Устройство для температурной защиты электродвигателя

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ щ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.04. 81 (21) 3284361/24-07 (51) М. КЛ.

H 02 H 5/04 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316..925(088.8) Опубликовано 301082. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30.10.82 (72) Авторы изобретения.О. Я. Каретный, М. Н. Гашков, В. А. Трусов

Всесоюзный научно-исследовательский и проект кбнструкторский институт по автоматизирован электроприводу в лромышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (71) Заяв итель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ

ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электродвигателя от перегрева при ненормальных режимах его работы.

Известно устройство температурной защиты электродвигателя, содержащее емкостный делитель напряжения, выпрямительный мост, сглаживающий фильтр, стабилизатор напряжения, преобразователь на транзисторах, подключенный к термодатчикам, и исполнительное реле и устройство для защиты электродвигателя от повышения температуры, содержащее источник питания, термодатчик,.помещенный в обмотках защищаемого электродвигателя, выход которого соединен через пороговый элемент и элемент ИЛИ с исполнительным элементом, интегратор, генератор тактовых импульсов и элемент задержки f1J.

Недостатками указанных устройств являются необходимость источника стабилизированного питания, большая инерционность и низкая надежность, так как содержится большое количество полупроводниковых приборов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащее источник питания, три термодатчика, установленные на обмотках электродвигателя и включенные на вход блока управления с токовым ключом на транзисторах, к выходу которого подключен исполнительный орган — тирис1р тор (2lНедостатком данного устройства является необходимость дополнительных обмоток для источника питания, а поэтому сложность изготовления.

Цель изобретения — упрощение устройства при одновременном повышении надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащее три термодатчика, установленные на статорных обмотках электродвигателя, два конденсатора и выпрямитель, к выходу которого подключен исполнительный орган, дополни2 тельно снабжено тремя резисторами, причем одна из фаз через последова-. тельно соединенные первый конденсатор, первый резистор, второй конденсатор, термодатчики и третий резистор подключена к другой фазе,. опере970543 жающей упомянутую, а точка соединения первого резистора с вторым конденсатором через второй резистор соединена с третьей фазой, отстающей от первой, .при этом точки соединения первого конденсатора с пер,вым резистором и третьего резистора с термодатчиком подключены к выпрямителю.

Кроме того, в качестве исполнительного органа использовано реле.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - векторные диаграммы токов и напряжений.

Устройство содержит перный конденсатор 1, первый, второй и третий резисторы 2-4, второй конденсатор 5, статор электродвигателя б, термодатчики 7-9 с положительным температур" ным коэффициентом (например, позис- 2р тори), ныйрямительный мост 10 и исполнительный орган 11 — реле.

В устройстве фаза A соединена че" рез последовательно соединенные кон" денсатор 1, резистор 2, конденсатор

5, термодатчики 7-9 и резистор 4 с фазОй С. Точка соединения резистора

2 с конденсатором 5 связана через резистор 3 с фазой В, а точки соединения конденсатора 1 с резистором

2 и резистора 4 с термодатчиком 9 . подключены к входу выпрямительного моста 10, выход которого подсоединен к исполнительному органу - реле 11.

Устройство работает следующим 35 образом. . При нормальном режиме работы электродвигателя температура обмоток статора ниже пороговой и сопро тивление термодатчикон 7-9 но много 4р раз меньше сопротинления конденсатора 5. В этом случае напряжение трехфазной сети распределяется на активно-реактивных элементах устройства так как показано на фиг. 2. 45

Напряжение U < на резисторе 2 (благодаря последовательному включению конденсатора 1 и резистора 2 в фазу A) оказывается сдвинутым по фазе и сторону опережения по отношению к напряжению UA а с помощью цепи последовательно соединенных резистора 4, термодатчиков 7-9 и конденсатора 5 напряжение U на конденсаторе 5 и термодатчиках 7-9 оказывает-. ся сдвинутым по фазе в сторону опережения относительно напряжения Пс.

Таким образом, напряжение Up< и У оказываются равными по величине и практически совпадают по фазе, а разность их после выпрямления мостом 10 6Р подается на исполнительный органреле 11. Разность напряжений Ug и Б ; близка к нулю и поэтому через реле 11 протекает ток меньше тока срабатывания.

Для того, чтобы при наличии всех фаэ, правильном чередовании и допустимой температуре обмоток статора

Ug и UZ- были равны по величине и совпадали по фазе, необходимо, чтобы между номиналами элементов устройства выполнялись следующие соотношения:

Х„= З К1;

Х =R1;

R> = (1+ .П)К;

R3 = xc4 33

Rg=Qg где. R1 сопротивление резистора 2;

ХС1 =

1/мС1 — емкостное сопротивление конденсатора 1 (ui — частота сети, С1 — емкость конденсатора 1);

Х 1 = - емкостное сопротивле1/мС 1 ние конденсатора 5;

Р2 сопротивление резистора 3;

Ry - сопротивление резистора 4;

Rg - сопротивление термодатчиков при температуре ниже пороговой.

В этом случае разность между напряженяими 0 „ и О - близка к нулю.

При перегрузках электродвигателя повышается температура обмоток статора до пороговой и соответственно резко увеличивается сопротивление датчиков (термодатчиков) 7-9 (одного или всех), напряжение 0 - Возрастает. Между напряжениями Ugq и U появляется фазовый сдвиг (фиг. 3), соответственно увеличивается разность их и ток через реЛе 11 превысит порог срабатывания. При этом реле 11 срабатывает и своим контактом отключает электродвигатель.

Предлагаемое устройство обеспечивает ускоренное отключение электродвигателя при неполнофазном режиме работы. При обрыве фазы В точка 0 (фиг. 2) сместится вдоль нектора U« что приведет к появлению между векторами Ug< и Ьу- фазового сдвига около 60 эл.град. и, соответственно, к увеличению тока через реле 11, ко- торое срабатывает. При обрыве фазы

A или С одно из напряжений Ug< или

U оказывается нескоипенсированным и достаточным для нключения реле 11.

Устройство защищает также электродвигатель от ошибочного включения при изменении чередования фаз, что может привести к выходу из строя механизма технологической линии, обслуживаемой им, и последующему заклиниванию электродвигателя. При изменении чередования фаз (фиг. 1) 970543

Формула изобретения фиг.! между векторами ИР4 и цтпоявляется фазовый сдвиг, приблизительна равный

120 эл.град. Разность напряжений

UQ1 и Цу- (после выпрямления мостом

10) будет достаточной для включения реле 11.

В устройстве осуществляется самоконтроль за исправностью цепи термодатчиков и в случае обрыва связи между термодатчиками обмотка реле 11 оказывается включенной через резистор 4 и конденсатор 1 между фазой

A. и В. В результате реле 11 срабатывает, отключая электрооборудование.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет защищать электродвигатель от перегрева в опасных режимах благодаря уменьшению инерционности срабатывания устройства, а простота исполнения и независимость параметров срабатывания от колебаний напряжения сети придают устройству высокую надежность.

Экономическая целесообразность применения изобретения определяется увеличением срока службы электродвигателя между капитальными ремонтами и уменьшением общего числа отказов электрооборудования.

Кроме того, предлагаемое устройство предусматривает использование для защиты электродвигателей и дру гого .электрооборудования в сельском хозяйстве.

1. Устройство для температурной зашиты электродвигателя, содержащее .три термодатчика, установленные на статорных обмотках электродвигателя, два конденсатора и внпрямитель„ к выходу которого подключен исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения

10 устройства ри одновременном повыаении надежности его работы, оно дополнительно снабжено тремя резисторами, причем одна из фаз через последовательно соединенные первый конденсатор, первый резистор, второй конденсатор, термодатчики и третий резистор подключена к другой фазе, опережающей упомянутую, а точка соединения первого резистора с вторым конденсатором через второй резистор соединена с третьей фазой, отстающей от первой, при этом точки соединения первого конденсатора с первым резистором и третьего резистора с термодатчиком подключены к выпрямителю.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве исполнительного органа использовано реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 691986, кл..Н 02 Н 5/О 4, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 675518, кл. Н 02 5/04, 1977.

970543

Составитель Л. Корнеева

Редактор Ю. Конам Техред Л.Пекарь Корректор A. Гриценко

Заказ 8413/б9 Тираж бб9 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делаи изобретений и открытий

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

Филиал ЛЛП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4