Пристрій захисту електродвигунів при несиметрії напруги

Пристрій захисту електродвигунів при несиметрм напруги, який містить джерело живлення, перший конденсатор, два резистори, комплементарну пару польових транзисторів, витоки яких з'єднані, стоки польових транзисторів із каналом ртипу, з'єднані з негативною клемою джерела живлення, КІЛЬКІСТЬ комплементарних пар дорівнює КІЛЬКОСТІ контрольованих електродвигунів, виводи статорних обмоток яких приєднані до спільної електромережі, між затвором польового транзистора з каналом n-типу і стоком цього польового транзистора включений регулювальний резистор, між затвором польового транзистора із каналом ртипу і стоком кожного польового транзистора, що утворюють комплементарну пару, ввімкнені по одному резистору, стоки польових транзисторів із каналами n-типу кожної комплементарної пари приєднані до першого кінця первинної обмотки трансформатора, яка утворює із згаданим першим конденсатором паралельний резонансний L-C контур, другий кінець первинної обмотки трансформа тора приєднаний до позитивної клеми джерела живлення, до вторинної обмотки трансформатора приєднаний сигнальний орган, який відрізняється тим, що в пристрій додатково введені перший, другий, третій резистори, стабілітрон, другий конденсатор, перший, другий діоди, тиристор, світлодюд, потенціометр, перший нерухомий контакт якого з'єднаний з катодом стабілітрона, управляючим електродом тиристора та першим виводом першого резистора, другий вивід першого резистора з'єднаний з позитивною обкладкою другого конденсатора та катодом першого діода, анод першого діода приєднаний до нейтралі електродвигуна, обмотки якого з'єднані «зіркою», рухомий контакт потенціометра приєднаний до анода другого діода, катод якого з'єднаний з затвором польового транзистора з каналом р-типу, другий нерухомий вивід потенціометра з'єднаний з анодом стабілітрона, негативною обкладкою конденсатора, першим виводом другого резистора і приєднаний до негативної клеми джерела живлення, другий вивід другого резистора приєднаний до катода світлодюда, анод світлодюда з'єднаний з катодом тиристора, анод тиристора приєднаний до стоку польового транзистора з каналом n-типу, між затвором польового транзистора з каналом п-типу і стоком польового транзистора з каналом р-типу кожної комплементарної пари ввімкнений третій резистор CO о Ю Пристрій відноситься до області електротехніки і може бути використаний для захисту електродвигунів при несиметрм напруги на затискачах окремих розосереджених електродвигунів, приєднаних до спільної електромережі Відомий багатофункціональний напівпровідниковий прилад із негативним диференціальним опором, що одержав назву лямбда-дюд через форму своєї вольт-амперної характеристики [Гого Кано, Хитоо Иваза, Хиромицу Такаги, Ивао Терамото Лямбда-диод - многофункциональный прибор с отрицательным сопротивлением Электротехника № 13, 1975 -С 48 - 53], створений на однім кристалі за допомогою дифузійних процесів і являє собою комплементарну пару польових транзисторів, сполучених за схемою витоки обох транзисторів один з одним, стік кожного з них із затвором іншого сполучені алюмінієвою металізацією Застосування лямбда-дюда дозволяє здійснювати ключові схеми і схеми генераторів Недоліком відомого пристрою є неможливість формування в експлуатаційних умовах необхідної вольт-амперної характеристики, що не дозволяє його використовувати в схемах телеконтролю різноманітних температур та напруг Відомий також пристрій для захисту електродвигуна від неповнофазного режиму [А с 1582260 СССР Н02Н7/08 Устройство для защиты трех 50344 фазного электродвигателя от неполнофазного режима и обратного чередования фаз, 1990], що містить фільтр напруги зворотної ПОСЛІДОВНОСТІ, ДО якого входять три конденсатори і резистор, випрямляючий міст, диністор, конденсатор і виконавчий орган Недоліком цього пристрою, по-перше, є те, що ємності конденсаторів фільтру напруги зворотньої ПОСЛІДОВНОСТІ з обмотками електродвигуна створюють паразитні L-C контури, що впливають на поріг спрацьовування пристрою, а по-друге, що даний пристрій контролює напругу до затискачів електродвигуна, а не після Найбільш близьким за технічною сутністю до описаного вибрано пристрій для телеконтролю температури [Рішення про видачу деклараційного патенту на винахід від 12 07 2001 р заявка № 2000020610 від 04 02 2000], який містить термочутливий елемент, джерело живлення, конденсатор, резистори, комплементарну пару польових транзисторів, витоки яких з'єднані, стоки польових транзисторів із каналом р-типу з'єднані з негативною клемою джерела живлення, КІЛЬКІСТЬ комплементарних пар дорівнює КІЛЬКОСТІ контрольованих об'єктів, між затвором польового транзистора з каналом n-типу і стоком польового транзистора з каналом р-типу кожної комплементарної пари включений термочутливий елемент із позитивним температурним коефіцієнтом, між затвором польового транзистора з каналом n-типу і стоком цього польового транзистора включений регулювальний резистор, між затвором польового транзистора із каналом р-типу і стоками кожного польового транзистора, що утворюють комплементарну пару, включені резистори, стоки польових транзисторів із каналами n-типу кожної комплементарної пари приєднані до першого кінця первинної обмотки додатково введеного трансформатора, яка утворює із згаданим конденсатором паралельний резонансний L-C контур, другий кінець первинної обмотки трансформатора приєднаний до позитивної клеми джерела живлення, до вторинної обмотки трансформатора приєднаний сигнальний орган Недоліком пристрою-прототипу є неможливість контролю напруги і захисту електродвигунів при несиметрм напруги на затискачах контрольованих розосереджених електродвигунів В основу винаходу поставлена задача створення нового пристрою захисту електродвигунів при несиметрм напруги, в якому, за рахунок з'єднання нейтралі електродвигуна через додатково введені елементи з затвором польового транзистора з каналом р-типу своєї комплементарної пари, забезпечується розширення функціональних можливостей відомого пристрою, що дозволяє використовувати пристрій для контролю несиметрм напруги на затискачах розосереджених електродвигунів, приєднаних до спільної електромережі Поставлена задача досягається за рахунок того, що пристрій захисту електродвигунів при несиметрм напруги, який містить джерело живлення, перший конденсатор, два резистори, комплементарну пару польових транзисторів, витоки яких з'єднані, стоки польових транзисторів із каналом р-типу з'єднані з негативною клемою джерела живлення, КІЛЬКІСТЬ комплементарних пар дорівнює КІЛЬКОСТІ контрольованих електродвигунів, між затвором польового транзистора з каналом n-типу і стоком цього польового транзистора включений регулювальний резистор, між затвором польового транзистора із каналом р-типу і стоком кожного польового транзистора, що утворюють комплементарну пару, ввімкнені по одному резистору, стоки польових транзисторів із каналами n-типу кожної комплементарної пари приєднані до першого кінця первинної обмотки трансформатора, яка утворює із згаданим першим конденсатором паралельний резонансний L-C контур, другий кінець первинної обмотки трансформатора приєднаний до позитивної клеми джерела живлення, до вторинної обмотки трансформатора приєднаний сигнальний орган, згідно винаходу в пристрій додатково введені перший, другий, третій резистори, стабілітрон, другий конденсатор, перший, другий діоди, тиристор, світлодюд, потенціометр, перший нерухомий контакт якого з'єднаний з катодом стабілітрона, управляючим електродом тиристора та першим виводом першого резистора, другий вивід резистора з'єднаний з позитивною обкладкою другого конденсатора та катодом першого діода, анод першого діода приєднаний до нейтралі електродвигуна, обмотки якого з'єднані «зіркою», рухомий контакт потенціометра приєднаний до аноду другого діода, катод якого з'єднаний з затвором польового транзистора з каналом р-типу, другий нерухомий вивід потенціометра з'єднаний з анодом стабілітрона, негативною обкладкою конденсатора, першим виводом другого резистора і приєднаний до негативної клеми джерела живлення, другий вивід другого резистора приєднаний до катоду світлодюда, анод світлодюда з'єднаний з катодом тиристора, анод тиристора приєднаний до стоку польового транзистора з каналом n-типу, між затвором польового транзистора з каналом п-типу і стоком польового транзистора з каналом р-типу кожної комплементарної пари ввімкнений третій резистор Введення потенціометра, рухомий контакт якого приєднаний до аноду першого діода, перший з нерухомих контактів якого приєднаний до управляючого електроду тиристора, катоду стабілітрона і першого виводу першого резистора, а другий вивід потенціометра з'єднаний з анодом стабілітрона, негативним виводом другого конденсатора, першим виводом другого резистора та приєднаний до негативної клеми джерела живлення, дозволяє формувати вольт-амперну характеристику при появі контрольованої напруги зміщення нейтрали на контрольованому електродвигуні Введення світлодюду, анод якого з'єднаний з катодом тиристора, а катод якого через другий резистор приєднаний до негативної клеми джерела живлення, дозволяє забезпечити відбір інформаційного сигналу про наявність напруги на нейтралі контрольованого електродвигуна Введення стабілітрону дозволяє захистити польовий транзистор з каналом р-типу та тиристор від перенапруги Стоки польових транзисторів із каналом n-типу кожної комплементарної пари приєднані до першого кінця первинної обмотки трансформатора, яка утворює з першим конденсатором паралельній резонанс 50344 ний L-C контур, необхідний для створення синусоїдальних коливань Трансформатор, до вторинної обмотки якого приєднаний сигнальний орган, забезпечує відбір інформаційного сигналу та його підсилення КІЛЬКІСТЬ комплементарних пар польових транзисторів дорівнює КІЛЬКОСТІ контрольованих електродвигунів, що дозволяє використовувати пристрій для захисту електродвигунів при несиметрм напруги на затискачах окремих розосереджених електродвигунів, наприклад, у технологічних ЛІНІЯХ Технічна сутність і принцип запропонованого пристрою захисту електродвигунів при несиметрм напруги на затискачах окремих електродвигунів пояснюється графічним матеріалом На фіг 1 подана принципова схема запропонованого пристрою, на фіг 2 - вольт-амперна характеристика датчика напруги Пристрій містить джерело живлення 1, датчики напруги 2, КІЛЬКІСТЬ яких дорівнює КІЛЬКОСТІ контрольованих електродвигунів, з виводами 3,4 виконані за схемою аналога лямбда-дюда, трансформатор 5, з первинною обмоткою 6, до кінця 7,8 котрої паралельно приєднаний конденсатор 9, що утворює з нею паралельний резонансний L-C контур, до вторинної обмотки 10 трансформатора 5 приєднаний сигнальний орган 11 Датчик напруги 2 містить комплементарну пару польових транзисторів 12,13, витоки 14,15 яких з'єднані, між затвором 16 польового транзистора 12 з каналом п-типу і стоком 17 польового транзистора 13 з каналом ртипу включений резистор 18, між затвором 16 польового транзистора 12 із каналом n-типу і стоком 19 цього ж транзистора включений регулювальний резистор 20 Між затвором 21 польового транзистора 13 з каналом р-типу і стоками 17,19 кожного транзистора комплементарної пари включені резистори 22,23 Затвор 21 польового транзистора 13 з каналом р-типу приєднаний до катоду 24 діода 25, анод 26 діода 25 з'єднаний з рухомим контактом 27 потенціометра 28, нерухомий контакт 29 потенціометра 28 приєднаний до управляючого електроду ЗО тиристора 31, катоду 32 стабілітрона 33 і резистора 34, з'єднаного протилежним виводом 35 з виводом 36 конденсатора 37 і катодом 38 діода 39, анод 40 діода 39 приєднаний до нейтралі п електродвигуна 41, обмотки якого з'єднані «зіркою» Вивід 42 конденсатора 37 з'єднаний з анодом 43 стабілітрона 33, з другим нерухомим контактом 44 потенціометра 28, виводом 45 резистора 46 та приєднаний до негативної клеми джерела живлення 1 Вивід 47 резистора 45 з'єднаний з катодом 48 світлодюда 49, анод 50 світлодюда 49 з'єднаний з катодом 51 тиристора 31, анод 52 тиристора 31 приєднаний до стоку 19 польового тра нзистора з каналом п-типу 12 Виводи датчиків 2 об'єднані загальною шиною 53 і приєднані до першого кінця 7 первинної обмотки 6 трансформатора 5, а другим кінцем 8 первинна обмотка 6 трансформатора 5 приєднана до позитивної клеми джерела живлення 1 Другі виводи 4 датчиків 2 напруги приєднані до негативної клеми джерела живлення 1 Пристрій захисту електродвигунів при несиметрм напруги працює за таким принципом При відсутності несиметрм напруги на затискачах окремих електродвигунів, напруга на нейтралях п електродвигунів відсутня Вольт-амперна характеристика ( фіг 2 - суцільна ЛІНІЯ 54) єдина для датчиків напруги 2, виконаних за схемою аналога лямбда-дюда, сформованого комплементарною парою польових транзисторів 12,13 і добором параметрів резисторів 18,20,22,23 Особливістю згаданої вольт-амперної характеристики 54 є наявність ділянки АВ із негативним диференціальним опором Вольт-амперна характеристика аналога лямбда-дюда формується добором величини опорів резисторів 18,20,22,23 Відношення величин опорів повинно задовольняти умові Послідовне вмикання датчиків 2, виконаних за схемою аналога лямбда-дюда, із паралельним резонансним L-C контуром на елементах 6,9 утворює генератор синусоїдальних гармонійних коливань При відсутності несиметрм напруги на затискачах електродвигуна напруга UB вольт-амперної характеристики 54 менша, ніж напруга живлення ІІЖ, аналог лямбда-дюда закритий, і генерація синусоїдальних коливаньвідсутня При появі несиметрм напруги на затискачах електродвигуна з'являється напруга на нейтралі п контрольованого електродвигуна і змінюється напруга на затворі 21 польового транзистора 13 з каналом р-типу Тому вольт-амперна характеристика 54 аналога лямбда-дюда зміщується вправо (фіг 2 пунктирна ЛІНІЯ 55) У діапазоні напруг, обмежених точками А', В', що відповідають напругам UA'.UB' (UB' > ІІж), виникають синусоїдальні коливання у паралельному резонансному L-C контурі, утвореному первинною обмоткою 6 трансформатора 5 і конденсатора 9 В результаті у вторинній обмотці 10 трансформатора 5 індукується електрорушійна сила ( е р с ) , і сигнальний орган 11 та світлодюд 49 спрацьовують, сигналізуючи про досягнення напруги на нейтралі п контрольованого електродвигуна заданої величини 50344 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71