Устройство для защиты от недогрузки нескольких трехфазных асинхронных электродвигателей
Изобретение предназначено для устройств релейной защиты трехфазных асинхронных электродвигателей, , работающих на общую нагрузку. Сущность изобретения: выполнение датчика недогрузки электродвигателей на трансформаторе 1 тока, трансформаторе 2 напряжения, исполнительном органе 3, кольцевом фазовом детекторе k, двух двуханодных стабилитронах 9, 10 и двух резисторах 11, 12 с включением трансформатора 1 тока в общий питающий провод первой фазы основных И и резервного 15 электродвигателей , а трансформатора 2 напряжения - на фазное напряжение второй фазы питающей сети, последующей по отношению к ее первой фазе, что позволяет упростить устройство защиты за счет уменьшения числа датчиков недогрузки . 1 ил. (Я
„,Я0„„1742930 А 1
СОЮЗ QQBETCHHX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ ПРИ ГННТ СССР 1 (21) 4761749/07 (22) 24.11.89 (46) 23.06.92. Бюл. N 23 (71) Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйства и Иелитопольский институт механизации сельского хозяйства (72) B.ß.Æàðêîâ, А.И.Королев и А.Я.Чураков (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 1056350, кл. H 92 ll 7/08, 1983. Авторское свидетельство СССР М 1332449, кл. H 82 H 7/08, 1987. Грундулис А.О. Защита электродвигателей в сельском хозяйстве. - И.: Колос, 1982. г (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЬ ОТ НЕДОГРУЗКИ НЕСКОЛЬКИХ ТРЕХФАЗНЫХ АСИН" ХРОННЦХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ (57) Изобретение предназначено для устройств релейной защиты трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих на общую нагрузку.. Сущность изобретения: выполнение датчика недогрузки электродвигателей на трансформаторе 1 тока, трансформаторе 2 напряжения, исполнительном органе 3, кольцевом Фазовом детекторе 4, двух двуханодных стабилитронах 9, 10 и двух резисторах 11, 12 с включе.нием трансформатора 1 тока в общий питающий провод первой фазы основных 14 и резервного 15 электродвигателей, а трансформатора 2 напряжения — на Фазное напряжение второй фазы питающей сети, последующей по отношению к ее первой Фазе, что позволяет упростить устройство защиты за счет уменьшения числа датчиков недогрузки. l ил. 1/4293 Изобретение относится к электротехнике, точнее к релейной защите. Известно устройство для защиты нескольких электродвигателей, работа которых разнесена во времени, содер" жащее трансформатор тока с первичными обмотками по числу защищаемых электродвигателей и одной вторичной обмоткой с токовым реле на выходе. Недостатком этого устройства является его сложность, обусловленная большим количеством первичных обмоток. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для отключения электродвигателя, содержащее трансформатор тока, включенный в одну из фаз, переменный резистор, диод, стабилитрон, исполнительное реле с раз- щ мыкающим контактом в цепи управления электродвигателя. Недостатком этого устройства является его сложность и низкая надежность, обусловленная большим количе- д ством трансформаторов тока, полупроводниковых приборов, резисторов с подвижными контактами. Подгорание подвижных контактов увеличивает переходное сопротивление и, следовательно, уменьшает величину сигнала, поступающего на исполнительное реле. В результате возможно ложное отключение перегруженных электродвигателей и преждевременный выход из строя оставшихся в работе электродвигателей. Цель изобретения - упрощение устройства за счет уменьшения количестsa датчиков недогрузки. Поставленная цель достигается тем, 40 что входные выводы силовых контактов основных и резервного магнитных пускателей, предназначенные для подключения к одной и той же фазе питающей сети, объединены и подключены к питающей сети через общие Фазные питающие провода. Основные и резервный магнитные пускатели управляют основными и резервным электродвигателем, а датчик недогрузки электродвигателей выполнен на трансформаторе тока, г трансформаторе напряжения, кольцевом фазовом детекторе, исполнительном органе, первом и втором резисторах и двух двуханодных стабилитронах. Пер" вичная обмотка трансформатора тока включена в разрыв общего питающего провода первой Фазы объединенных входО 4 ных выводов силовых контактов основных и резервного магнитных пускателей, первичная обмотка трансформатора напряжения подключена на фазное напряжение второй фазы питающей сети, последующей по отношению к ее первой фазе. Кольцевой фазовый детектор выполнен из четырех идентичных цепочек, каждая из которых содержит последовательно соединенные диод и резистор. Первый концевой вывод вторичной обмотки трансформатора тока соединен через первый резистор с первым выводом первой диагонали кольцевого фазового детектора, второй вывод которойсоединен через второй резистор с вторым концевым выводом. вторичной обмотки трансформатора тока. 8ывод средней точки вторичной обмотки трансформатора тока. соединен с первым уп" равляющим выводом исполнительного органа. Концевые выводы вторичной обмотки трансформатора напряжения непосредственно соединены каждый с соответствующим выводом второй диагонали кольцевого фазового детектора, а вывод средней точки вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с вторым управляющим выводом исполнительного органа. Каждый двуханодный стабилитрон включен между выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора тока и первым и вторым выводами первой диагонали кольцевого Фазового детектора соответственно. Таким образом, отличительными признаками предлагаемого устройства яв" ляются выполнение. Датчика недогрузки электродвигателей на трансформаторе тока, трансформаторе напряжения, кольцевом фазовом детекторе, исполнительном органе, .первом и втором резисторах и двух двуханодных стабилитронах, а также схема соединения элементов, а именно: объединение входных выводов силовых контактов основных и резервного магнитных пускателей, предназначенных для подключения к одной и той же фазе питающей сети, под.ключение их к питающей сети через общие фазные питающие провода, подключение, первичной обмотки трансформатора тока в разрыв общего питающе" ro провода первой фазы объединенных Ю входных выводов силовых контактов основных и резервного магнитных пускателей, подключение первичной обмотки 1742930 трансформатора напряжения на Фазное точкой диода третьей 7 и резистора напряжение второй фазы питающей сети, . второй 6 цепочек; При этом каждый из последующей .по отношению к ее первой двуханодных стабилитронов 9 и 10 фазе, подключение вторичных обмоток : включ н межцу выводом средней точки трансформаторов к двум диагоналям вторичной обмотки трансформатора 1 кольцевого фазового детектора; а вы- тока и соответствующими выводами -водов средних точек обмоток " к ис- первой диагонали кольцевого фазового полййтельному органу,.включение двух-.. . детектора 4. Концевые выводы вторичанодных стабилитронов между средним .„ ной обмотки трансформатора 2 напря- . 1 10 выводом вторичной обмотки трансфор" - жения соединены.с соответствующими матора. тока и точками подключения . выводами второй дйагонали кольцевоконцевых выводов этой обмотки к коль ". .го фазового детектора 4 . цевому фазовому детектору, включение. Управление основным 14.и резервным резисторов .а Разрыв соответствующих, 15 электродвигателями мокнет осущестпроводов, соединяющих вторичную об- вляться, например, .. силовыми контак 15 мотку трансформатора. тока с кольце-.:. тами 16 и 17 .соответствующих магнитвым фазовым детектором. . : . . ных пускателей, в цепях управления . На чертеже представлена схема : которых катушки 21 и 22 магнитных предлагаемого устройства. . . :. пускателей получают питание через Устройство содержит трансформато-. соответствующие кнопки 23 и. 24 "Стоп" ры тока.1 и напряжения 2, исполнитель- . кнопки 25 .и 26 "Пуск" или блокироный орган 3, кольцевой фазовый детек- . вочные контакты 27 и 28 соответствутор 4,. выполненный из четырех иден- . ющих магнитных пускателей. При этом . . тичных цепочек 5-8, каждая из которых. >5 резервный электродвйгатель 15.отсодержит последовательно соединенные ключается автоматически размыкащщимй--:. диод и резистор, два двуханодных .. контактами 29 исполнительного ОРгана : стабилитрона 9. и 10. с первым..ll.и ... 3 при снижении загрузки злектродви" .вторым 12 резисторами.. Первичная об- гателей 14 и 15, работающих на общую мотка трансформатора 1 тока включена,.нагрузку. в разрыв общего питающего провода 13 ЗО - Устройство работает следующим обпервой фазы питания основного 14 и разом.. резервного. 15 электродвигателей, .Ра- . уровень выходного сигнала трансботающих на.общую нагрузку (напримеР» форматора 2 напряжеиия зависит лишь электродвигателей привода вентилято- -от напряжения .питающей. сети .и пракров, работающих на. общую вентиляциои- 35 .тически постоянен, Уровень выходного ную систему, или насосов, Работающ х . сигнала трансформатора 1 тока завина общую оросительную систему). Элек- .сит.от величины тока, фазы 13 и изметродвигатели 14 и,15 подключены че- :. : няется при изменении загрузки элек- .. рез силовые контакты основного 16 -и, - тродвигателей и их количества. Двух- резервного 1.7 магнитных пускателей 46 анодные стабилитроны 9 и 10 с.первым: соответственно к общим фазным питаю- . 11 и вторым 12 резисторами приводят щим проводам 13, 18, 19 питающей се- в соответствие уровень выходного ти. Первичная обмотка трансформатора сигнала трансформатора 1 с уровнем 2 напРяжения выводами подключена к .. выходного, сигнала трансформатора 2 общему питающему проводу 18 второй .- 45 .независимо от величины .тока .Фазы 13. фазы (последУющей по отношению к пеР-, Таким образом, на обе диагонали кольвой Фазе) и нулевомУ проводу 20 К цевого фазового детектора 4 подается средним выводам втоРичных обмоток :. ... сигнал одинакового уровня. При. этом тРансфоРматоРов 1 и 2 подключен исПол.- : работа кольцевого фазового детектора нительный. орган 3. Концевые выводы,. © 4 описывается косинусной характерисвторичной обмотки трансформатора 1 .тикой. тока соединены через первый ll и .вто- При номинальйой нагрузке электророй 12 резисторы соответственно с .вы- . двигателей 14 и 15. коэффициент мощ" водами одной из диагоналей кольц " ности лежит в пределах 0,9 (в зависи" вого фазового детектора, например 55 мости от типа электродвигателя). Это первой диагонали, образованной общей . соответствует Фазовому .сдвигу между ;точкой диода первой 5 и Резистора - напряжением и током по фазам („л 30четвеРтой 8 цепочек, а также общей ПРи этом Угол фазового сдвига (фк меж42930 8 7 ., 17 ду током I и напряжением U отста-, ющей фазы равен ®, =120 - p>-90 . Этот же угол Фазового сдвига (и будет между выходными сигналами трансформаторов 1 и 2. Следовательно, ток Ij исполнительного органа 3 при номинальной нагрузке электродвигателей .1 4 и 15 примерно равен нулю. Таким обра" зом, размыкающий контакт 29 исполнительного органа 3 " реле постоянного тока, реагирующего на изменение среднего эффективного значения тока, замкнут, что обеспечивает. работу обоих электродвигателей. Уменьщение нагрузки электродвигателей 14 и 15 приводит к снижению коэффициента мощности, например, до 0,2 - уровня холостого хода электро" двигателей. При этом угол (} 1 .Фазового сдвига между напряженьем и током по фазам .лежит в пределах®„ 80. Угол ф ц, фазового сдвига между током 1 и напряжением Ug отстающей фазы равенн„„ 120 - 1 ;,„. 40 ..При этом в. соответствие.с косинусной характеристикой кольцевого Фазового детектора 4 через исполнительный орган 3 потечет ток I j, больший, чем ток срабатывания I . Это обеспечит сра" батывание исполйительного органа 3, которйй.своим размыкающим контактом 29 подает сигнал на отключение резервного электродвигателя.-15. При разных мощностях агрегатов электродвигатель - рабочая машина . (насос, вентилятор) в rpynne в режиме недогрузки, .к к правило, больше загружен. двигатель меньшей мощности. Однако коэффициент мощности группы электродвигателей, контролируемый в общих питающих проводах, близок к коэффициенту .мощности Ьолее мощного незагруженного электродвигателя, так как определяющим вектором. тока является наибольший вектор более мощного .электродвигателя. В силу этого усттройство воспринимает данный режим как режим недогрузки и исполнительный орган 3 устройства отработает сигнал на отключение резервного элек-. тродвигателя 15, которым в этом случае является как правило, менее мощный. Наличие двуханодных стабилитронов .9 и 10 с резисторами 11 и 12 позволяет применять одно описанное устройство для группы электродвигателей, работающих на общую нагрузку, при любом их количестве и мощности. Таким образом, устройство позволяет производить автоматическое отключение электродвигателей при изменении загрузки гру*пы электродвига" телей, работающих на общую нагрузку, независимо от количества. работающих 1 в группе электродвигателей. Устройство имеет достаточно простую конструкцию и высокую надежность. Это обеспечивается тем, что в устройстве ,применено лишь два трансформатора независимо от количества электродвигателей в группе и исключены переменные резисторы. Формула изобретения Устройство для .защиты от недогруз- ки нескольких трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих на общую нагрузку, содержащее основные магнитные пускатели с силовыми. контактами, предназначенными для включения в. Фазные питающие .провода основ.ных электродвигателей .от Фаз питающей сети, и с цепями управления, обеспе" чивающими удержаниЬ основных магнит. ных пускателей в сработанном положе-. нии, резервный магнитный пускатель с " силовыми контактами, предназначеннь1ми для включения в фазные питающие провода резервного электродвигателя 35 от фаз питающей сети, и с цепью управления, обеспечивающей удержание резервного магнитного пускателя в сработанном положении, датчик недо" грузки электродвигателей, управляю- . Ю щими входами подключаемый к питающим проводам резервного электродвига-. ..теля между силовыми контактами резер-. вного магнитного пускателя и питаю" щей сетью, причем выходной размыкаю-4S щий контакт, датчика недогрузки включен в цепь управления резервного магнитного пускателя, о. т л. и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства за счет .уменьшения количе50 ства датчиков недогрузки,, входные вы- воды силовых контактов основных и резервного магнитных пускателей, предназначенные для подключения к одной и той же фаз питающей сети, объеди55 нены, а датчик недогрузки электродви. гателей выполнен на трансформаторе тока, трансформаторе напряжения, кольцевом Фазовом детекторе, исполниСоставитель В.Жарков Техред A.Êðàâ÷óê Корректор А.Обручар Редактор И.Горная Заказ 2291 Тираж - 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.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101.9 1М2930 .. 10 тельном органе, первом и втором рези" вывод которой соединен через второй сторах и двух двуханодных стабилитро- .. резистор с вторым концевым выводом нах, причем первичная обмотка транс- вторичной обмотки трансформатора тоформатора тока снабжена выводами для . ка, вывод средней точки которой сое" включения ее в общий питающий провод динен с первым управляющим выводом первой фазы объединенных входных выво- исполнительного органа, концевые выдов силовых контактов основных и ре- воды вторичной обмотки-трансформатора зервного магнитных пускателей, первич- напряжения непосредственно соединены ная обмотка трансформатора напряже- 1п каждый с соответствующим выводом втония снабжена выводами для подключения рой диагонали кольцевого фазового деее на фазное напряжение второй фазы тектора, а вывод средней точки вторичпитающей сети, последующей по отноше- ной обмотки трансформатора напряжения нию к ее первой фазе, кольцевой фа" соединен с вторым управляющим выво" зовый детектор выполнен из четырех 15 дом исполнительного органа, при этом идентичных цепочек, каждая из которых первый и второй двуханодные стабилисодержит последовательно соединенные . троны включены между выводом средней диод. и резистор, первый концевой вы« :точки вторичной обмотки трансформавод вторичной обмотки трансформатора тора тока и первым и вторым выводами тока соединен через первый резистор 29 первой диагонали кольцевого фазового с первым выводом первой диагонали детектора соответственно. кольцевого фазового детектора, второй
