Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазных режимов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ,936185

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заивлено 16 10. 80 (21) 2993799/24-07 (5! )М. Кл.

3 с присоединением заявки ¹

Н 02 Н 7/08

Государственный квинтет (23) Приоритет но делам нмбретений н открытий

Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень ¹ 22 (53) УДК621.316. .925 (088. 8) Дата опубликования описания 15.06.82 (72) Ав. р изобретения

В,И.Миронов

1

L

Научно-произ водст венное объединение ВН ИИтТФОт166РМАШ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ НЕПОЛНОФАЗНЫХ

РЕЖИМОВ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты от неполнофазных режимов грузоподъсмного электродвигателя, не имеющего выведенной нулевой точки статорных обмоток, соединенных в звезду.

Известно устройство для обнаружения обрыва фазы в многофазной сис" теме, содержащее трехфазный двухпо то лупериодный выпрямитель, подклЮченный через резисторы к фазам сети и выход которого соединен с делителем напряжения, выполненном на двух резисторах. Параллельно одному из

1S резисторов делителя подключен динистор и светодиод, оптически связанный с фототранзистором (1j. .Однако известное устройство не обеспечивает защитное отключение электродвигателя при обрыве за точкой подключения устройства к цепям питания, а также при работе электродвигателя в неполнофаэном режиме со скольжением, близким к номинальному.

Кроме того, при обрыве фазы на выходе устройства появляется пульсирующий сигнал, который не может быть исполь" зован без предварительного усиления и преобразования для приведения в действие средств защиты.

Известно также устройство, содержащее бистабильный мультивибратор с двумя устойчивыми состояниями, в одно из плеч которого включена отключающая катушка, три трансформатора тока и трансформатор напряжения, вторичные обмотки которых через мостовые выпрямители соединены с входами пяти транзисторных ключей. Первичная обмотка трансформатора напряжения включена между нулевой точкой, образованной подключенными к фазам резисторами, и нулевым проводом.

Выходы ключей подключены к управляющему входу мультивибратора и соединены так, что при исчезновении одного фаэного тока или напряжения муль185

16

3 936 тивибратор, переводится в состояние, приводящее k срабатыванию отключающей катушки и обесточиванию электродвигателя (21.

Это устройство не допускает пуск электродвигателя при обрыве фазы, но разрешает его включение при обрыве статорных обмоток или жил питающего кабеля, а при наличии электродвигателей, включенных параллельно . защищаемому, обрыв фазы не приводит к исчезновению тока в поврежденной фазе. Вследствие этого устройство не обеспечивает отключение защищаемого электродвмгателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для обнаружения неуравно- вешенности фаз, содержащее реле постоянного тока, эашунтированное диодом, кнопку сброса, подключенную к бистабильной цепи, соединяющей . реле постоянного тока с выходными зажимами блока выделения наибольше" го и наименьшего иэ сигналов, входные зажимы которого через выпрямитель ные элементы подключены ко вторичным зажимам трех трансформаторов тока, а их первичные зажимы включены в разрыв жил кабеля, питающего нагрузку Е33, Данное устройство не контролирует наличие всех фаз, целостность . жил кабеля, нулевого провода и статорных обмоток перед. включением электродвигателя, а поэтому допускает его. пуск при их .обрыве, что недопустимо для груэоподъемных электро двигателей. Кроме того, устройство требует источник оперативного напряжения, что увеличивает его габариты,. а обрыв катушки реле или повреждение источника питания приводит к потере защитных свойств устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности защиты. .Для достижения указанной цели в устройство дополнительно введены кнопка контроля, подключенная к фазе сети и. жиле кабеля, тиристорный оптрон, шунтированный защитным диодом, два балластных резистора, включенных между двумя другими жилами кабеля .и нулевым проводом через эашунтированный защитным диодом светодиод оптрона, токоограничивающий резистор, трехфазный двухполупериодный мост, соединенный с фазами сети и выход которого через ограничивающий резистор и тиристор оптрона подключен к катушке реле постоянного тока, потенциометр и тиристор, включенный через кнопку сброса параллельно упомянутой катушке реле и соединенный своим катодом, а через потенциометр и управляющим электродом с выходными зажимами блока выделения наибольшего и наименьшего иэ сигналов„

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит реле 1 постоянного тока, зашунтированное диодом

2,. кнопку сброса 3, F:1oê выделения наибольшего и наименьшего из сигналов 4, входные зажимы 5, 6 и 7 <оторого через выпрямительные элементы

8, 9 и 10 подключены ко вторичным зажимам трансформаторов тока 1 1, 12 и 13, кнопку контроля 14, подключенную к фазе 15 сети и жиле 16 кабеля.

Между двумя другими жилами 17 и

18 кабеля и нулевым проводом 19 через балластные резисторы 20 и 21 включен зашунтированный защитным диодом 22 светодиод оптрона 23, тиристор которого соединен с выходом подключенного к фазам 15, 24 и 25 сети трехфазного д,:хполупериодного моста 26 через токос.::1;-..нчивающий резистор 27 и катуш;. л .а 1, параллельно которой чере-,.-: .. „ сороса

3 включен тиристор 21, ---:од тиристора через потенциометр 29 и его управляющий электрод подключены к выходным зажимам 30 и 31 блока 4.

Первичные зажимы трансформатороз тока 11, 12 и 13 нклю-,ея ь = разрь з жил 16, 17 и 18 кабеля, питающего электродвигатель 32 и не имеющего выведенной нулевой точки с. а.,орны; обмоток, соединенных в звезду.

Перед пуском электродвигателя кратковременно нажимается кнопка контроля 14, При наличии всех фаз напряжение с выпрямительного моста

26 прикладывается к тиристору оптрона 23. Одновременно с этим, если отсутствуют обрывы жил кабеля, статорных обмоток и нулевого провода, в отрицательный полупериод напряжения фазы В через светодиод оптрона 23 потечет ток по цепи: фаза В, кнопка контроля 14, жила 16, статорные обмотки электродвигателя 32, соединенные в звезду, жилы 17 и 18, 6185 6 е0

5 93 резисторы 20 и 21, нулевой провод

19. При этом тиристор оптрона 23 отпирается и остается в проводящем состоянии после отпускания кнопки

14. Катушка реле 1 через резистор

27 подключается к выходу моста 26.

Реле отрабатывает и разрешает включение электродвигателя. После включения электродвигателя из фазных токов с помощью трансформаторов тока !

1-13 и выпрямительных элементов

8-10 формируются сигналы пропорциональные величине тока, которые подаются на выходные зажимы 5-7 блока выделения наибольшего из сигналов 4.

Так как в нормальном режиме работы эти сигналы приблизительно одинаковы, напряжение между выходными зажимами

30 и 31 близко к нулю и тиристор 28 заперт. Отстройка от естественной асимметрии токов электродвигателя осуществляется с помощью потенциометра 29.

При наличии обрыва жил кабеля, статорных обмоток, нулевого провода, а также соединительных цепей устройства ток через светодиод оптрона при нажатии. кнопки контроля .14 равен нулю или значительно меньше тока отпирания оптрона. Поэтому тиристор оптрона 23 не пробивается и реле не включается, запрещая тем самым включение электродвигателя, Если оборвана одна из фаз до включения электродвигателя, напряжение на выходе моста 26 имеет провалы до нуля. Поэтому после отпускания кнопки.контроля 14, когда напряжение на выходе моста достигает нулевого уровня, тиристор оптрона 23 запира.ется и обеспечивает реле l, Диод 2 обеспечивает надежное запирание ти-, ристора оптрона, шунтируя токи от

ЭДС самоиндукции реле.

При обрыве фазы или цепи питания работающего электродвигателя возни-, кает значительная асимметрия фазных токов, Поэтому на входные зажимы -7 блока 4 подаются с выпрямительных элементов 8-10 сигналы, значительно отключающиеся друг от друга. На выходе блока выделения наибольшего и наименьшего из сигналов 4 возникает напряжение, достаточное для отпирания тиристора 28. Он отпирается и шунтирует реле 1. Реле отключается и выдает сигнал на отключение электродвигателя. Если обрыв произошел в

15 го

35 статорных обмотках или жилах кабеля, то напряжение на выходе моста 26 после отключения электродвигателя не имеет провалов до нуля и тиристор

28 остается в проводящем состоянии

Это -же имеет место и в случае абрыва фазы и наведении в ней напряжения с . электродвигателя, включенного парал-, лельно защищаемому. Если параллельно работающего электродвигателя нет:, то в момент провала напряжения,на выходе мост. 26 тиристор 28 запирается, но одновременно с этим происходит запирание и тиристора оптрона

23. Поэтому реле во всех случаях от-, ключено и не допускает повторного включения электродвигателя до устранения обрыва. Только после этого путей нажатия кнопки сброса 3, а затеи кнопки контроля 14 можно перевести реле 1 во включенное состояние.

Предлагаемое устройство более на". дежно защищает электродвигатель, не имеющий выведенной нулевой точки статорных обмоток, соединенных в звезду, от неполнофазных режимов.

Устройство обеспечивает самоконтроль исправности основных элементов-и цепей как при отключенном, так и работающем электродвигателе, а поэтому в случае их повреждения исключает возможность возникновения аварии электродвигателя. Устройство также обеспечивает путем несложных манипу" ляций с кнопкой контроля обнаружение мест обрыва.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазно" го электродвигателя от неполнафаз" ных режимов, содержащее реле постоян" ного тока, зашунтированное диодом, кнопку сброса, блок выделения наибольшего и наименьшего из сигналов, вход" ные зажимы которого через выпрями" тельные элементы подключены ко вто" ричным зажимам трех трансформаторов тока, а их первичные зажимы включены в разрыв жил кабеля, питающего электРодвигатель, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью расшире ния функциональных вероятностей и повышения надежности, в устройство дополнительно введены кнопка контроля, подключенная к фазе сети и жиле кабеля, тиристорный оптрон, шунтмрованный защитным диодом, два балласт-. ных резистора, включенных между двумя

93618

ВИИИПИ Заказ 4238/64 Тираж 669 Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород> ул. Проектная, 4 другими жилами кабеля и нулевым проводом через зашунтированный защитным диодом светодиод оптрона, токоограничивающий резистор, трехфазный двухполупериодный мост, соединенный с фаза- ми сети и выход которого через токо.ограничивающий резистор и тиристор оптрона подключен к катушке .реле постоянного тока, потенциометр и тиристор, включенный через кнопку 10 сброса параллельно упомянутой катушке реле и соединенный своим катодом, 5 8 а через потенциометр и управляющим электродом с выходными зажимами бло- ка выделения наибольшего и наименьшего иэ сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пат нт CLIA N 4027204, кл. 361-1 1977 °

2. Патент ФРГ Н 1918345, кл. H 02 H 7/09, 1978.

3, Патент США 4 3401.308, кл. 317-47, 1968 (прототип).