Комплексний пристрій захисту електродвигуна від пошкоджень

Винахід відноситься до електротехніки, частково, до пристроїв для захисту трифазних електродвигунів від пошкоджень. Відомо ряд пристроїв для захисту трифазних електродвигунів від аномальних режимів. Відомий пристрій для захисту трифазного електродвигуна від аномального режиму [авт. свід. СРСР №1387096, МПК Η02Η7/08, 1986]. Недоліками є те, що пристрій виконує тільки дві функції - контролю температури обмотки статора і контролю обриву фази живильної електромережі. Але не менш головною проблемою є контроль і захист електродвигунів від можливих пошкоджень, які виникають від зниження опору ізоляції обмоток статора і ротора, підвищеної вологості в електродвигуні, затоплюванням електродвигуна водою та ін. Найбільш близьким по технічній суті є пристрій для захисту електромережі з електродвигуном від пошкоджень [патент України № 9180 3 Η02Η3/16, 1996) який вміщує вимірювальний міст, у перше плече якого ввімкнений змінний резистор, друге плече складає опір ізоляції, а в першу діагональ ввімкнуте джерело оперативної напруги, у др угу - перший транзистор підсилювача постійного струму, база якого ввімкнута крізь замикаючий контакт пускача магнітного до фази електродвигуна, другий транзистор n-р-n типу, колектор якого з'єднаний з першим виводом виконавчого органу, другий вивід якого ввімкнутий до плюсу джерела оперативної напруги, а замикаючий контакт виконавчого органу ввімкнутий у коло живлення обмотки пускача магнітного, виконавчий орган і емітер - колекторний перехід другого транзистора ввімкнуті у два інши х плеча вимірювального моста, а база другого транзистора з'єднана з емітером першого транзистора n-р-n типу, колектор якого ввімкнутий до колектору другого транзистора, емітер якого ввімкнутий крізь корпус електродвигуна до загальної крапки джерела оперативної напруги і „землі”, а знову введений термодатчик ввімкнутий у плече вимірювального моста між „землею” і базою першого транзистора, до якої крізь резистор ввімкнута загальна крапка трьох конденсаторів, інші обкладки яких ввімкнуті до фаз електродвигуна. Пристрій робить контроль опору ізоляції і температурі обмотки статора, обриву фази живильної електромережі і заземлення електродвигуна. Але даний пристрій не контролює зволоження в електродвигуні, затоплювання електродвигуна водою, обрив нульового проводу, опір ізоляції обмотки фазного ротора, відсутня можливість візуального спостереження за зміною температури обмотки статора і за змінюванням опору ізоляції обмоток статора, фазного ротора і вологості в електродвигуні. Мета винаходу - розширення функціональних можливостей і збільшення надійності пристрою шляхом забезпечення контролю вологості в електродвигуні, контролю затоплювання електродвигуна водою, контролю обриву нульового проводу, контролю опору ізоляції обмотки фазного ротора і візуального спостереження за зміною температури і опір ізоляції обмоток електродвигуна і вологості. Поставлена мета досягається тим, що в комплексному пристрої, який вміщує вимірювальний міст, у перше плече якого ввімкнений змінний резистор, друге плече складає опір ізоляції, а в першу діагональ ввімкнуте джерело оперативної напруги, у другу - перший транзистор підсилювача постійного струму, база якого ввімкнута крізь замикаючий контакт пускача магнітного до фази електродвигуна, другий транзистор n-р-n типу, колектор якого з'єднаний з першим виводом виконавчого органу, другий вивід якого ввімкнутий до плюсу джерела оперативної напруги, а замикаючий контакт виконавчого органу ввімкнутий у коло живлення обмотки пускача магнітного, виконавчий орган і емітер - колекторний перехід другого транзистора ввімкнуті у два інших плеча вимірювального моста, а база другого транзистора з'єднана з емітером першого транзистора n-р-n типу колектор якого ввімкнутий до колектору другого транзистора, емітер якого ввімкнутий крізь корпус електродвигуна до загальної крапки джерела оперативної напруги і „землі”, в плече вимірювального моста між „землею” і базою першого транзистора вміщують: коло термодатчика, статора з послідовно поєднаними термодатчиком (три термістора) знову введеного змінного резистора і знову введеного індикатора, коло із знову введеним датчиком затоплювання електродвигуна водою, коло опору ізоляції обмотки статора з послідовно поєднаними індикатора, замикаючого контакту п ускача магнітного, крізь який до кола паралельно обмотки статора також ввімкнута обмотка ротора з контактними кільцями і пусковим реостатом і датчик вологості. На кресленні зображена електрична схема пристрою. Пристрій складається з вимірювального моста у два плеча якого ввімкнені резистори 1 і 2, а в одну діагональ - джерело 3 оперативної напруги із підсилювача постійного струму на двох транзисторах 4 і 5, один з яких 4 n-р-n типу емітером ввімкнутий крізь корпус електродвигуна до загальної крапки утвореної джерелом живлення 3 і „землею” 6, а другий транзистор 5 ввімкнений у др угу діагональ моста, базою ввімкнутий до фази електродвигуна 7, із виконавчого органу 8 у вигляді реле. Котушка виконавчого органу 8 і транзистор 4, база якого з'єднана з емітером ввімкнутого у діагональ моста транзистора 5 n-р-n типу підсилювача, ввімкнуті у дві інших плеча вимірювального моста, при цьому емітер другого транзистора 4 ввімкнутий до загальної крапки утвореної джерелом З живлення і „землею”, в плече вимірювального моста між „землею” і базою першого транзистора вміщують: коло термодатчика, статора з послідовно поєднаними термодатчиком 9 (три термістора) знову введеного змінного резистора 10 і знову введеного індикатора 11, коло із знову введеним датчиком 12 затоплювання електродвигуна водою, коло опору, ізоляції обмотки статора з послідовно поєднаними індикатора 13, замикаючого контакту 14 пускача магнітного 15, крізь який до кола паралельно обмотки статора також ввімкнута обмотка ротора 16 з контактними кільцями 17 і пусковим реостатом 18 і датчик вологості 19. Пристрій ввімкнуто до однієї з фаз електромережі і до нульового проводу, а котушка 20 пускача магнітного 15 ввімкнута до дво х інши х фаз крізь розімкнений контакт 21 виконавчого органу 8. Пристрій працює таким чином. Контроль температури обмотки статора, опір ізоляції обмоток статора і фазного ротора, вологості в електродвигуні, затоплювання електродвигуна водою, здійснюється по колу: плюс випрямного моста, котушки реле 8, транзистора 4, корпуса електродвигуна 7, „земля” 6, мінус випрямного моста. Одночасно струм протікає від плюса випрямного моста крізь резистор 1, транзистори 4 і 5, корпус електродвигуна 7, „землею” 6, і мінус випрямного моста. При нормальному режимі роботи електродвигуна, тобто, при відсутності контрольованих пошкоджень реле 8 ввімкнено, його контакт 21 підготував коло котушки 20 пускача магнітного 15 для ввімкнення електродвигуна 7. Робота пристрою при змінюванні температури обмотки статора. У випадку підвищення температури вище установки, яка задається змінним резистором 10, опір термодатчика 9 зменшиться, збільшиться струм витікання, зменшиться струм на базі транзистора 4, транзистори 4 і 5 закриються, реле 8 вимкнеться і своїм контактом 21 вимкне електродвигун. Індикатор 11 буде показувати температуру обмотки статора. Після остигання обмотки статора реле 8 автоматично ввімкнеться і своїм контактом 21 підготує коло котушки пускача магнітного для ввімкнення електродвигуна. Робота пристрою при змінювання величини опору ізоляції обмоток статора, фазного ротора і датчика вологості. При вимиканні електродвигуна 7 обмотки статора і фазного ротора 16 і датчик вологості 19 контактом 14 пускача магнітного 15 ввімкнеться до бази транзистора 5. У випадку зменшення опору ізоляції обмотки електродвигуна і датчика вологості нижче установки, яка задається резистором 1, збільшиться струм витікання, зменшиться струм на базі транзистора 4, транзистори 4 і 5 закриються, реле 8 вимкнеться і своїм розімкненим контактом 21 не допустить ввімкнення електродвигуна. Індикатор 13 буде показувати опір ізоляції обмоток статора, ротора і датчика вологості. Тільки відновлення опору ізоляції обмоток електродвигуна і датчика вологості, реле 8 автоматично ввімкнеться і своїм замкнутим контактом 21 підготує коло котушки пускача магнітного для ввімкнення електродвигуна. Робота пристрою при затоплюванні електродвигуна водою. У випадку аварійного появлення води вище рівня нижньої частини корпусу електродвигуна, вода попаде у датчик і замкне коло датчика затоплювання електродвигуна на „землю”, максимально збільшиться струм витікання, реле 8 миттєво вимкнеться і своїм контактом вимкне електродвигун. Ввімкнення електродвигуна буде можливе після ліквідації аварії затоплювання. Робота пристрою при обриві фази яка живить електромережу і нульового проводу. Одночасно з температурним захистом електродвигун від обриву фази буде захищати, в межах до пускача магнітного дубльований захист. Сутність якого у тому, що у випадку відмовлення температурного захисту спрацює дубльований захист. При обриві фази до якої ввімкнуте захисний пристрій реле 8 губить живлення і своїм контактом 21 вимкне електродвигун. При обриві будь - якої іншої фази, котушка пускача магнітного губить живлення електродвигун вимкнеться. При обриві нульового проводу реле 8 губи ть живлення -електродвигун вимкнеться. Робота пристрою при втраті заземлення. Коли корпус електродвигуна втратить заземлення, то котушка реле 8 втрачає живлення і своїм контактом 21 вимкне електродвигун, його ввімкнення буде можливим після відновлення заземлення. Позитивний ефект пристрою визначається попередженням аварійного виходу із строю електродвигунів, що збільшує міжремонтні строки їх ремонту. При цьому немає необхідності всі види захисту пристрою застосовувати для усіх електродвигунів. Схема пристрою дозволяє використовува ти в залежності від режиму роботи, характеру навантажень, умов в яких працює електродвигун. Простота, надійність і мала вартість пристрою дозволяє встановити їх на значну частину електродвигунів які потребують контролю і захисту від можливих пошкоджень. До позитивностей пристрою належить також віднести те, що схема пристрою дозволяє вмикати іще інші датчики захисту асинхронних електродвигунів від можливих пошкоджень. Наприклад: 1. Датчик по патенту України №9181 4 Η02К11/00. Електрична машина з блоком захисту. 2. Датчик по патенту України №9182 5 Η02К11/00. Асинхронний електродвигун.