Устройство для защиты трехфазного электродвигателя

 

О П И С А Н И Е ()936183

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 22. 09, 80 (21) 2983524/24-07 с присоединением заявки ¹ 3009017/07 (23)Приоритет по п.2 и п.3 от 24.11.80

Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15 .06 . 82 (51) М. Кл.

Н 02 Н 7/08

Государственный комитет

СССР ао делам нмбретений и открытий (53) УД К 621- 316.

° 925(088.8) (72) Автор изобретения

А. О. Грундулис

Латвийская ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение. относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты трехфазных электродвигателей.

Известно устройство защиты асинхронного двигателя, содержащее три трансформатора тока, токовые обмотки которых включены в цепь питания электродвигателя, а сигнальные подсоединены к блоку управления, связанному с исполнительным органом (1J. 1О

Недостатком этой схемы является то, что в ней применены три трансформатора тока для получения измерительных сигналов, что усложняет схему и значительно увеличивает ral5 бариты устройства °

Наиболее близким к. предлагаемому по технической сущности является устройство для защиты трехфазных электродвигателей, содержащее два измерительных трансформатора тока, включенные в цепь питания электродвигателя, орган сравнения в виде фазочувствительного детектора, подключенный ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, исполнительный орган, включенный между средними точками трансформаторов тока (2).

Недостатком такого устройства является то, что в нем применены два одинаковых трансформатора тока, одна из токовых обмоток каждого из которых включена в отдельные фазы питания электродвигателя, а.вторые токовые обмотки соединены последовательно и включены в третью фазу питания электродвигателя.

Использование двух трансформаторов тока приводит к увеличенному расходу трансформаторной стали и медного привода, а последовательное соединение двух токовых обмоток снижает надежность устройства, так как в месте их соединения возможно нарушение контакта. . Кроме того, при применении устройства при больших величинах измеряемых токов необходимо применять

936183

i >коцые с>б>логк>л с большим сечением, что делает практически невозможным н.->м<>тку их на стержнях магнитопровод<>в трансформаторов тока.

Цель изобретения - упрощение уст- 5 ройства путем использования только одного трансформатора тока и повышение надежности работы устройства при увеличении мощности электродвигателя. 30

Поставленная цель достигается тем, что, магнитопровод вышеупомянутого трансформатора тока выполнен двухсекционным, причем токовая об,мотка второй фазы сети размещена на 15 среднем стержне магнитопровода трансформатора тока, а токовые обмотки первой и третьей фаз и две сигнальные обмотки размещены по одной на крайних противоположных сторонах магнитопровода, при этом токовая обмотка второй фазы включена встречно остальным токовым обмоткам. Кроме того, вышеупомянутый магнитопровод выполнен трехсекционным с окнами, д через которые проходят линейные провода токовых обмоток, а сигнальные обмотки размещены на общих средних стержнях магнитопровода, а на крайних стержнях магнитопровода располо" жены дополнительные сигнальные обмотки, последовательно соединенные с основными сигнальными обмотками.

На фиг. 1, 3 и 5 представлены варианты выполнения предлагаемого устройства, на фиг. 2, 4 и 5 - соответственно векторные диаграммы его работы.

Устройства для защиты трехфазного электродвигателя 1 содержит трансформатор тока 2 с токовыми обмотками

3, 4 и 5, сигнальные обмотки 6-9, орган сравнения 10, исполнительный орган 11 и магнитный пускатель 12.

Устройство по фиг. 1 и 2 работает следующим образом.

При включении электродвигателя

1 ток нагрузки фаз проходит через токовые обмотки 3, 4 и 5 и создает магнитные потоки в обоих магнитопроводах сердечника трансформатора тока 2, причем магнитный поток первого магнитопровода создается током обмоток 3 и 4 и соответственно на выходе сигнальной обмотки 6 появляется на- s5 пряжение Ц,, пропорциональное сумм >рному магнитному потоку первого магнитог>довода. д><алиги i>лагнитныи поток создается током обмоток 3 и 5 и на выходе сигнальной обмотки 7 появляется напряжение И, пропорциональное суммарному магнитному потоку второго магнитопровода.

При нормальной работе электродвигателя 1 на всех трех фазах измерительные напряжения И,1 и U < одинаковы по величине и сдвинуты по фазе на угол Ц>, зависящий от соотношения числа витков токовй обмотки 3 к числу витков токовых обмоток 4 и 5, число витков которых одинаково.

На фиг. 2 покавана векторная диаграмма образования суммарных магниных потоков ф„ и ф и угла сдвига фаэ между ними

При обрыве фазы в соответствующей токовой обмотке тока не будет, суммарные магнитные йотоки фл и ф

>изменяются и угол сдвига фаэ г между ними становится 0 или 1<>0 в эависиО мости от того, в какой фазе обрыв.

Соответственно измерительные напряжения U и U сдвигаются на такой же угол.

Орган сравнения 10 выявляет изменение фазового сдвига между измерительными напряжениями Ц, и Ц и подает сигнал на исполнительный орган 11, который отключает электродвигатель 1.

Устройство по фиг.3-6 работает следующим образом.

При протекании трехфазного тока нагрузки в линейных приводах 3, 4 и 5 на выходе сигнальных обмоток

8 и 9 появляются измерительные напряжения Ц и 0, причем напряжение

U 1 на выходе сигнальной обмотки 8 пропорционально разности токов линейных проводов 3 и 4, а напряжение U> на выходе сигнальной обмотки

9 пропорционально разности токов линейных проводов 3 и 5.

Угол сдвига фаз между И,г a Ug в этом случае составляет 60 как показано на фиг,4. При возникнове,нии аварийного режима в системе линейных проводов, когда имеет место обрыв фазы и один иэ токов равен нулю, угол сдвига фаэ равен 0 или

180 Р в зависимости от того, в такой фазе обрыв.

Для получения других эначе><ий угла сдвига фаэ Ч: прим неHbl дополнительные сигнальные >бн >к л 6 «7

83 6 го трансформатора и соответственно уменьшения числа соединений.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя, содержащее трансформатор тока с токовыми обмотками, включенными в цепь питания электродвигателя, и сигнальными об,мотками, подключенными к органу сравнения, соединенному с исполнительным органом, и магнитный пускатель, о тл и ч а ю щ " e с я тем, что, с целью упрощения устройства путем использования в нем только одного трансформатора тока, магнитопровод вышеупомянутого трансформатора тока выполнен двухсекционным, причем токовая обмотка второй фазы сети размещена на среднем стержне магнитопровода трансформатора тока, а токовые обмотки первой и третьей фаз и две сигнальные обмотки размещены по одной на крайних противоположных сторонах магнитопровода, при этом токовая обмотка второй фазы включена встречно остальным. токовым обмоткам.

2. Устройство по и.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при увеличении мощности электродвигателя, магнитопровод выполнен трехсекционным с окнами, через которые проходят линейные провода токовых обмоток, а сигнальные обмотки размещены на общих средних стержнях магнитопровода.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на крайних стержнях магнитопровода расположены дополнительные сигнальные обмотки, :последовательно соединенные с основными сигнальными обмотками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швейцарии и 541885, кл. Н 02 Н 7!18, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N 298987, кл. H 02 H 7/08, 1972.

5 9361 (фиг.5), причем напряжение в обмотке 6 пропорционально магнитному потоку первой секции магнитопровода трансформатора 1, а напряжение в обмотке 7 - магнитному потоку третьей секции магнитопровода, т.е. общее напряжение U< в этом случае складывается иэ геометрической суммы напряжений в первой сигнальной обмотке 8 - U u s дополнительной сигнальI

- 10 ной обмотке 6 - U, à U< — из геометрической суммы напряжений во вто-! рой сигнальной обмотке 9 - Ц и дополнительной сигнальной обмотке

7 — U . Угол сдвига фаз ф в этом случае между U< и 11, как видно из векторной диаграммы на фиг.6, зависит от соотношения величин напряжений основных и дополнительных сигнальных обмоток и, следовательно, 20 от соотношения числа витков этих обмоток. При обрыве фазы, когда один из линейных токов равен нулю, угол о сдвига 9 равен 0 или 180, как и в случае секционного трансформатора 23 без дополнительных обмоток. Изменение сдвига фаз определяет орган сравнения 10, далее сигнал поступает на исполнительный орган 11 и магнитный пускатель 12. 30

Предлагаемое устройство может применяться в качестве фазочувствительного устройства защиты трехфазных электродвигателей средней и большой мощности, например в сельском хозяйстве, в. кормоцехах, на агрегатах витаминизированной травяной муки, в комбикормовых цехах. С помощью секционного трансформатора, примененного в устройстве защиты, можно 10 получить два измерительные напряжения, пропорциональные по величине трехфазному току и сдвинутые на опреде" ленный фазовый угол, зависящий от режима в трехфазной системе питания.

Повышение надежности работы достигнуто за счет уменьшения числа элементов, т,е. введение только одно936183

Составитель С.Курбангалиева

Техред Т, Маточка Корректор Н.Стец

Редактор M.Êåëåìåà

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

Заказ 4238/64 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303., Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5