Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов
Изобретение относится к электротехническим устройствам, в частности к устройствам для защиты электродвигателей от аварийных режимов. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности. Цель достигается введением в устройство первой 10 и второй 11 тиристорных оптопар. При обрыве одной фазы угол сдвига между токами трехфазной сети изменяется. Он становится равным 0° или 180°. Изменяется и угол между напряжениями U<SB POS="POST">1</SB> и U<SB POS="POST">2</SB>. В зависимости от напряжения сигнала срабатывания открывается соответствующий входной диод оптопары и в цепи исполнительного органа 12 появляется сигнал срабатывания. 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„.SU«,.1ÄéÕ62Ä (51) 5 Н 02 Н 7/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
А В С
Фиа! х У 2
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
И Д ВТОРСНОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ (21) 4469505/24-07 (22) 02,08,88 (46) 15.04,90 ° Бюл. М )4 (7)) Научно-производственйое объедине. ние "Прогресс" Министерства местной промьппленности ЛатвССР (72) В,В,Зейбот (53) 621.3)6.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
)) - 1317540, кл. Н 02 H 7/08, )984.
Авторское свидетельство СССР
1) - 1417099 кл. Н 02 H 7/08 1986.
Авторское свидетельство СССР
М 702453, кл. Н 02 Н 7/08, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА))!ИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛККТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АВАРИЙНЫХ
РЕЖИМОВ (57) Изобретение относится к электротехническим устройствам, в частности к устройствам для защиты электродвигателей от аварийных режимов.
Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности. Цель достигается введением в устройство первой 10 и второй ll тиристорных оптопар. При обрыве одной фазы угол сдвига ме;кду токами трехфазной сети изменяется. ь о ,Он становится равным 0 или 180
Изменяется и угол между напряжениями Н„ и П . В зависимости от напряжения сигнала срабатывания открывается соответствующий входной диод .оптопары и в цепи исполнительного органа 12 появляется сигнал срабатывания, 3 ил.
15576?3
Изобретение относится к электротехническим устройствам, в частности к устройствам для защиты трехфазных электродвигателей от аварийных режимов °
Цель изобретения — уменьшение по требляемой мощности, На фиг.l представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг ° 2 — схема подключения трансформаторов (а) и векторная диаграмма (б), на фиг,3 - принципиальная развер" нутая схема устройства.
Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов содержит два измерительных трансформатора 1 и 2 тока с двумя первичными обмотками, Первая первичная обмотка 3 измерительного трансформато - 20 ра 1 тока включена в одну фазу, вторая первичная обмотка 4 того же трансформатора соединена встречно с первичной обмоткой 5 измерительного трансформатора 2 и включена во вто-, 25 рую фазу, а вторая первичная обмотка 6 второго измерительного трансфор- матора тока 2 включена в третью фазу, К выводам вторичных обмоток 7 и 8 присоединен элемент 9 сравнения и контроля перегрузок (ЭСКП) а к средним выводам вторичньгх обмоток - тиристор ные оптопары )О и ll, К среднему выводу вторичной обмотки ? измеритель-. ного трансформатора 1 тока присоеди35 нен анод входного диода тиристорной оптопары 10, катод этого диода присоединен к среднему выводу вторичной обмотки 8 измерительного трансформатора 2. К этому выводу присоединен и анод входного диода тиристорной оптопары 11 катод которого присоединен к среднему выводу вторичной обмотки 7 измерительного трансформатора 1 тока.
Катодные цепи обоих тиристоров ти- 45 ристорных оптопар 10 и 11 соединены встречно и подключены к одному выводу вторичной обмотки второго измерительного трансформатора тока.
Анодные цепи этих тиристоров соединены.между собой и через исполни— тельный элемент 12 присоединены к второму выводу вторичной обмотки измерительного трансформатора .2 тока, Измерительные трансформаторы 1 и 2 (фиг,2) предназначены для формирования из трехфаэной системы питания электродвигателя двух напряжений 11, g U<, величина которых пропорциональна токам нагрузки электродвигателя, с углом сдвига между ними близким. или равным 90 о
ЭСКП 9 состоит из двух частей: диодной схемы сравнения двух электрических величин, выполненной в виде фазочувствительного детектора на диодах 13-16 и резисторах 17-20, Эта часть схемы служит для контроля аварийных режнмов> при которых нарушается симметрия и фазовый сдвиг трехфазной системы, питающей электродвигатель, (неполнофазные режимы и короткие замыкания).
Вторая часть схемы — элемент контроля перегрузок (ЭКП) — содержит диод 21, тринистор 22, динистор 23, конденсатор 24 и резисторы 25-29. Эта часть предназначена для контроля аварийного режима ненарушающего трехфазной симметрии, т,е. симметричной . перегрузки, когда ток во всех фазах изменяется одинаково, Рассмотрим принцип действия каждой из частей, В защитном устройстве применяются два одинаковых измерительных трансформатора 1 и 2 (фиг,)), Каждый трансформатор имеет две первичные обмотки
4 и 5 (3 и 6) с разным числом витков у<, wz и одну вторичную обмотку 7 (8) со средним выводом (w ). г
Фазовые токи создают в сердечниках трансформаторов магнитные потоки, величина магнитных потоков, которые r создаются отдельными фазными токами в сердечниках трансформаторов, показана на фиг,26. Величина магнитного потока Р пропорциональна величине тока и количеству витков в фазе А, соответственно образуются и другие магнитные потоки, а в фазе В в результате противовключения магнитный поток ф будет направлен в противоположЬ ном направлении.
Таким образом, для образования общего магнитного потока в сердечнике трансформатора I суммируются магнитные потоки, создаваемые потоками фаз
С и В, Магнитные потоки Р и Ф прос порциональны току нагрузки электродвигателя и числу витков w u w
Суммарный магнитньгй поток 7 в сердечнике трансформатора 1 равен геометрической сумме магнитных потоков и з (фиг э 26) 5.
,=.!, . Лв+ В„=
1557623
25
K I н
= К T. w по
Аналогично токами фаз А и В создается магнитный поток
Р,- Ф, +Ф,Ф,+Ф =к „Д+»,и, ., =
Ти пр э
/ где К вЂ” коэффициент пропорциональности;
Т и — ток нагрузки электродвигателя;
w — произведение первичных витпр ков трансформаторов, определяющее суммарные магнитные потоки.
Из векторной диаграммы (фиг,2б) видно, что суммарные магнитные потоки сдвинуты на определенный угол 11 а который зависит от отношения числа первичных витков w,/w измерительных трансформаторов тока (соответствен1 но, и длины век-ора О< по сравнению с длиной векторов 7> и %q ), Следовательно, изменяя число первичных ° витков измерительных трансформаторов так,.чтобы менялось их соотношение, можно изменять суммарные магнитные потоки Р, и Р и угол Q между ними.
Такой же угол Q образуется и между величинами ЭДС Е < и Е, созданными магнитными потоками 6, и Ф,111О=11 ..
Соответственно под таким углом образуются и напряжения (1 и П
Описанный способ подбора количества витков w< и wz и их взаимное соединение выбраны с определенной целью которая приводит к следующему: меняя количество первичных витков, можно менять чувствительность устройс ва, а также величину сдвига (угол <ф ) между Е, и Е q и, соответственно, между Г< и П . При определенном соотношении количества витков w< и ъ получаем угол Ц), близкий или равный
90, между U1 и U<.
В итоге из трехфазной системы питания электродвигателя при помощи двух измерительных трансформаторов 1 и 2 выделяются два напряжения U< и U< величина которых пропорциональна токам нагрузки электродвигателя со сдвигом между ними на угол, близкий или равный 90
Данный принцип используют для контроля аварийных режимов электро. двигателя.
Известно что стабильньзм парамет» ром трехфазной сети является угол сдвига между напряжениями (токами), При нормальной работе электродвигателя фазы напряжения (тока) сдвинуты на угол 120, a при обрыве одноо го пз фазных проводов или при коротком замыкании фазовый угол между напряжениями (токами) в двух остальных изменяется и становится равным О или о
180 . Таким образом, если контролировать изменение угла сдвига фаз между токами нагрузки, то можно защитить его от неполнофазного режима и коротких замыканий, Для контроля изменения угла фазового сдвига применяется схема сравнения двух синусоидальных электричес ких величин по фазе, например схема фазочувствительного детектора, вхбдящая в ЭСКП (фиг.3 ) и содержащая диоды
13-16 и резисторы 17-20.
К выводам (w>) вторичных обмоток
7 и 8 трансформаторов 1 и 2 подключен
ЭСКП состоящий из диодной схемы сравнения двух электрических величин, вы полнено в виде фазочувствительной детекторной схемы, и ЭКП, который выпол
30 нен в виде бесконтактного реле времени, ЭКП содержит диод 21 резисторный делитель напряжения на элементах
26-29, конденсатор 24, динистор 23 и тринистор 22 (резистор 25 — токоогра3 ничивающий), Переменным резистором
29 устанавливают порог срабатывания, соответствующий максимально допустимой перегрузке. электродвигателя, Устройство работает следующим об40 Р
При нормальной работе электродвигателя напряжения U1 и U одинаковы по величине, но сдвинуты относительно друг друга на угол, близкий
45 или равный 90 . Установленный порог срабатывания Пп (фиг.3) больше напряжения П, Схема фазочувствительного детектора находится в состоянии равновесия, и между средними вы50 водами вторичных обмоток измерительных трансформаторов 1 и 2 сигнал отсутствует, следовательно, сигнала нет и на входных диодах оптопар 10 и 11, При обрыве одной фазы угол сдвига
55 между токами трехфазной сети изменяо ется вместо угла, равного 120, он становится равным О или 180, изменя0 о ется и угол сдвига между напряжениями U и U<. Нарушается также равенст",1557623 во величин этих напряжений, вследствие этого разбалансируется равновесие фавочувствительной детекторной схемы и между средними тачками вторичных об5 моток 7 и 8 (фиг,3) измерительных трансформаторов тока появляется сигнал, срабатывания. Так как ° одна фаза, например фаза В по отношению к двум остальным. подключена в противовключе- 10 нии, ro направление сигнала срабатывания Г„, протекающего между средними точками (выводами) вторичных обмоток, в этом случае противоположно по отношению. к двум остальным фазам
t30A и U05 поэтому соответствующим образом поцключены входные диады оптопар 10 и 11. В зависимости от напряжения сигнала срабатывания бткрывается соответствующий входной диод опто- 20 пары, фотодиод этой оптопары открывается и в цепи исполнительного элемента 12 появляется сигнал срабатывания, Исполнительный элемент 12 отключает цепь управления электродвигателя;25
При коротких замыканиях устройство срабатывает так же, как при неполно.фазных режимах, так как при появлении коротких замыканий тоже нарушается сим симметрия фазового сдвига трехфазной 30 системы, питающей электродвигатель,.
С увеличением нагрузки электродвигателя, не нарушающей фазовой симметрии, растут и магнитные потоки У, и
Ф в сердечниках трансформаторов 1 и
2, увеличиваются и в личины напряжений U и U-< на выводах w вторичных обмоток 7 и 8, Величина одного из напряжений, например U, контролируется ЭКП При увеличе ии напряжения 40
Б, сверх установленного порога Пп через некоторое время выдержки открывается динистор 23, вслед за ним тиристор 22, замыкая балластный резистор, 25 фазочувствительного детектора. Равновесие детектора нарушается и между средними выводами вторичных обмоток трансформаторов,l и 2 появля-, ется сигнал, который возбуждает диод онтопары, фотодиод оптопары открывается и исполнительный элемент 12 срабатывает, Этот режим представлен на фиг.3.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным отличается уменьшенными значениями собственной потребляемой мощности, массогабаритных показателей, повышенной надежностью и обеспечивает защиту трехфазных двигателей от неполнофазных режимов и перегрузок, Формула изобретения
Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов, содержащее два измерительных трансформатора тока с двумя первичными обмотками с разным числом витков, причем первые первичные обмотки имеют клеммы для включения в разноименные фазы, а вторые — в третью фазу питания электродвигателя, исполнительный орган, элемент сравнения и контроля перегрузок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, в него дополнительно введены первая и вторая тиристорные оптопары, при этом анод входного диода первой тиристорной оптопары подключен к среднему выводу вто— ричной обмотки первого измерительного трансформатора тока, а катод — к среднему выводу вторичной обмотки второго измерительного трансформатора тока и к аноду входного диода второй тиристорной оптопары, катод, которого подсоединен к среднему выводу вторичной обмотки первого измерительного трансформатора тока, катодные цепи обоих тиристоров тиристорных оптопар соединены между собой встречно и присоединены к одному выводу вторичной обмотки второго измерительного трансформатора тока, анодные цепи тиристоров тиристорных оптопар соединены между собой и через исполнительный орган присоединены к второму вы— воду вторичной обмотки второго измерительного трансформатора тока, а выводы вторичных обмоток обоих измерительных трансформаторов тока присоединены к соответствующим входам элемента сравнения и контроля перегрузок, 1557623
Заказ 721
Тираж 470
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 10 t
Составитель К.Шилан
Редактор А.Огар Техред A Кравчук Корректор 0,1 ипле
I
I
1
1
I
I
1
I
