Устройство для управления трехфазной нагрузкой с защитой от перекоса фаз и сигнализацией
Устройство относится к области электротехники и может быть использовано для управления трехфазным электродвигателем с защитой его от перекоса фаз питающей трехфазной сети. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей путем обеспечения достоверной световой сигнализации о любой неисправности контролируемой трехфазной сети и защиты подключенной к ней нагрузки, например трехфазного электродвигателя, от работы сети в неполнофазном режиме. Для этого устройство содержит светодиодную матрицу, элементы ограничения тока, трехфазную контролируемую сеть, однополупериодный выпрямитель, звуковой сигнализатор, подстроечный резистор, стабилитрон, оптоэлектронное трехфазное реле для управления трехфазным электродвигателем, тиристорный оптрон, источник питания, ограничительный резистор и ключевой элемент. 1 ил.
Устройство относится к области электротехники и может быть использовано для управления трехфазной нагрузкой.
Известно устройство для управления трехфазным электродвигателем с защитой от обрыва фаз (Патент RU 2239929 С2, МПК 7 Н 02 Н 7/09, опубл. 10.11.2004 г.).
Недостатком известного устройства является отсутствие сигнализации об обрыве фазы трехфазной питающей сети.
Известно устройство для контроля наличия трехфазных напряжений
(А.С. SU №1836769 A3, МПК 7 Н 02 Н 3/24, опубл. 23.08.1993 г.), однако известное устройство не содержит защиты нагрузки от обрыва фаз.
Наиболее близким к предлагаемому является "Сигнализатор перекоса фаз" (ж. "Радио", 2003 г., №11, стр.42, 43).
Недостатками известного устройства являются: отсутствие реакции светового сигнализатора на перекос фаз контролируемой трехфазной сети и отсутствие защиты нагрузки.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения достоверной световой сигнализации о любой неисправности контролируемой трехфазной сети и защиты нагрузки, например, трехфазного электродвигателя.
На чертеже приведена электрическая схема устройства.
Устройство содержит три пары соединенных встречно-параллельно одиночных светодиодов, одни выводы каждой из которых через элементы 1, 2, 3 ограничения тока подключены к фазам А, В, С контролируемой трехфазной сети, к нейтрали N которой через подстроечный резистор 4, зашунтированный стабилитроном 5, подключены вторые выводы всех трех пар светодиодов. Однополупериодный выпрямитель 6 своим входом подключен параллельно стабилитрону 5, а выходом - к звуковому сигнализатору 7.
Три пары соединенных встречно-параллельно одиночных светодиодов объединены в три трехцветных индикатора 8, 9 и 10, каждый из которых включает в себя светодиоды 11, 12, 13 первого и светодиоды 14, 15, 16 второго цветов свечения, излучающие на общий световод. Аноды светодиодов 11, 12, 13 первого цвета свечения первого 8, второго 9 и третьего 10 индикаторов объединены с катодами светодиодов 14, 15, 16 второго цвета свечения второго 9, третьего 10 и первого 8 индикаторов соответственно.
Оптрон 17 содержит светодиод, подключенный анодом к выходу звукового сигнализатора, и фототиристор, шунтирующий управляющий вход оптоэлектронного трехфазного реле 18, через силовые контакты которого к контролируемой трехфазной сети подключен трехфазный электродвигатель 19. Катоды фототиристора и светодиода оптрона 17, минусовой вход оптоэлектронного трехфазного реле 18 и минусовой вывод источника питания постоянного тока 20 объединены и подключены к нейтрали N.
Плюсовой вывод источника питания 20 через ограничительный резистор 21 и ключевой элемент 22 подключен к плюсовому входу оптоэлектронного трехфазного реле 18.
Устройство работает следующим образом.
В нормальном режиме на фазах А, В, С действует трехфазная система питающего напряжения. Если светодиоды 11, 12, 13 первого цвета свечения выбраны, например, желтого свечения, а работающие с ними в паре на общий световод светодиоды 14, 15, 16 второго - синего цвета свечения, то в результате смешивания их излучений в световодах трехцветных индикаторов 8, 9, 10 последние светятся зеленым светом, сигнализируя об исправности фаз сети.
Чтобы запустить трехфазный электродвигатель в работу, необходимо замкнуть ключевой элемент 22. В этом случае от источника напряжения постоянного тока 20 через резистор 21 на управляющий вход оптоэлектронного трехфазного реле 18 подается питание, при этом реле 18 включается и запускает трехфазный электродвигатель 19.
При исчезновении напряжения, например, на фазе А питающей сети вследствие ее обрыва или недопустимого "перекоса" (при этом запирается двуханодный стабилитрон, входящий в состав элемента 1 ограничения тока) прекращается свечение светодиодов 11 и 15, в результате чего индикатор 8 меняет зеленое свечение на синее, а индикатор 9 - зеленое на желтое. При этом индикатор 10 продолжает светиться зеленым светом, указывая на наличие линейного напряжения VBC или, что то же, фазных напряжений VB и VС. Одновременно появляется переменное напряжение асимметрии (перекоса) на резисторе 4, которое превращается выпрямителем 6 в постоянное, ограничиваемое при большом перекосе (обрыве) фаз стабилитроном 5. Если оно превысит некоторый минимальный уровень, сигнализатор 7 начинает издавать прерывистый сигнал. В момент появления этого сигнала возбуждается светодиод оптрона 17, при этом отпирается его фототиристор и шунтирует управляющий вход оптоэлектронного трехфазного реле 18, которое отключается и обесточивает трехфазный электродвигатель 19.
В качестве звукового сигнализатора 7 могут быть использованы, например, два мультивибратора на элементах микросхемы, выполняющей функцию И-НЕ, и звукоизлучатель, например пьезоэлектрический.
Подстроечный резистор 4 служит для установки порога срабатывания сигнализатора 7 и оптрона 17.
Таким образом, устройство, сохраняя функцию прототипа, а именно - звуковую сигнализацию при перекосе фаз, дополнительно обеспечивает:
- визуальный контроль за состоянием каждой из фаз питающей сети при помощи трехцветных индикаторов;
- защиту трехфазной нагрузки, например, трехфазного электродвигателя, подключенного к контролируемой трехфазной сети, от работы в неполнофазном режиме и при недопустимой асимметрии напряжений фаз.
Устройство для управления трехфазной нагрузкой с защитой от перекоса фаз и сигнализацией, содержащее три пары соединенных встречно-параллельно одиночных светодиодов, одни выводы каждой из которых через первый, второй и третий элементы ограничения тока подключены соответственно к первой, второй и третьей фазам контролируемой трехфазной сети, к нейтрали которой через подстроечный резистор, зашунтированный стабилитроном, подключены вторые выводы всех трех пар светодиодов, однополупериодный выпрямитель, своим входом подключенный параллельно стабилитрону, а выходом - к звуковому сигнализатору, причем три пары соединенных встречно-параллельно светодиодов объединены в три трехцветных индикатора, каждый из которых включает в себя светодиоды первого и второго цветов свечения, излучающие на общий световод, аноды светодиодов первого цвета свечения первого, второго и третьего двухцветных индикаторов объединены с катодами светодиодов второго цвета свечения второго, третьего и первого трехцветных индикаторов соответственно, оптрон, оптоэлектронное трехфазное реле, через силовые контакты которого к контролируемой трехфазной сети подключен трехфазный электродвигатель, источник питания постоянного тока, ограничительный резистор и ключевой элемент, причем катод светодиода оптрона, минусовой вход оптоэлектронного трехфазного реле и минусовой вывод источника питания постоянного тока объединены и подключены к нейтрали, а плюсовой вывод источника питания постоянного тока через ограничительный резистор и ключевой элемент подключен к плюсовому входу оптоэлектронного трехфазного реле, отличающееся тем, что анод светодиода оптрона подключен к выходу звукового сигнализатора, а фототиристор оптрона шунтирует управляющий вход оптоэлектронного трехфазного реле.
