Устройство для защиты электродвигателя от перегрева

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДОШ ЭЖКТРОДВИГАТЁЛЯ ОТ ЙЕРЕГРЕВА, содержащее тиристорный ключ, включенный парап-/ лельно кнопке Пуск через зам|акающий слаботочный контакт магнитного пускателя, в цетш питания катушки которого включена указанная кнопка Пуск, термодатчики, размещенные на лрбовых частях обмотки статора, и стабилизированнь источник постоян- . ного тока, выполненный на основе дополнительной обмотки, намотанной на катушку магнитного пускателя, к которой подключен выпрямительный мост, к выходной диагонали которого подключены стабилитрон и балластный резистор, соединенный с анодом стабилитрона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью пов1%1ения надежности путем обеспечения четкости запирания тиристорного ключа при возникновении перегрева электродвигателя , термодатчики, в качестве которых использованы позисторы, подключены через вновь введенный дополнитель. (Л ный замыкаю1ций слаботочный контакт магнитного пусТкатёля между другим выводом бапластиого резистора и минусом выпрямительного моста стабипизнрованного источника постоянного тока.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТМЕ ЫТЖ дщ) Н 02 Н 5/04, 7/08 (2l) 3510674/24-.07 (22) 15.11.82 (46) 23.11.84. Бюл. У 43 (72) В.Н.Данилов (7!) Азово-Черноморский институт ме" ханизации сельского хозяйства (53) 621.316 ° 925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 708458, кл. Н 02 Н 7/08,,1976.

2. Авторское свидетельство СССР .

В 675518, кл.. Н 02 Н 5/04, Н 02 Н 7/08, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

9 525197, кл. Н 02 Н 7/08, 1974. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 0Т ПЕРЕГРЕВА, содержащее тнристорный ключ, включенный парал-, лельно кнопке "Пуск" через замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателя, в цени питания катушки ко торого включена указанная кнопка

"Пуск", термодатчики, размещенные на лобовьщ частях обмотки статора, и стабилизированный источник постоянного тока, выполненный на основе дополнительной обмотки, намотанной на катушку магнитного пускателя, к которой подключен выпрямительный мост, к выходной диагонали которого подключены стабилитрон и балластный резистор, соединенный с анодом стабнлитрона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьЪения надежности путем обеспечения четкости saпирания тиристорного ключа при возникновении перегрева электродвигателя, термодатчики, в качестве которых использованы поэисторы, подключе- Е . а ны через вновь введенный дополнитель ный замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателя между другим выводом балластного резистора и минусом выпрямительного моста стабилизированного.источника постоянного тока.

1 I l 256

Изобретение относится к области защиты от аварийных режимов электродвигателей,.работающих в промышленности и сельском хозяйстве.

Известно устройство для защиты электродвигателя от перегрузки и тока короткого замыкания, в котором термодагчики с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) включены в цепь управляющего 10 перехода тиристора. При перегрузке

4 электродвигателя его температура овышается, сопротивление термодатчиков уменьшается, срабатывает тиристор, вызывая отключение электродвигателя Ц .

Вследствие того, что характеристика термодатчика подчинается экспоненциальному закону, а параметры срабатывания тиристора имеют разброс, для увеличения крутизны управляющего сигнала между термодатМнками и тнристором:включен усилитель, что усложняет устройство. Кроме того, зключение термодатчиков параллельно 25 стабилнтрону перегружает поаледний при перегреве электродвигателя>

Это отражается на напряжений питания усилителя и в некоторых случаях защитное устройство вообще может не

36 сработать.

Известно устройство для темпе ратурной защиты электродвигателя, в котором термодатчики с положительным ТКС (поэисторы) включены через промежуточный усилитель s цепь управ-З5 аяющего перехода тиристора. Питание промежуточного усилителя осуществляется-от дополнительных обмоток, имею. щих индуктивную связь с обмотками фаэ сети. При перегреве электродви- 4О гателя сонро".явление нозисторов возрастает, транзисторы (один или два) закрываются, управляющий переход тиристора обесточивается, тиристор закрывается, что вызывает отключение электродвигателя (2. .

Недостатком данной схемы является неустойчивый режим работы ти" ристора вследствие нерелейности характеристики позисторов и иерелейно-. 50 го закрытия транзисторов. Это может привести к дребеэгу магнитного пускателя, подгоранию его контактов, дополнительному перегреву электродвигателя и пробою тиристора. Ф

Йаиболее близким по технической сущности к изобретению является уст. ройство для защиты электродвигателя

97 2 от перегрева, содержащее тиристорный ключ, включенный параллельно кнопке "Пуск™ кнопочной станции через замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателя, термодатчики с отрицательным ТКС, размещенные на лобовых частях обмотки статора, н стабилизированный источник постоянного тока, выполненный на основе дополнительной обмотки, намотанной на катушку, магнитного пускателя, выпрямнтельного моста, стабилитрона, балластного резистора, включенного между минусом выпрямительного моста н .анодом стабилнтрона и сглаживающего конденсатора (3J.

Однако известное устройство не обеспечивает необходимого уровня надежности при работе в зоне срабатывания защиты, так как в нем имеет место неустойчивый режим работы тнристора тиристорного. ключа. Тиристор запирается нечетко, ток через катушку магнитного пускателя то прорывается, то появляется вновь. Пропускается один — трн периода и пускатель, не успев отключиться в силу своей инерционности, вновь подключается к сети. При вибрации силовых контактов пускателя возникает электрическая дуга, оплавляющая контакты. Возможно даже их, сваривание, слеДователь.но, в динамической режиме работают пУскатель н электродвигатель с отрицательным эффектами: возникают перенапряжения в цепи катушки тиристорного ключа и обмотках статора, двигатель греется не только вследствие технологической перегрузки, но и вследствие повышенного скольжения ротора. Перенапряжения могут вывести из строя обмотку статора электродвигателя, катушу,магнитного пускателя, тиристорный ключ, работающий на индуктивную нагрузку.

Неустойчивый режим работы тиристора обьясняется тем, что характеристика примененных в качестве термо- . датчиков терморезисторов имеет падающую по закону экспоненты характеристику. Причем в области температур 20-7О С характеристика имеет знао чительную крутизну, а в области срабатывания - тиристорного ключа сопротивление термодатчиков уменьшается в меньшей степени. Положение усугубляется s том случае, если технологическая перегрузка. незначительна и температура электродвигателя повышаегся

3 11 256 медленно. При уменьшении тока управления тиристора увеличивается угол открытия тиристоров. Поэтому в области срабатывания защитного устройства

THgHcTopbl имеют угбл открь1тия 2060, катушка магнитного пускателя чачть времени остается без тока.

Кроме того, недостатком устройства является вибрация магнитного . пускателя, увеличение тока через ка тушку и ее перегрев. Для обеспечения работы тиристара завышают класс тиристора и диодов по напряжению, что удорожает схему защитного уст-. ройства.

Простая замена в защитном устройстве термореэисторов на поэисторы не устраняет эти недостатки из-за того, что реальная характеристика позистора не является релейной, как это г принято считать. Нарастание сопротив-. ления в зоне температуры срабатывания позистора составляет только 250.750) Ом : 5 С = 50-150 Ом/ С. При возрастании температуры на последую". о щие 5 С нарастание сопротивления составляет 5-10 кОм/ С.

Целью изобретения является повышение надежности путЕм обеспечения четкости эапирания тиристорного ключа защитного устройства при возникновении перегрева электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты электродвигателя от перегрева, З5 содержащем тиристорный ключ, включенный параллельно кнопке "Пуск" через замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателя, в цепи питания катушки которого включена ука- 40 занная кнопка "Пуск", термодатчики, размещенные.на лобовых частях обмотки статора, и стабилизированный источник постоянного тока, выполненный на .основе дополнительной ., 4> обмотки, намотанной на катушку магнитного пускателя, к которой подключен выпрямительный мост, к выходной диагонали которого подключены стабилитрои и балластный резистор, 50 соединенный с анодом стабилитрона, . термодатчики, в качестве которых использованы позисторы, подключены через вновь введенный дополнительный замыкающий слаботочный контакт 55 магнитного пускателя между другим выводом балластного резистора и минусом выпрямительного моста ста97 4 билизированного источника постоянного тока

На чертеже показана электрическая схема устройства для защиты электродвигателя от перегрева.

Устройство содержит термодатчики I и 2, в качестве которых использованы позисторы и которые включены через замыкающий дополнительный слаботочный контакт 3 последовательно с балластным резистором 4 стабилизированного источника постоянного тока, выполненного на основе. дополнительной обмотки 5, намотанной на катушку 6 магнитного пускателя, ! выпрямительного моста, 7, стабилитрона 8 и конденсатора 9, тиристорный ключ с одним тиристором IO, четырьмя диодами 11-14 и конденсатором 15, вьг ход которого через,замыкающий слаботочный контакт 16 магнитного пускателя подключен параллельно пусковой кнопке 17, соединенной последовательно со стоповой кнопкой 18 и ка— тушкой 6 магнитного пускателя,. а вход, которым является управляющий переход тиристора IO, через резистор

19 — параллельно стабнлитрону 8 и конденсатору 9 стабилизированного источника постоянного тока, электродвигатель 20, подключенный к сети трех" фаэного переменного тока силовыми контактами 21 магнитного пускателя. ,Устройство работает следующим образом.

При нажатии на пусковую кнопку

17 кагушка 6 магнитного пускателя получает питание, замыкаются его силовые контакты 21 и электродвигатель 20 включается в работу. Одновременно в дополнительной обмотке 5, намотанной на катушку 6, наводится

ЭДС, подаваемая на выпрямительиый мост 7, входящий в состав стабилизированного источника постоянного тока. Магнитный пускатель, срабатывая, замыкает также слаботочные контакты 3 и 16. На стабилитроне 8 появляется напряжение, которое подается через. резистор 19, слаботочный контакт 3 и позисторы I и 2 на управляющий-переход тиристора 10 тиристорного ключа. Последний открывается, шунтируя пусковую кнопку 17.

При перегреве обмоток электродвигателя 20 сопротивление позисторов 1 и 2 резко возрастает, происходит пере. распределение потенциалов стабилизированного источника постоянного .

1125697 тока. Ток, протекающий через стабилитрон, и напряжение на нем стано-, вятся практически равны нулю. Тиристор 10 закрывается, катушка 6 обесточивается и электродвигатель 20 отключается от сети. Отключение электродвигателя при его нормальной работе осуществляется нажатием на сто.повую кнопку 18.

Особенностью схемы является вклю- 10 чение позисторов 1 и 2 через замыкающий слаботочный контакт 3 последовательно с балластным резистором 4 стабилизированного источника постоянного гока. 15

Это усиливает релейный эффект исчезновения напряжения на управляющем переходе тиристора 10 за . счет одновременного действия двух факторов: возрастания сопротивления 2р позисторов в зоне температуры срабатывания защиты и стабилизирующего действия стабилитрона 8.

Когда сопротивление позисторов начинает возрастать в зоне срабатыва- 2 иия, т.е. когда характеристика позисторов еще имеет малую крутизну, это практически не отражается на величине напряжения, поступающего со стабилитрона 8 на управляющий переход тиристора 10. При дальнейшем повышении температуры происходит резкое нарастание сопротивления позисторов и исчезновение стабилизирующего действия стабилитрона.

Нри этом передаточные функции познсторов и стабилитрона перемножаются, так как эти звенья в защитном уст» ройстве включены между собой последовательно. Этим достигается фак.

1тически релейное снятие напряжения с управляющего перехода тиристора.

Учитывая возможньф разброс параметров позисторов, стабипитрона и тиристора, для обеспечения абсолютной релейности отключения тиристора при медленном нарастании температуры электродвигателя, для исключения самопроизвольных открытий тиристора, например при повышении напряжения в сети и наличии .остаточного тока через управляющий переход, последовательно с позисторами вКлючен замыкающий слаботочный контакт магнитного пускателя. При перегреве электродвигателя снижается почти до нуля напряжение на стабилитроне, тиристор закрывается, катушка магнитного пускателя обесточивается, размыкающий контакт 3 размыкается, обеспечивая релейное возрастание сопротивления цепи балластного сопротивления 4 и позисторов 1 и 2 до бесконечности ° Это устраняет дребезг магнитного пускателя, повышает надежность защитного устройства и всей электроустановки в целом, значительно увеличивает среднее время безотказной работы устройства при одновременном уменьшении его стоимости.

Предложенное устройство выполнено из малогабирнтных, недефицитных элементов, легко размещается в корпусе любого магнитного пускателя совместно с последним.

1125697

Составитель Л. Васькова

Техред С.Легеза

Корректор М. Розман

Редактор В.Иванова

Подписное

Филиал ППП -"Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 8553/41 Тираж 613

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5