Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима

 

Союз Coaercwx

Социалистически@

Реслублик (1н 862305

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 191279 (21) 2854528/24-07 с присоединением заявки Ho— (23) Приоритет—

Опубликовано 0709,81„Бнзллетеиь М ЗЗ

Дата опубликования описания 0 70981 (51)М. Кл З

Н 02 Н 7/08

Государственный комитет

СССР

I70 делам изобретений и открытий (53) УДКб21. ЗЫ. . 925 (088.8) P2) Авторы изобретения

Э.К. Федоров и Э.M. Шнее (71) Заявитель

/ (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ OT АНОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА

Из обретение относит ся к электротехни- кеке и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей от работы на двух фазах и перегрузки.

Известны устройства для защиты трехфазных электродвигателей, основанные на фиксации несимметрии токов фаз при работе на двух фазах11).

Указанные устройства содержат трансформаторы тока, фазочувствительные блоки сравнения и выходные отключающие реле.

Недостатками укаэанных устройств являются их ограниченная чувствительность к токам перегрузки двигателя в )5 симметричном трехфазном режиме и недостаточно надежная отстроика от пусковых токов при наличии несимметрии в трехфазной системе токов.

Наиболее близким к предЛагаемому 20 изобретению является .устройство t2j которое содержит трансформаторы тока, фазочувствительный блок сравнения, элемент контроля перегрузки с интегрирукщим и реагирующим элемента- 2S ми и выходное отключакщее реле.

Недостатками устройства являются ограниченная чувствительность к токам неполнофазного режима и возможность неправильного срабатывания при наля- З0 чин пусковых токов двигателя со значительной несимметрней в трехфазнон системе токов. Указанное обусловлено принципом выполнения фазочувствительного органа сравнения, когда чувствительность устройства к токам неполнофазного режима не может выбираться достаточно высокой из-за возможности неправильного действия при наличии пусковых токов двигателя со значительной несимметрией в трехфазной системе токов.

Недостатком устройстча является также воэможность его неправильного срабатывания при неодновременном включении фаз коммутационного аппаГата и при йраткавременном выпадении фазы сети.

Цель изобретения — повышение чувствительности к токам неполнофазного режима при обеспечении надежной отстройки от несимметрии пусковых токов.

Для достижения поставленной цели устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима, содержащее два трансформатора тока, выпрямитель, подключенный к вторичным обмоткам трансформаторов, фазочувствительный блок сравнения с усили-.ельным элементом и элемент контроля

862 305 перегрузки, подключенные своими входами к выходу выпрямителя, а своими выходами - к реагирующему органу, дополнительно снабжено блоком торможения, содержащим резисторную и диодно-резисторную цепи и включенным между выпрямителем и входом усилительного элемента фазочувствительного блока ср"внения.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Схема содержит два трансформатора . тока опережающей 1 и отстающей 2 фазы, выпрямитель 3 из диодов 4,5,6,7, фазочувствительный блок 8 из усилителя 9, резисторов 10-14, диодов 1517, конденсаторов 18,19, элемент конт- 15 роля перегрузки 20 нз транзисторов

21-23, резисторов 24-31, стабилитрона 32 и конденсатора 33; реагирующий орган 34 из транзистора 35, стабилитрона 36, резистора 37 и выходного 2О отключакщеге реле 38. Дополнительно введен блок торможения 39 и резистора 40 и диодно-резисторной цепи 4143, выход усилительного элемента подключен через диод 44 к элементу контроля перегрузки.

Трансформаторы тока опережающей 1 и отстающей 2 фаз сети подключаются соответственно к фазам A и В. Третья фаза электродвигателя подключается непосредственно к фазе С сети. Вторич-30 ные полуобмотки трансформаторов имеют средние точки, подключенные к общей точке схемы, а свободные выводы полуобмоток через диоды 5 - 7 выпрямителя объединены в общую точку, об- 35 разующую совместно со сглаживающей емкостью положительный полюс питания схемы. Между положительным полюсом и общей точкой схемы включен элемент контроля перегрузки, выход кото- 4О рого соединен с реагирукцим органом

34. Newy выходом реагирующего элемента и положительным полюсом питания через резистор 37 включено выходное отключающее реле 38. Выход фазочувствительного блока соединен через диод 44 с элементом контроля перегрузки, а входы блока через резисторы 10 и 11 соединены, соответственно, с вторичной обмоткой трансформатора опережающей фазы сети и с вторичной обмоткой трансформатора отстающей фазы сети. Через дополнительный блок торможения 39 и резисторной и диодно-резистопной цепи усилительный элемент фазочувствительного бло 55 ка сравнения соединен с выходом и входами выпрямителя 3.

К первичным обмоткам трансформаторов тока подводятся фазные токи дви- 60 гателя ?д и IB, а выпрямленное и сглаженное напряжение, пропорциональное сумме этих токов, выделяется на эквивалентном сопротивлении нагрузки, включенной между положительным 65 полюсом и общей точкой схемы. укаэанное напряжение подается на элемент контроля перегрузки. В нормальном нагрузочном режиме напряжение, выделяемое на резисторах 24 и 25, не превышает напряжения стабилизаций стабилитрона 32, транзистор 21 закрыт, конденсатор 33 разряжен, а транзисторы 21 и 22 закрыты, При этом стабилитрон 36 и транзистор 35 закрыты, а реле 38 обесточено, При появлении перегрУз ки транзистор 21 открывается и током, протекаюшим через переход эмиттер-коллектор транзистора 21 и резистор 30, начинается заряд конденсатора 33. Величина этого тока пропорциональна кратности тока перегрузки, а установка устройства по току перегрузки может регулироваться резистором 28, Через определенную выдержку времени напряжение базы транзистора 23 достигает такой величины, когда происходит его открытие.

При этом через резистор 31, переход коллектор-эмиттер транзистора 23, стабилитрон 36 и резистор 37 начинает протекать ток, а потенциал .базы транзистора 22 уменьшается и становится меньше потенциала его эмиттера.

В результате этого транзистор 22 открывается и обеспечивается быстрый переход транзисторов 23 и 22 в режим насыщения, При этом происходит быстрое открытие и насыщение транзистора 35, и выходное реле срабатывает, обеспечивая отключение защйщаемого электродвигателя через определенную зависимую от тока выдержку времени, величина которой может регулироваться выбором резистора 30.

В нормальном симметричном режиме ток, протекающий через точку соединения. резисторов 10 и 12, примерно равен нулю. При этом тормозным током, протекающим через резистор 40, транзистоо 9 открыт, конденсатор 19 разряжен, а диод 32 закрыт. При обрыве фазы через точку соединения резисторов 11 и 12 протекает ток, который через диод 15 поступает на базу транзистора 9, вызывая его закрытие. При этом начинается заряд конденсатора 19 указанным током, напряжение на коллекторе транзистора 9 увеличивается, диод 44 открывается и обеспечивается заряд емкости 33. Через определенную выдержку времени происходит отКрЫтие транзистора 23. При этом срабатывает выходное реле 38 и отключает двигатель. Коэффициент несимметрии токов сети, от которого отстроено устройство, может изменяться выбором резистора 40, С целью уменьшения габаритов трансформаторов тока допускается работа последних при наличии пусковых токов в нелинейном режиме. B укаэанном режиме из-эа искажения формы вторичной

862305

ЭДС трансформаторов возможно загрубле:we устройства при обрыве фазы В и учувствление его при обрыве фазы С.

Для уменьшения этого явления s схему предусмотрено дополнительное торможение выпрямленным током отстающей фазы В,.вводимое через диоды 42, 43 и резистор 41.

Высокая чувствительность к токам неполнофаэ ного режима и надежность отстройки от пусковых токов обеспечивается рассмотренным вьые включением блока торможения 39 иэ резистора 40 и диодно-резисторной цепи 42, 43, 41.

Неправильная работа при разновременности замыкания фаз коммутационного . аппарата и кратковременном выпадении фаз сети исключается благодаря наличию выдержки времени при неполнофаэном режиме, обеспечиваемой интегрирукв ей емкостью, включенной в цепь отрицательной обратной связи усилительного элемента. Надежная отстройка.от пусковых токов позволяет повысить чувствительность к токам иеполнофаэного режима.

Использование предлагаемого устройства позволяет получить значительный технико-эконоюлческий эффект, заключающийся в повышении чувствителвности к токам неполнофаэного режима (примерно, в 2 раза по срав» нению с прототипом при одинаковом потреблении мощности сети на фазу) и надежности отстройкн от пусковых токов. Объем трансформаторов при этом уменьшен в 3 раза.

Предлагаемое устройство прошло испытания: чувствительность устройства к обрыву фазы <0,6 Еи, чувствительность к полнофазному режиму регулируется в диапазоне 0,7-1,1 ТН.

О стройка от кратковременных пусковых токов трехфазного режима до

7,5 Т и при несимметрни сети не более 25%.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима, содержащее два транс-. форматора тока, выпрямитель, подклю-. ченный к вторичным обмоткам транс15 форматоров, фазочувствительный сравнения с усилительным элементом и элемент контроля перегрузки, под ключенные своими входами к выходу выпрямителя, а своими выходами2О к реагирукщему органу, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности при обеспечении надежной отстройки от несимметрии пусковых токов, оно дополнительно снабжено блоком торможения, содержащем резисторную и диодно-резисторную цепи и включенным между выпрямителем и входом усилительного элемента фаэочувствительного блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 298987 кл. Н 02 Н 7/08, 1974 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 613439, кл, Н 02 Н 7/08, 1977.

Составитель В.Орлов

Редактор B.Àðècòîâà Техред N. Kcerrypa Корректор Г.Решетник

Заказ 6630/51 Тираж 675 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал 008 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4