Устройство для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги

 

Сущность изобретения: устройство для защиты обмоток электродвигателя, содержащее источник питания, к которому через контакты магнитного пускателя подключен электродвигатель, коммутатор, измерительный блок, усилитель и исполнительный элемент, снабжено диодом, при этом исполнительный блок выполнен в виде резистора, исполнительный элемент состоит из реле и тиристора, причем анод тиристора соединен с нулевым выводом двигателя, катод подключен к нулю источника питания, и в цепь управления тиристора включена цепочка из замыкающего контакта реле и резистора, соединенного с нулевым выводом двигателя, корпус двигателя соединен через резистор с нулем источника питания и через диод и резистор с входом усилителя с обратной связью, выход которого соединен с реле. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты обмоток электрических двигателей, работающих в помещениях с повышенной влажностью.

Известно устройство для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги [1] , содержащее измерительный блок, выполненный в виде моста из четырех плеч, причем входная диагональ моста подключена к клеммам постоянного напряжения источника питания, в одно из плеч моста включен термочувствительный элемент измерения температуры окружающей среды, в два других - резисторы, четвертое плечо содержит второй и третий замыкающие контакты коммутатора, каждый из которых подключен к клемме, предназначенной для присоединения к соответствующей обмотке электродвигателя, выходная диагональ моста соединена с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого через последовательно соединенные инвертирующий усилитель и блок задания температур подключен к второму входу генератора управляющих импульсов, выход исполнительного элемента подключен к точке соединения второго замыкающего контакта коммутатора с инвертирующим входом дифференциального усилителя, выход генератора управляющих импульсов соединен с управляющим входом исполнительного элемента, а первый вход - с выходом пульсирующего напряжения источника питания, вход которого через первый замыкающий контакт коммутатора соединен с клеммами для подключения к фазе и нулевому проводу, вход исполнительного элемента соединен с выходом источника питания переменного напряжения, последовательно соединенного с размыкающим контактом магнитного пускателя, коммутатор имеет клеммы для подключения к питающей сети.

Прототипом является устройство для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги [2], содержащее источник оперативного питания, двигатель, исполнительный элемент, измерительный блок, выполненный в виде моста, два смежных плеча которого образованы термочувствительными элементами, расположенными на обмотках двигателя и в окружающей среде, причем одна из диагоналей моста присоединена к первому входу фазочувствительного блока, другая диагональ моста, второй вход фазочувствительного блока и вход генераторов управляемых импульсов присоединены к входу источника оперативного питания, выполненного в виде многообмоточного трансформатора, вход которого через контактор включен между фазой и нулем, выход генератора управляемых импульсов через исполнительный элемент и контакторы коммутатора присоединен к обмоткам двигателя.

Существенными недостатками указанного устройства для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги являются сложность и повышенный расход электроэнергии за счет нагрева двигателя и в том случае, когда изоляция оказывается качественной.

Целью изобретения является снижение энергозатрат при упрощении схемы.

Цель достигается тем, что в устройстве для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги, содержащем магнитный пускатель с цепью управления и двумя группами замыкающих контактов, соединенных последовательно, причем первые выводы первой группы замыкающих контактов предназначены для подключения к фазам сети, вторые выводы - к соответствующим обмоткам электродвигателя, вторые выводы второй группы замыкающих контактов объединены и предназначены для подключения к фазе сети, измерительный орган, диод, усилитель, источник питания, исполнительный блок, измерительный орган выполнен в виде резистора, исполнительный блок выполнен в виде реле с замыкающим контактом, который включен последовательно с резистором между управляющим переходом и анодом тиристора, последний предназначен для подключения к нулевому выводу обмоток электродвигателя, катод тиристора предназначен для подключения к нулевому проводу сети и соединен с нулем источника питания и через измерительный орган с анодом диода, который предназначен для подключения к корпусу электродвигателя, катод диода соединен с входом усилителя, выход которого через обмотку реле соединен с нулем источника питания.

Изобретение имеет следующее существенное отличие: снижение энергетических затрат при эксплуатации электродвигателя во влажных средах за счет устройства контроля тока утечки изоляции двигателя в отключенном положении с помощью резистора на входе усилителя и реле на выходе и периодической сушки изоляции двигателя с помощью тиристора, включенного между нулевым выводом двигателя и нулем источника питания и имеющего в цепи управления резистор и замыкающий контакт реле. Не найдено известных технических решений, в которых имеются признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, следовательно, предлагаемое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже изображено устройство для защиты обмоток электродвигателя от конденсации влаги.

Устройство содержит коммутатор 1, исполнительный блок 2, измерительный орган 3, выпрямитель 4, усилитель 5. Коммутатор 1, состоящий из магнитного пускателя 6 и его замыкающих контактов 7, осуществляет подключение двигателя 8 к одной фазе источника питания. Исполнительный элемент 2, состоящий из реле 9, соединенного с выходом усилителя 5 и нулем источника питания, и тиристора 10, вход которого соединен с нулевым выводом двигателя 8, а катод - с нулем источника питания, причем в цепь управления тиристора включена цепочка из замыкающего контакта 11 реле 9 и резистора 12, соединенного с нулевым выводом двигателя 8 и служащего для ограничения тока в цепи управления тиристора, подключают нулевой вывод двигателя 8 к нулю источника питания. Измерительный орган 3, служащий для создания входного напряжения на усилителе, выполнен в виде резистора 13, включенного между корпусом двигателя 8 и нулем источника питания. Выпрямитель 4, выполненный в виде диода 14, анод которого соединен с корпусом двигателя 8, а катод - с входом усилителя 5, подает однополупериодный импульс на вход усилителя 5. Обратная связь в усилителе 5 осуществлена параллельно соединенным с ним резистором 15. Коэффициент усиления усилителя 5 зависит от величины сопротивлений резисторов 15 и 16. Сигнал с корпуса двигателя подается на усилитель 5 через измерительный орган 3 и выпрямитель 4. Управляющий сигнал подается на исполнительный элемент 2.

Схема работает следующим образом.

Для запуска двигателя 8 нажимают кнопку 18. При этом срабатывает магнитный пускатель 19 и его замыкающие контакты 22 замыкаются, подавая на обмотки двигателя 8 трехфазное напряжение, приводя его во вращение. Устройство для защиты обмоток в это время не работает вследствие того, что суммарный ток утечки на корпус двигателя в рабочем режиме равен нулю.

Для остановки двигателя нажимают кнопку 17, магнитный пускатель 19 отключается, размыкая контакты 22 и замыкая контакт 21. Срабатывает магнитный пускатель 6 и его контакты 7 замыкаются, подключая обмотки двигателя к одной фазе источника питания. Суммарный ток утечки на корпус двигателя, проходя через резистор 13, преобразуется в напряжение, которое через диод 14 попадает на вход усилителя 5 с коэффициентом усиления, зависящим от величин сопротивлений резисторов 15 и 16. Усиленное напряжение попадает на обмотку реле 9.

По мере увеличения конденсации влаги на обмотках двигателя после его отключения суммарный ток утечки увеличивается, а следовательно, увеличивается и напряжение, приложенное к реле 9. Как только величина напряжения на реле 9 достигает напряжение его срабатывания, замыкается контакт 11, открывается тиристор 10. На обмотки двигателя приложено напряжение одной фазы.

По мере нагрева обмоток влага испаряется, уменьшается суммарный ток утечки, а следовательно, уменьшается приложенное к реле 9 напряжение. Когда напряжение становится равным напряжению отпускания реле, контакт 11 размыкается. Тиристор 10 закрывается. Сушка прекращается.

Если сопротивление изоляции равно допустимому, то возникающая величина тока не достаточна для срабатывания реле 9 и нагрев не происходит. При включении двигателя в любой момент времени устройство защиты отключается.

Таким образом, устройство позволяет производить сушку обмоток двигателя в нерабочем состоянии периодически в зависимости от содержания влаги на обмотках, автоматически подключая их к напряжению.

Применение защиты электродвигателя, эксплуатируемого во влажных средах, а также устройства для его реализации позволяет повысить срок его эксплуатации, значительно снизить энергетические и трудовые затраты по уходу и эксплуатации.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ, содержащее магнитный пускатель с цепью управления и двумя группами замыкающих контактов, соединенных последовательно, первые выводы первой группы замыкающих контактов предназначены для подключения к фазам сети, вторые выводы - к соответствующим обмоткам электродвигателя, вторые выводы второй группы замыкающих контактов объединены и предназначены для подключения к фазе сети, измерительный орган, диод, усилитель, источник питания, исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения, измерительный орган выполнен в виде резистора, исполнительный блок выполнен в виде реле с замыкающим контактом, который включен последовательно с резистором между управляющим переходом и анодом тиристора, последний предназначен для подключения к нулевому выводу обмоток электродвигателя, катод тиристора предназначен для подключения к нулевому проводу сети и соединен с "нулем" источника питания и через измерительный орган - с анодом диода, который предназначен для подключения к корпусу электродвигателя, катод диода соединен с входом усилителя, выход которого через обмотку реле соединен с "нулем" источника питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1