оставшийся выводной провод каждого термочувстi вительного элемента подключен к вхоДУ управляющего блока. (Л А fSBffС ft оо 00 оо

3837 А

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

M51) Н 02 Н 5 04

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.:(21) 3400307/24-07 (22.) 23 ..02. 82 (46) 15.02.84. Вюл. г),6 (7 2) И. P . .Сыч . (53) 621..316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 600654, кл. H 02 Н 5/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 505077, кл. Н 02 Н 7/08, 1973.

3. Патент ПНР Р 191080, кл. Н 02 Н 5/04, 1976. (541 (571 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ

ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ,содержащее термодатчики, состоящие из нагревателя, выполненного из токопроводяшего материала, и термочувствительного элемента, которые связаны с входом управляышего блока, выход которого включен к цепь питания исполнительного элемента, о т л и ч а юш е е с я теглр что, с целью упрощения конструкции и повышения точности контроля теплового состояния обмотки, нагреватели выполнены в виде пластины, которая эвтектически своей более широкой плоскостью присоединена к омическому контакту термочувствительного элемента взамен одиого из его выводных проводов,причем концы каждого нагревателя соединены последовательно в цепь питания защищаемой обмотки, а оставшийся выводной провод каждого термочувствительного элемента подключен к вхо-,р

Я ду управляющего блока.

1073837

Изобретение относится к области ключения обмотки. р

К оме того, затрудтостроения и эксплуатации нено применение такого устройства аппаратострое ия иты в электрических машинах, в электрооборудования и может быть защиты в э оваио во всех отраслях народ- которых частота ращ в ения регулируетиспольэо а е ством пе еключения схемы ното хозяйства для защиты электри- ся посред P ческих машин от недопустимого пере- 5 соединения частей обмотки. Поскольг ева их обмотки в аварийных режи- ку в этих случаях и Ф гр ва их о нельзя учесть при конструировании

Y :стен способ тепловой:защиты позисторов. к недоста ткам этого уст.

Известен с о ф ожно также отнести техноло. э лектрической машины, по которому ройства можно для обеспечения оптималвной точ- 1р гические руд т ности по изготовлению ности следования температуры термо- позисторов для каждого типа электg атчика встроенного в обмотку, за рической машины.

И вестно также устройство для температурой обмотки путем исключе- Известно ния влияния инерционности датчика тепловой защ з иты электрической маегр подогревают пропускаемым током 15 шины, в к р

Ъ ны в кото ом термодатчик выполз течение времени работы машины (1 . нен из дву в х элементов: нагревателя

Причем величину тока поддерживают и позистор, р о исто а асположенных рядом, в функционально а ьной зависимости от на- но изолированных друг от друга слоем в би иля но намогрузки .электрической машины по урав- изоляции проводов иф р тайного нагревателя наполнителем. нению м R

С Нагреватель и позистор. включены в

Э различные цепи. Нагреватель подклюR=je Р С (1) чен последовательно в цепь вторичR м ной обмотки трансформатора тока, ко. где 3< - ток в цепи питан я ермодат- торый по ерживает величину ток чика протекающего через нагреватель, в

3„, — плотность тока в обмотке;

Функциональной зависимости QT тока

Рм — УДельное сопРотивление об „„" зки,л„, „к мотки я теглоем Уравнению (I), ПозистоРы подкхпочеС вЂ” удельная объемная теплоемo6MoTKHr . 30 ход торого вк н В цепь питания

С вЂ” теплоемкость термодатчика, и — сопротивление термодатчика.

Этот способ тепловой защиты мо- у жет быть реализрван и с помощью уаТ

35 средством тепяопроводности передапозисторы, которые включены послеется через. слои изоляции к термодовательно в Фазы питания обмо ки быстродействия достигается благодавыполняют роль термочувствитель ого элемента и токоогран ничителя (21. Ря тому, что в ния . нагревателем и позистором меньше

Дпя обеспечения точного следования . 4p на Р температуры термодатчика за темпера- толщины основ турой обмотки его конструктивные па- высоко ения количества витков обмотки тран, том параметров обмотки сформатора тока, выделения в нагрей р м вателе повышенной мощности теплового потока (3).

CR 52 С и м Недостатком этого устройства ява обмотки; ляется его сложность и черезмерно где S — сечение провода обмотки; м высокая по . грешность контроля теплооиз- 5О вого состояния, особенно при рнменизковольтных электрических ведению числа р па аллельных ненни в

Первое обусловлено тем, что ветвей Фазы зы на число па- машинах. л каждой электрической машины необсвой трансформатор тока и тер- . во ников. для кажд

Если достичь соот тношения (2 Э, то ходим сво

55 тчик требует сложных технологитакая тепловая защи та не будет иметь 5 модатчик их решений по тщательной установ. нагревателя, oñ изоляо в настоящее вре- ческих р ш ционных прослоек Кроме того та ой за )я ы термОдатчик крайн ограничено из-за высокого на чального сопротивления ПО РО зисто в. gp затрудняе ! п ению напря- мало мощи

Это приводит к высокому пад с атриваемого устройства при жения на позисторах и р и п оявлению для рассма б е той Фазы, куда включена перваристорного эфф екта что влияет на о рыве т вичная обмотка трансформатора тока.

- их температурно-омную характерисПоскольку в аварийных режимах с обтику, на точность и надежность оТ- 65 оскольк (21

1073837 рывом этой фазы функциональная связь между нагрузкой электрической машины и током питания нагревателя нарушается и изоляция подвержена интенсивному тепловому старению из-за инерционности термодатчика. Трудно нрименять это устройство и для защити электрических машин, частота вращения которых регулируется посредством переключения схемы соединения частей обмотки. Трансформатор тока контролирует ток фазы, а как он распределяется по ее частям таким датчиком тока проконтролировать на практике очейь трудно. Высокая погрешность контроля обусловлена также наличием изоляции между позистором и нагревателем. A .поскольку динамическая погрешность контроля температуры обмотки прямо пропорциональна теплоемкости позистора и тепловому сопротивлению между медью нагревателя и рабочим теплом термодатчика (1 I, то очевидно, что это особенно опасно в низковольтных . машинах,. где толщина изоляции обмотки близка к толщине .изоляции между нагревателем и позистором.

Цель изобретения « упрощение конструкции и повышение точности кон троля теплового состояния обмотки электрической машины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для тепловой защиты электрической машины, содержащем термодатчики,- состоящие из нагревателя, выполненного из токопро" водящего материала, и термочувстви- тельного элемента, которые связаны с входом унравляииаего блока, выход которого включен в цепь питания исполнительного элемента, нагреватели выполнены в виде пластины, которая эвтектически своей более широкой плоскостью присоединена к омическому контакту термочувствительного элемента взамен одного из его выводных проводов, причем концы каждого нагревателя подсоединены последова« тельно в цель питания защищаемой обмотки, а оставшийся выводной про. вод каждого термочувствительного элемента подключен к входу управляющего блока.

На чертеже представлена сиема устройства тепловой защиты электрической машины.

Устройство содержит два термодатчика, состоящие соответственно из нагревателей 1, 2 и позисторав

3, 4. Теплоотдающая поверхность каждого нагревателя посредством. пайки высокотеплопроводньм припоем соединена с тепловоспринимакщей поверхностью соответствующего позистора.

Нагреватели включены последовательно в фазы В и С обмотки, а имекиаиеся выводы позисторов подсоединены . на вход управляющего блока 5,выход которого включен в цепь питания обмотки коммутирующего элемента б. Конструктивные параметры нагревателей для обеспечения точного следования температуры и нагреве за темпера» турой обмотки выполняются с соблюдением соотношения (2 1. Поскольку падения найряжения на нагревателе при протекании тока нагрузки фазы обмотки или ее части равно дополни10 тельному потенциалу на поэисторе, . то максимально допустимое значение сопротивления нагревателя определяется также и иэ условия возникнования в позисторах варисторного эф15 фекта. В частности, нагреватель может быть выполнен из меди, т.е ° из того же материала, что и обмотка электрической машины. При этом даже в случае максимально возможной на 0 грузки (.в режиме заторможенного ротора) дополнительный потенциал на позисторах не превышает сотых долей вольта.

Устройство защиты работает сле5 дующим Образо) е

При любом нормальном или аварийном симметричном или несимметричном режиме (с обрывом любой фазы, несимметрии питающего напряжения) ток нагрузки обмотки или ее части протеЗ0 кает хотя бы через один нагреватель термодатчика. Поскольку конструкция нагревателей выполнена по соотношению (2 ), то в любой момент времени их температура при протекании то35 ка нагрузки равна температуре защищаемой обмотки. Выделяющийся в нагре-вателях тепловой поток через эвтектическое соединение быстро передается к позисторам и нагревает их.уста40 новлено, что при таком соединении двух элементов тепловое сопротивление между ними практически равно нулю. Поэтому температура рабочего тела позисторов равны температуре нагревателей, а следовательно, и температуре нагрева обмотки. При достижении температуры срабатывания сопротивление одного или двух позисторов резко возрастает, измеритель» ный ток B их цепи аОб и ф const

50 уменьшается, что приводит к появлению на выходе блока 5 упирающего сигнала, который обеспечивает отключение коммутирующего элемента

6 и:питания обмотки электрической

55 машины.

Использование предлагаемого устройства для тепловой защиты электрической машины более выгодно по сравнению с известным. Поскольку исклю60 чается часть конструктивных элементов, упрощается конструкция и технология изготовления термодатчиков, обеспечивается во всех аварийных режимах работы оптимальная тоЧность

5 контроля теплового состояния обмот«

1073837

Составитель В. Орлов

Редактор О. Колесникова Техред Т.Фанта Корректор l0, Макаренко

Заказ 357(51 Тираж 614 . . Подписное

BHHHPP. 1"осударственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ки электрической машины. Такое уст- ройство можно широко применять и s машинах с переключаемой схемой обмотки. Для этого нагреватели изготавливаются.по соотношению (2 1 с учетом параметров той части обмотки по которой при всех переключениях протекает ток нагрузки и для которой и = сопзФ, в эту часть обмотки нагреватель включается последовательно.

Совокупность данных признаков. позволяет значительно упростить конструкцию устройства для .тепловой защиты и одновременно исключить черезмерный износ изоляции обмотки в аварийных режимах электрических машин.