Устройство для температурной защиты электродвигателя

 

Изобретение относится к схемам защиты электрических машин, реагирующих на токовые перегрузки и на отклонение от нормальной температуры. Целью изобретения является повышение быстродействия срабатывания защиты при обрыве фазного провода статора. При отсутствии сигнала с одного из трансформаторов тока 2 или 3 на выходе сумматора 8 появится напряжение, которое через выпрямитель 15 и усилитель 16 подается на ключ 14, вызывая отключение электродвигателя коммутационным аппаратом 18. При возрастании температуры обмоток двигателя выше допустимой возврастает сопротивление позисторов 1, что приведет к увеличению падения напряжения на конденсаторе 13 и при достижении порога срабатывания ключа 14 произойдет отключение электродвигателя. Напряжение, подаваемое в цепи позисторов 1, формируется с помощью регулятора скважности 10 в функции тока обмотки статора, измеряемого трансформаторами тока 2 и 3, в зависимости от времени действия пускового тока, ограничение которого осуществляется с помощью фильтров 4 и 5. Таким образом предотвращается опережающее срабатывание позисторов 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU,; (5g)5 Н 02 Н 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г. М, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (61) 1415316 (21) 4433778/24-07 (22) 31,05.88 (46) 30.07.90. Бюл. }В 28 (71) Коммунарский горнометаллургичес" кий институт (72) Н.Я.Портной, В.Г.Стройников, А.Н.Коваленко, И.К.Зюзин, В.Ф.Кравченко, В.И.Понур и К.К.Харитонов (53) 621.316.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1415316, кл. Н 02 Н 5/04, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗА

ЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к схемам защиты электрических машин, реагирующих на токовые перегрузки и на отклонение от нормальной температуры. Целью изобретения является повышение быстродействия срабатывания защиты при ббрыве фазного провода статора. При отсутствии сигнала с одного из трансИзобретение относится к схемам защиты электрических машин, реагирующих на токовые перегрузки и на отклонение от нормальной температуры.

Целью изобретения является повышение быстродействия срабатывания защиты при обрыве фазного провода статора.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого варианта устройства.

Устройство состоит иэ термодатчика, выполненного на последовательно соединенных позисторах 1, которые установлены в лобовых частях обмоток элект2 форматоров тока 2 или 3 на выходе сумматора 8 появится напряжение, которое через выпрямитель 15 и усилитель 16 подается на ключ 14, вызывая отключение электродвигателя коммутационным аппаратом 18. При возрастании температуры обмоток двигателя выше допустимой, возрастает сопротивление поэисторов 1, что приведет к увеличению падения напряжений на конденсаторе 13, и при достижении порога срабатыванИя ключа 14 произойдет отключение электродвигателя. Напряжение, подаваемое в цепь позисторов 1, формируется с помощью регулятора скважности 10 в функции тока обмотка статора, измеряе- g мого .трансформаторами тока 2 и 3, в зависимости от времени действия пускового тока, ограничение которого осуществляется.с помощью фильтров 4 и 5.

Таким образом предотвращается опережающее срабатывание позисторов.1 ° 1 ил. 2 родвигателя. В двух фазах обмоток электродвигателя имеются клеммы для подкЛючения соответственно первичных обмоток двух трансформаторов тока 2 и 3, вторичные обмотки которых соединены соответственно с входами перво- го 4 и второго 5 фильтров, выходы фильтров соединены с входами соответственно первого сумматора 6, а также 1 ) выход первого фильтра 4 соединен по" средством инвертора 7 с первым входом второго сумматора 8, второй вход кото1 рого соединен с выходом второг6 фильт,ра 5. Импульсный генератор 9 соединен

1582259 с первым входом регулятора скважности 10, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора 6. Выходы регулятора скважности 10 подключе5 ны к позисторам 1, причем первый из них подключен через резистор )), a второй — непосредственно. Параллельно выводам термодатчика из позисторов ) подключены последовательно соединен- !0 ,ные между собой диод 12 и конденсатор 13. Первый вход ключа 14 подклю( чен параллельно конденсатору 13, второй нход которого соединен с выходом второго умматора 8 через последова- )5 тельно соединенные с ним мостовой, выпрямитель 15 и усилитель 16. Выход ключа 14 связан через исполнительный орган 17 с коммутационным аппратом 18.

Устройство работает следующим обра- 0 ,, зом.

Импульсный генератор 9 вырабатывает импульсы прямоугольной формы поло1 .жительной полярности, стабильной частоты и длительности. Импульсы íà- д5 пряжения подаются с выхода генерато-! ра 9 на первый вход регулятора скважности 10 при этом в термочувстнительной цепи, состоящей из последователь, но соединенных позисторов 1 и резис30 .тора 11, подключенных к выходам регу, лятора скважности 10, протекает импульсный ток, который создает соответственно падение напряжения на по зисторах 1 и резисторе 11.

Падение напряжения, пропорциональное электрическому сопротивлению позисторов 1, подается на конденсатор 13 через диод 12. Одновременно на второй вход регулятора скнажности 10 подается напряжение с регулятора первого сумматора 6, поступающее с вторичных обмоток первого трансформатора тока 2 и второго трансформатора тока 3, соответственно через первый 4 и второй 5 фильтры, пропорциальные сумме токов в фазных обмотках защищаемого электродвигателя, что позволяет более точно формировать управляющий сигнал на втором входе. регулятора скважности 10, Напряжение, поступающее с первого сумматора 6 на второй вход регулятора скважности 10, является для него упранляющим и влияет пропорционально на длительность импульсов тока, протекающего в термочувстнительной цепи, coстоящей из последовательно соединенных позисторов l и резйстора 11.

С увеличением нагрузки электродвигателя потребляемый им ток увеличинается и одновременно увеличивается управляющее напряжение -и длительность импульсов тока, протекающего н термочувствительной цепи, При минимальном токе в обмотках электродвигателя и небольших перегрузках (например, до 2I н),когда скорость нарастания температуры обмоток электродвигателя мала, по термочувствительной цепи (поэисторам 1 и резистору 11) протекает импульсный ток, не вызывающий саморазогрев позисторов I Динамическая погрешность поэисторов 1 в этом случае практически отсутствует,и их тепловое состояние, а соответственно и электрическое сопротивление определяются .тепловым состоянием обмоток электродвигателя.

При больших перегрузках, например больше 2?н, когда скорость нарастания температуры обмоток заметно увеличивается и динамическая погрешность по" эисторон 1 также увеличивается, длительность импульсов тока, протекающего в термочувствительной цепи, возрастает пропорционально токовой нагрузке электродвигателя и за счет этого происходит дополнительный нагрев позисторов 1, что обеспечивает их ускоренное срабатывание и компенсацию динамической .погрешности (инерционности позисторов). Величина эквивалентного тока, протекающего в термочувствитель! ной цепи, определяется выражением

Пно t:QM

9 R+ R11 т где U — напряжение источника пита0ll ния;

R — суммарное сопротивление позисторов;

R1 — сопротивление резистора 11;

t М - длительность импульса тока, чМ протекающего в термочувствительной цепи;

Т вЂ” период импульсного тока.

При. достижении температуры срабаты;вания позисторов l вследствие их нагрева от обмоток электродвигателя (при небольших перегрузках электродвигателя до 2Хн) или их комбинированного нагрева от обмоток электродвигателя и за счет тока, протекающего н термочувствительной цепи (при больших перегрузках электродвигателя и токах больше 2I н), электрическое сопротивление позисторов 1 резко возрастает, что при1582259 торов тока 2 и 3 через первый 4 и второй 5 фильтры соответственно. За счет инвертора 7 напряжение, подавае" мое на первый вход второго сумматора 8, имеет измененный знак по отношению к знаку напряжения на втором его входе, в результате чего сигнал на выходе aioporo сумматора равен нулю и не вызывает срабатывание ключа 14.

При обрыве цепей фазных обмоток А или С напряжение, подаваемое с вторичных обмоток трансформаторов тока 2 или 3 на один их входов второго сумматора 8, равно нулю, в результате чего на выходе второго сумматора 8 появляется разностное напряжение, которое подается на мостовой выпрямитель 15 и через усилитель 16 на: ключ 14, вызывая его срабатывание и отключение электродвигателя.

При обрыве цепи фазной обмотки В электродвигателя устройство реагирует как на обычную перегрузку.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает повышенным быстродействием срабатывания защиты при обрыве фазного провода в цепи ста тора. где

1

ИП

И

Если напряжение на конденсаторе 13 достигает порога срабатывания клю" ча 14, срабатывает исполнительный орган 17, воздействующий на коммутационный аппарат 18, и перегретый электродвигатель отключается от источника питания. Напряжение срабатывания ключа 14 определяется только сопротивлением позисторов 1 и не зависит от величины тока в термочувствительной цепи.

В режиме нормальных частных пусков, когда электродвигатель уже доста" точно нагрет за счет теплового действия эквивалентного тока, протекающего в термочувствительной цепи, может произойти опережающее срабатывание позисторов 1, хотя температура обмоток электродвигателя не превышает допустимой для данного класса изоляции.

Для устранения опережающего срабатывания позисторов 1 первый 4.и второй 5 фильтры обеспечивают нараста- 35 ние управляющего сигнала на втором входе регулятора скважности,10, поступающее с первого сумматора 6, в зависимости от времени действия пускового тока.

При целостности цепей фаэных обмоток А и С электродвигателя одновременно подается напряжение на первый вход второго сумматора 8 через инвертор 7, а на второй вход — непосредст- 45 венно с вторичных обмоток трансформаУстройство для температурной защиты электродвигателя по авт.св.

Р 1415316, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия срабатывания защиты при обрыве фазного провода статора, дополнительно введены инвертор и последовательно соединенные второй сумматор, мОстовой выпрямитель, усилитель, при этом пер" вый и второй входы второго сумматора соединены с выходом инвертора и второго фильтра соответственно, вход инвертора соединен с выходом первого фильтра, а выход усилителя соединен с вторым входом ключа. водит,.к увеличению падения напряжения на них н увеличению напряжения на конденсаторе 13 согласно выражению

Vèï

IR

С Rt+ R суммарное сопротивление поэисторов; напряжения источника питания; сопротивление резистора 11. формула изобретения

1582259

Составитель О.Муратов

Техред H,Èîðãåíòàë Корректор О.Ципле !

Редактор Н.Швыдкая

Заказ. 2926

Подписное

Тираж 475

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101