Устройство для температурной защиты электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее блок питания, соединенный с блоком управления, к входам которого подключены датчик контроля напряжения сети и позисторы, установленные на лобовых частях обмоток статора электродвигателя , к выходу блока, управлеНИН присоединен исполнительный орган, соединенный с коммутационным блоком. выполненным на основе магнитного пускателя и кнопочной станции, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности и облегчения эксплуатации и ремонта, датчик контроля напряжения сети вьтолнен в виде соединенных между собой последовательно резистора и стабилитрона и подключен катодом этого стабилитрона к плюсу , свободным выводом резистора - к минусу выпрямительного моста блока питания, выходдатчика контроля напряжения сети подключен к одному из входов блока управления, выполненного на основе двух последовательньк элементах И-НЕ логической микросхемы, к другому (П входу которого подключены соединенные последовательно позисторы и размБ1кающий контакт с самовозвратом § микропереключателя, а к выходу соединенные последовательно первый светодиод и исполнительный,орган в виде герконного реле, причем логиto ческая микросхема подключена к плюсу о блока питания через второй светодиод. 4ik 4i 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„1120444

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3500629/24;07 (22) 15.10.82 (46) 23. 10.84. Бюл. р 39 (72) В.Н.Данилов, С.В.Оськин, П.П.Вондарччк и Ю.Г.Мухин (71):Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйства и

Нальчикский завод полупроводниковых приборов (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 541237, кл. Н 02 Н 7/08, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

У 938348, кл. Н 02 Н 7/08, 198?. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕИПЕРАТУРНОЙ

ЗМ1ИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее блок питания, соединенный с блоком управления, к входам которого подключены датчик контроля напряжения сети и позисторы, установленные на лобовых частях обмоток статора электродвигателя, к выходу блока, управления присоединен исполнительный орган, соединенный с коммутационным блоком, зщ) Н 02 H 7/085 ° Н 02 Н 5/04 выполненным на основе магнитного пускателя и кнопочной станции, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и облегчения эксплуатации и ремонта, датчик контроля напряжения сети выполнен в виде соединенных между собой последовательно резистора и стабилитрона и подключен катодом этого стабилитрона к "плюсу", свободным выводом резистора — к "минусу" выпрямительного моста блока .питания, выход датчика контроля напряжения сети подключен к одному из входов блока управления, выполненного на основе двух последовательных элементах И-НЕ логической микросхемы, к другому входу которого подключены соединенные последовательно позисторы и размыкающий контакт с самовозвратом микропереключателя, а к выходусоединенные последовательно первый светодиод и исполнительный, орган в виде герконного реле, причем логическая микросхема подключена к плюсу и н блока питания через второй светодиод.

3 11204

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от аварийных режимов электродвигателей переменного тока, работающих в промышленности и сельском хозяйстве.

Известно устройство температурной защиты электродвигателя с помощью терморезисторов, размещенных на лобовых частях обмотки статора, дополненное узлом контроля напряжения в фазах трехфазной сети переменного тока, блок управления которого выполнен на основе тиратронов. При температуре обмоток электродвигателя, не 15 превышающей допустимую но ГОСТ, элект. родвигатель подключается к сети нажатием на кнопку "Пуск", катушка тиратронного реле обесточена. При перегреве электродвигателя сопротивление термо-20 резисторов уменьшается, открывается один из тиратронов, катушка тиратронного реле получает питание, что приводит к отключению электродвигателя.

При обрыве одной из фаэ сети срабатывает другое тиратронное реле, что также приводит к отключению электродвигателя (1) .

Недостатками этого устройства являются наличие дребезга магнитного 30 пускателя в зоне неустойчивого горения тиратрона и низкая надежность вследствие разброса параметров срабатывания и нечувствительности устройства к снижению напряжения в сети.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство температурной защиты электродвигателя, содержащйе блок питания, соединенный с блоком управ- 40 ления, к входам которого подключены датчик контроля напряжения сети и позисторы, установленные в лобовых частях обмоток статора электродвигателя, а к выходу - исполнительный 45 орган, соединенный с коммутационным устройством, выполненным на основе магнитного пускателя и кнопочной станции.

При симметричном снижении напряжения увеличивается температура, при которой происходит срыв генерации блокинг-генератора блока управления при возрастании сопротивления позисторов. Это. происходит в результате снижения напряжения на стабилитронах и изменения соотношения плеч делителя напряжения, собранного из последовательно включенных позисторов и резистора, при котором происходит. открытие разделительного диода. При этом скольжение ротора электродвигателя приближается к критическому, а в статоре ток увеличивается в 1,3-2,5 раза. Степень увеличения тока зависит от формы механической характеристики электродвигателя и увеличивается с увеличением ее жесткости.

Отсюда следует, что ток в электродвигателе возрастает, количество выделившегося в нем тепла увеличивается пропорционально квадрату увеличения тока, электродвигатель перегревается, а защитное устройство не срабатывает. Результатом этого является или ускоренное старение электроизоляции, или сгорание электродвигателя.

Не менее опасно снижение напряже.ния сети в отдельных фазах и особенно в той, к которой подключено защитное устройство. В последнем случае порог срабатывания по температуре защитного устройства возрастает как и в случае симметричного снижения напряжения сети. Температура электродвигателя повышается, он перегревается, а защитное устройство не

При нажатии на кнопку Пуск и

50 . температуре обмоток электродвигателя, не превышающей допустимую по ГОСТ, блок питания и катушка магнитного пускателя подключается к сети. Блокинг-генератор блока управления на55 чинает генерировать, симистор исполнительного органа открывается, шунтируя кнопку "Пуск", двигатель подклю44 2 чается к трехфазной сети переменного тока.

При перегреве электродвигателя сопротивление позисторов резко возрастает, срывается генерация блокинггенератора, симистор закрывается, ббесточивая катушку магнитного пускателя, что приводит к отключению электродвигателя. При обрыве одной из фаз трехфазной сети переменного тока на выходе датчика контроля напряжения появляется напряжение, приводящее к срыву генерации блокинггенератора. Далее сигнал на отключение электродвигателя проходит аналогично случаю перегрева электродвигателя (2).

Однако известное устройство не реагирует на симметричное снижение напряжений в трехфазной сети переменного тока и в отдельных фазах.

1120444 срабатывает или срабатывает при слишком высокой температуре.

Вследствие того, что вольт-амперная характеристика разделительного диода имеет вид параболы, он открывается не релейно, поэтому блокинггенератор блока управления срывает генерацию нерелейно. Вначале у него уменьшаются частота следования импульсов и их амплитуда. Это приводит IO к увеличению угла открытия симистора исполнительного органа и дребезгу магнитного пускателя. При этом возникают перенапряжения в цени катушки магнитного пускателя, симистора, об- 15 мотки статора. Электродвигатель греется теперь уже не только вследствие технологической перегрузки, но и вследствие повышенного скольжения ротора. Перенапряжения могут вывести 20 из строя тиристорный ключ, катушку магнитного пускателя и обмотку электродвигателя. При замыкании и размыкании силовых контактов магнитного пускателя возникает дуга, оплавляю- 25 щая контакты. Для предохранения симисторов от пробоя при возникновении перенапряжений им завышают класс по наппяжению, что удорожает схему. При увеличении угла открытия симисторов ЗО увеличивается время, в течение которого катушка магнитного пускателя остается без питания, т.е. дребезг имеет место. не.. только вследствие неустойчивого открытия тиристоров и пропускаЗ5 нескольких полупериодов, но и вследствие увеличения угла открытия симисторов.

° Кроме того, контрольная проверка работоспособности защитного устрой- 4О ства и отыскание мест его повреждения в процессе эксплуатации и при ремонте затрупнены.

Пель изобретения — повышение напежности и облегчение эксплуатации 45 и ремонта.

Поставленная цель постигается тем, что в устройстве для температурной защиты электродвигателя, содержащем блок питания, соединенный 50 с блоком управления, к выходам которого подключены датчик контроля напряжения сети и позисторы, установленные на лобовых частях обмоток статора электродвигателя, к. выходу 55 блока управления присоединен исполнительный орган, соединенный с коммутационным блоком, выполненным на основе пускателя и кнопочной станции, датчик контроля напряжения сети выполнен в виде соединенных между собой последовательно резистора и стабилитрона и подключен катодом этого стабилитрона - к "плюсу", свободным выводом резистора к "минусу" выпрямительного моста блока питания, выход датчика контроля напряжения сети подключен к одному их входов блока управления, выполненного на основе двух последовательных элементов И-НЕ логической микросхемы, к другому входу которого подключены соединенные последовательно позисторы и .размыцающий контакт с самовозвратом микропереключателя, а к выходу — соединенные последовательно первый светодиод и исполнительный орган в виде герконного реле, причем логическая микросхема подключена к "плюсу" блока питания через второй светодиод.

На чертеже показана электрическая схема предлагаемого устройства для температурной защиты электродвигателя.

Устройство содержит блок питания, выполненный на основе балластного конденсатора 1, разрядного резистора

2, подключенного параллельно балластному конденсатору 1 выпрямительного моста 3, к выходу которого подключен сглаживающий конденсатор 4, балластного резистора 5 и стабилитрона 6, подключенных параллельно конденсатору 4. Блок питания включен последовательно с пусковой 7 и стоповой 8 кнопками. К выходу блока питания, т.е. параллельно стабилитрону 6 через светодиод 9 индикации исправности блока питания, подключен блок управления, выполненный на основе логиче» ской микросхемы 10, содержащей два логических элемента И-НЕ 11 и 12, резисторов 13 и 14 и диода 15, защищающего микросхему от перенапряжений.

К объединенным входам, первого логического элемента подключены позисто- ры 16 и 17, включенные последовательно с размыкающим контактом с самовозвратом 18 микропереключателя контрольной проверки работоспособности защитного устройства. Выход первого логического элемента И-НЕ 11 соединен с тремя входами второго логического элемента И-НЕ 12, к четвертому входу этого элемента подключен выход датчика контроля напряжения сети, выполненного на основе стабилитрона 19

1120444 и резистора 20, реагирующий на черезмерное снижение напряжения сети.

Катод стабилитрона 19 подключен к

"плюсу" выпрямительного моста 3, .точка соединения анода стабилитрона 5

19 с одним выводом резистора 20 подключена к четвертому входу второго логического элемента И-НЕ 12, другой вывод резистора 20 соединен с "минусом" выпрямительного моста 3 блока питания. К выходу второго логического элемента -HE 12 параллельно диоду

15 подключены соединенные последовательно катушка 21 управления герметичным магнитоуправляемым контактом (герконом) 22 и светодиод 23 индикации исправности этой цепи. Последовательно с герконом 22 включена катушка 24 магнитного пускателя коммутационного устройства, который силовыми контактами 25 включает в работу электродвигатель 26, а слаботочным замыкающим контактом 27 шунтирует пусковую кнопку 7.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на пусковую кнопку 7 на стабилитроне 6 блока питания появляется стабилизированное напряжение постоянного тока. Если температура ЗО обмоток статора электродвигателя 26 не превышает допустимых значений, позисторы 16 и 17 имеют малое сопротивление. На объединенньцс. входах логического элемента И-НЕ 11 появ- Ç ляется низкое напряжение, соответ, ствующее логическому нулю, поэтому на выходе элемента И-НЕ 11 появляется логическая единица, которая поступает на три входа логического элемента

И-НЕ 12. На четвертый вход этого элемента поступает сигнал с датчйка контроля напряжения сети, реагирующего на черезмерное снижение напряже45 ния. Если напряжение сети превышает минимально допустимое (для электродвигателя, например, U З 0,75 U>) на четвертый вход логического элемента И-НЕ 12 поступает напряжение, соответствующее логической единице. На выходе элемента И-НЕ 12 появляется логический нуль, на катушке 21 управления - напряжение, геркон 22 замыкается, подавая напряжение на катушку 24 магнитного пускателя коммутационного устройства. Замыкаются силовые кон» такты 25, двигатель 26 включается в работу, Одновременно контактом 27 шунтируется кнопка 7.

Светодиоды 9 и,23 служат для индикации нормального режима работы узлов защитного устройства, что облегчает его эксплуатацию и обнаружение вышедших из строя элементов схемы при ремонте. Для этого контакт 27 шунтируется, электродвигатель отключается от магнитного пускателя, и подается напряжение на блок питания. Неисправ" ность блока управления контролируется светодиодом 23, а блока питаниясветодиодом 9. Если схема исправна и позисторы не перегреты, светятся оба светодиода.

При перегреве электродвигателя 26 сопротивление позисторов возрастает, происходит перераспределение потенциалов делителя напряжения, состоящего из позисторов 16 и 17 и резистора 13, и на объединенных входах элемента И-НЕ 11 появляется логическая единица, а на его выходе — логический нуль, что приводит к появлению логической единицы на выходе элемента

И-НЕ 12. Катушка 21 управления и. светодиод 23 обесточиваются, герметичный контакт 22 размыкается, катушка 24 магнитного пускателя обесточивается, двигатель отключается от сети.

Если температура электродвигателя не превышает допустимую, а напряжение в сети становится менее Oi75 U, на четвертом входе логического элемента

И-НЕ 12 появляется логический нуль, р íà его выходе - логическая единица, что равносильно обесточиванию исполнительного органа. Катушка 24 .магнитного пускателя также обесточивается, и двигатель отключается от сети.

Таким образом, имея на входе второго логическрго элемента И-НЕ 12 хотя бы один логический нуль, полученный за счет превышения температуры обмоток статора или снижения напряжения сети, устройство для температурной защиты электродвигателя обеспечивает его отключение. Повторное включение двигателя в работу возможно только после снижения температуры до допустимого значения и восстановления напряжения сети.

Отключение электроустановки при ее нормальной работе осуществляется нажатием на стоповую кнопку 8.

Контрольная проверка работоспособности защитного устройства в про11204 цессе эксплуатации осуществляется размыканием контакта с самовозвратом

18. путем нажатия на кнопку микропереключателя. При этом создается режим, аналогичный режиму перегрева 5 электродвигателя, когда сопротивление позистора возрастает до 30-100 кОм.

При размыкании контакта 18 сопротивление цепи позисторов возрастает до бесконечности. На объединенные входы логического элемента И-НЕ 11 поступает логическая единица. Далее сигнал проходит по схеме аналогично случаю перегрева электродвигателя.

В предложенном устройстве устра-. нены недостатки известного устройства путем подключения датчика контроля напряжения сети, выполненного в виде соединенных между собой последовательно резистора и стабилитрона, параллельно выпрямительному мосту

44 8 блока питания, кроме того, абсолютна устранен дребезг магнитного пускателя в зоне срабатывания позисторов за счет подачи на вход исполнительного органа релейного сигнала управления .

Фф

Изобретение значительно проще в эксплуатации и ремонте. В схеме предусмотрены элементы индикации исправности блока питания, цепи катушки управления герметичным контактом и элемент для контрольной проверки работоспособности защитного устройства.

Предложенное устройство выполнено из малогабаритных недефицитных элементов. Малые габариты устройства (30 ° 50. 70 мм) позволяют легко разместить его в корпусе любого магнитного пускателя совместно с последним.

1120444

ВНИКНИ Заказ 7755/42 Тираи 613 Подписное

Филиаа ШШ "Патаит", г.Уигород, ул.Проектная, 4