Пристрій захисту асинхронного електродвигуна

Пристрій захисту асинхронного електродвигуна, що містить блок живлення, підключений до ланцюга живлення пускача електродвигуна і до входу ключового елемента, вихід якого підключено до котушки пускача, блок датчиків струму з датчиками, сполученими по схемі "зірка", нульова точка якої сполучена з "загальним" провідником пристрою, виходи блока датчиків струму підключені 3 вання залежної витримки часу на відключення при виникненні аварійних ситуацій. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення відомого пристрою захисту, шляхом введення додаткових елементів, що забезпечує підвищення ефективності захисту за рахунок формування залежної витримки часу на відключення при виникненні аварійних ситуацій, що дозволяє не допустити випадкових відключень, додаткового нагрівання електродвигуна і допомогає збільшити строк його служби. Рішення поставленої задачі досягається тим, що пристрій захисту асинхронного електродвигуна, який містить блок живлення , підключений до ланцюга живлення пускача електродвигуна і входу ключового елемента, вихід якого підключено до котушки пускача, блок датчиків струму з датчиками, сполученими по схемі "зірка", нульова точка якої сполучена з "загальним" провідником пристрою, виходи блоку датчиків струму підключені до входів блоку контролю часу пуску і струму, а також через послідовно сполучені порогові елементи, елементи І-НІ з входами блоку контролю наявності напруги і порядку чергування фаз, другі входи трьох порогових елементів підключені до першого джерела постійної вхідної дії, друге і третє джерела постійної вхідної дії з'єднані, відповідно, з четвертим і п'ятим входами блоку контролю часу пуску і струму, вихід якого з'єднаний з другими входами трьох елементів І-НІ, додатково містить блок залежної витримки часу, три входи якого з'єднані з трьома виходами блоку датчиків струму, четвертий вхід - з виходом блоку контролю наявності напруги і порядку чергування фаз, п'ятий вхід підключено до другого джерела постійної вхідної дії, а вихід підключено до другого входу ключового елемента. На Фіг. представлена структурна схема пристрою захисту асинхронного електродвигуна. Пристрій захисту асинхронного електродвигуна 1 складається з блоку 2 датчиків струму з датчиками, сполученими по схемі "зірка", нульова точка якої з'єднана з "загальним" провідником пристрою. Фазні виводи датчиків струму сполучені з входами блоку 5 контролю часу пуску і струму, входами блоку 7 залежної витримки часу, а також з пороговими елементами 3.1..3.3, виходи яких через елементи І-НІ 4.1..4.3 підключені до трьох входів блоку 6 контролю наявності напруги і порядку чергування фаз відповідно, вихід якого з'єднано з четвертим входом блоку 7 залежної витримки часу, п'ятий вхід якого підключено до четвертого входу блоку 5 контролю часу пуску і струму, а вихід - підключено до другого входу ключового елемента 8 , підключеного виходом до котушки 9 пускача електродвигуна 1, а входом - до елементів кнопочного поста ланцюга живлення пускача і до блоку 10 живлення. Вихід блоку 5 контролю часу пуску і струму сполучений з другими входами елементів І-НІ 4.1...4.3. Силові контакти пускача включені в ланцюг живлення статора електродвигуна 1, блок-контакт пускача включено паралельно кнопці ПУСК і далі через виводи кнопки СТОП підключено блок 10 живлення. Перше джерело постійної вхідної дії Е1 сполучене з другими 45140 4 входами порогових елементів 3.1...3.3. Друге джерело постійної вхідної дії Е2 сполучене з четвертим входом блоку 5 контролю часу пуску і струму і п'ятим входом блоку 7 залежної витримки часу. Третє джерело постійної вхідної дії Е3 сполучене з п'ятим входом блоку 5 контролю часу пуску і струму. Прийняті позначення Uin - напруга на і-му виході n-го блоку. Працює пристрій таким чином. Після подачі напруги в силові і ланцюги управління натискається кнопка ПУСК і вона подається також через розмикаючий контакт кнопки СТОП на блок живлення 10 і через ключовий елемент 8 на котушку 9 пускача електродвигуна 1. Силові контакти пускача підключають статор асинхронного двигуна 1 до мережі, замикаючий блок-контакт пускача ставить кнопку ПУСК на блокування. Робочий режим пускача забезпечується при одиничному вихідному логічному рівні блоку 7 і замкнутом розмикаючому його блок-контакті. По статору починає протікати струм. Сигнали датчиків струму 2 імпульсні за формою, поступають до блоку 7 залежної витримки часу і в блок 5 контролю часу пуску і струму, а також через порогові елементи 3.1...3.3 і елементи І-НІ 4.1...4.3 на блок 6 контролю наявності напруги і порядку чергування фаз. Якщо амплітуда імпульсів струму кожної з фаз перевищує значення порогу спрацьовування порогових елементів 3.1...3.3 з характеристикою ⎛1при U2〉E1 U3.1 = ⎜ ⎜ 0 при U2〉E1 ⎝ то імпульси проходять на входи елементів І-НІ 4.1...4.3. На їх другі входи поступає сигнал логічної одиниці з виходу блоку 5 контролю часу пуску і струму, що дозволяє проходження сигналів на блок 6 контролю наявності напруги і порядку чергування фаз. Логічна схема контролю блоку 6 контролює наявність імпульсів на виході кожного порогового елементу 4.1.4.3 і порядок їх проходження. При нормальному робочому режимі на виході блоку 6 сигнал рівний логічному нулю U6=0, а на виході блоку 7 залежної витримки часу U7=1. При зниженні струму в одній з фаз нижче за пороговий рівень або при зміні порядку проходження імпульсів на вході елементів 3.1.. .3.3 на виході блоку 6 сигнал стає рівним логічній одиниці U6=1, він передається на блок 7 залежної витримки часу, який видає сигнал U7=0 зі витримкою t ≤ 5сек, перемикається ключовий елемент 8 та знімається живлення котушки 9 пускача. При цьому силові контакти і замикаючий блок-контакт пускача розмикається, напруга з електродвигуна знімається і блок 10 живлення схеми пристрою буде також знеструмлений. В відповідності до стандарту ГОСТ 27918-88 для релейних елементів зі спадаючою характеристикою час відключення t, який формується блоком 7 залежної витримки часу визначається з виразу 5 t= K a ⎛ II ⎞ ⎜ ⎟ −1 ⎜ Im ⎟ ⎝ ⎠ і I - поточне значення струму електродвигуна 1, яке пропорційне сигналу на виході блоку 2; Im - значення максимального допустимого струму, яке задається від джерела постійної вхідної дії Е2. Для управління електродвигуном використовується спадаюча характеристика типу С, для якої К=80, α =2, тоді час t відключення електродвигуна 45140 6 1 при залежній витримці обчислюється блоком 7 по виразу 80 (1) t= 2 ⎛ II ⎞ ⎜ ⎟ −1 ⎜ Im ⎟ ⎝ ⎠ Блок 7 залежної витримки часу може бути виконаний з суматора, обчислювача, таймера, схеми управління і має характеристику ⎧1при U = 0 iU ≤ E2 (нормальний режим); 6 2 ⎪ ⎪ U7 = ⎨ 0 з затримкою по (1) при U6 = 1i U2 〉E2, (перевантаження, затягнутийпуск ); ⎪ ⎪0 з затримкою t ≤ 5сек U6 = 1i U2 ≤ E2 , (обрив, зміна напрямку чергування фаз). ⎩ По алгоритму функціонування блоку 7 видно, що при значенні сигналу U2 ≤ Е2 на його виході через проміжок часу, що не перевищує 5сек встановлюється U7=0, що приводить до відключення електродвигуна 1. При часу пуску електродвигуна 1, який не перевищує значення Е3 не блокується робота блоку 6 контролю наявності напруги і порядку чергування фаз, тому при звичайному пуску за час пуску рівень сигналу на виході блоку 5 контролю часу пуску і струму не змінюється, а сигнали з виходу блоку 2 через порогові елементи 3.1...3.3 і елементи І-НІ 4.1...4.3 поступають на блок 6. При затягнутому пуску або перевантаженні, коли значення U2>Е2 сигналом блоку 5, в вигляді послідовності імпульсів з частотою 150Гц при симетричних струмах в фазах електродвигуна 1, з частотою 50 і 100Гц при перевантаженні відповідно в одній або двох фазах відбувається заборона на проходження сигналів від блоку 4 на блок 6, що приводить до перемикання рівня сигналу на виході блоку 6 з нульового у високий, він передається на блок 7 залежної витримки часу, який через час витримки, який залежить від значення сигналу U2 струму перевантаження видає сигнал U7=0, що подається на вхід ключового елементу 8, який розмикається і знімається живлення котушки 9 пускача, що забезпечує відключення електродвигуна 1. Застосування введеного блоку 7 до складу пристрою захисту дозволяє уникнути порушень електромеханічного і теплового режиму електродвигуна 1 при виникненні аварійних ситуацій: обрив або порушення порядку чергування фаз, затягнутий пуск, технологічне перевантаження, а також підвищити ефективність і надійність його функціонування за рахунок використання залежної витримки часу при відключенні. Для використання пристрою в широкому діапазоні потужностей електродвигуна використовуються джерела постійної вхідної дії, що дозволяють проводити його настроювання на потужність електродвигуна по значеннях робочого струму за допомогою джерела Е1, максимального допустимого струму - Е2 і допустимого часу розгону - Е3. Джерела інформації: 1.Патент України №7650. Дубовик В.Г., Агліулін В.Ф., Калінчик В.П. Пристрій захисту асинхронного електродвигуна від перевантаження та обриву фази. Н02Н7/09. Бюл. №4. 26.12.95. 2. Авторское свидетельство СССР №1001292. Устройство для защиты асинхронного электродвигателя от перегрузки. Н02Н07/08. 30.04.81. 7 Комп’ютерна верстка О. Рябко 45140 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601