Трансформаторний датчик реле захисту електродвигуна

1. Трансформаторний датчик для реле захисту електродвигуна, що містить обмотку збудження та багатовиткову вимірювальну обмотку круглої форми з внутрішнім отвором, які обхоплені феромагнітним осердям, яке складене з торцевої та двох взаємно паралельних бокових стінок, який відрізняється тим, що обмотка збудження виконана у вигляді фазного проводу, що з’єднує пускач та електродвигун, і притиснута до торцевої стінки осердя багатовитковою обмоткою, яка встановлена на перпендикулярній фазному проводу феромагнітній осі з різьбою на кінцях, при цьому феромагнітна вісь проходить крізь розрізи у бокових стінках осердя, які перпендикулярні фазному проводу і феромагнітній осі та виконані у зовнішніх торцевих сторонах зазначених бокових стінок, та зафіксована до бокових стінок осердя за допомогою різьбових кріпильних елементів. C2 2 (19) 1 3 58968 4 рмі тора, на який намотана вимірювальна обмотка стінок, та зафіксованої до бокових стінок осердя за [2]. допомогою різьбових елементів кріплення. Однак замкнута форма трансформатора не Крім того феромагнітне осердя виконано у видозволяє розміщувати його на первинну обмотку гляді штаби, що вигнута у формі букви П. електроустановки, що працює, без спеціального В торцевій стінці феромагнітного осердя парадемонтажу. Крім того, операція намотування вимілельно фазному проводу виконано розріз, і частирювальної обмотки на тороїдальне осердя досить ни торцевої стінки осердя з'єднані немагнітною складна і вимагає спеціального технологічного пластиною, що встановлена на зовнішній стороні обладнання. П-побідного осердя. Найбільш близьким до винаходу, що пропонуМіж торцевою стінкою осердя та фазним проється, по технічній суті є датчик кута повороту ваводом розміщена пружна ізоляційна прокладка. ла, який має статор з вимірювальною обмоткою, Кожна торцева сторона багатовиткової обмотщо виконана у вигляді двох діаметрально розтаки, що намотана на ізоляційний каркас, обхвачена шованих та зустрічно включених секцій, які мають ізоляційною кришкою, в дисковій частині якої викооднакову кількість витків, ротор та кільцеву обмотнано отвір, а її зовнішні циліндричні обичайки обку збудження. Секції розташовані на одній осі з хвачують половину зовнішньої поверхні багатовитобмоткою збудження. Ротор виконаний у вигляді кової обмотки, причому на стику циліндричних феромагнітного на півкільця П-подібного перетину обичайок суміжних кришок виконано отвір для ви[3]. хідних провідників обмотки, які поступають на виВ цьому датчику можна при повороті феромаконавчі елементи реле захисту електродвигуна. гнітного осердя реєструвати різні сигнали у секціях Ізоляційні кришки виготовлені з гнучкого пласвимірювальної обмотки при появі струму в обмотці тичного матеріалу, наприклад поліетилену. збудження. Внутрішній отвір кожної бокової ізоляційної Однак при включенні обмотки збудження у кокришки багатовиткової обмотки розташований в ло електроустаткування, в якому необхідно контпазу феромагнітної осі. ролювати струм, наприклад щоб він не перевищуТрансформаторний датчик, що пропонується, вав допустимого значення, такий датчик є досить можна легко встановлювати та заміняти на електмало ефективним. Це пов'язано з тим, що ферородвигуні, що працює. При цьому датчик фіксуєтьмагнітне осердя має розімкнуту форму у перетині, ся на фазному проводі електродвигуна, який має внаслідок чого магнітний зв'язок між первинною довільне положення у просторі, не вимагаючи до(що збуджується) та вимірювальною обмотками даткових з'єднувальних вузлів та елементів. Фазпослаблена через проходження силових ліній магний провід надійно ізольований від осердя за донітного поля у повітрі з великим магнітним опором. помогою пружної ізоляційної прокладки, а від Крім того, специфічна форма вимірювальних провідників багатовиткової обмотки - ізоляційними обмоток та відсутність для них опорного каркасу кришками. робить таку конструкцію датчика складною при На фіг.1 представлений загальний вигляд травиготовленні, що підвищує її собівартість. Перенсформаторного датчика реле захисту електродміщення осердя ускладнює конструкцію датчика і вигуна; вимагає додаткових механічних вузлів і з'єднань. на фіг.2 - перетин у площині х0у на фіг.1 для Крім того, у відомому датчику для попередатчика без розрізу у торцевій стінці осердя; дження виникнення контакту між обмотками та з на фіг.3 - перетин у площині х0у на фіг.1 для осердям необхідно мати посилену та механічно датчика з розрізом у торцевій стінці осердя; міцну ізоляцію. Але через таку товсту ізоляцію на фіг.4 -- технологічна операція надівання бопогіршується магнітний зв'язок між обмотками та кових ізоляційних кришок на багатовиткову обмотосердям, що призводить до пониження чутливості ку у процесі збірки; вимірювальної обмотки при вимірювання струму в на фіг.5 - багатовиткова обмотка з боковими обмотці збудження. ізоляційними кришками, які надіті на багатовиткову Завданням винаходу є спрощення конструкції і обмотку та встановлені в пазах феромагнітної осі. підвищення надійності трансформаторного датчиТрансформаторний датчик реле захисту елекка при використанні його для реле захисту електтродвигуна складається з обмотки збудження, яка родвигуна змінного струму. виконана у вигляді фазного проводу 1, що з'єднує Поставлена задача вирішується за рахунок топускач та електродвигун (на фіг. не показані), і го, що в трансформаторному датчику, що включає багатовиткової обмотки 2 круглої форми з внутріобмотку збудження та багатовиткову вимірювальшнім отвором. Фазний провід 1 і обмотка 2 обхвану обмотку круглої форми з внутрішнім отвором, чені феромагнітним осердям 3, яке складається з що обхвачені феромагнітним осердям, яке склаторцевої 4 та двох взаємно паралельних бокових дається з торцевої та двох взаємно паралельних стінок 5. бокових стінок, обмотка збудження, яка виконана у Фазний провід 1, який співпадає у напрямку з вигляді фазного проводу, що з'єднує пускач та віссю z, притиснутий до торцевої стінки 4 осердя 3 електродвигун, притиснута до торцевої стінки осебагатофазною обмоткою 2, що встановлена на рдя багатовитковою обмоткою, яка встановлена перпендикулярній фазному проводу 1 феромагнітна перпендикулярній фазному проводу феромагніній осі 6 із різьбою на кінцях, яка співпадає у натній осі з різьбою на кінцях, що проходе крізь розпрямку з віссю у. Феромагнітна вісь 6 проходе різи у бокових стінках осердя, які перпендикулярні крізь розрізи 7 у бокових стінках 5 осердя 3. Розріфазному проводу і феромагнітній осі та виконаних зи 7, що співпадають з напрямком осі х і перпену зовнішніх торцевих сторонах зазначених бокових дикулярні фазному проводу 1 та феромагнітній осі 5 58968 6 6, які виконані у зовнішніх торцевих сторонах 8 не реле, сигнал вія якого викличе розімкнення гобокових стінок 5 осердя 3. Феромагнітна ось 6 заловних контактів пускача. Струм у фазному фіксована до бокових стінок 5 осердя за допомоді 1 стане рівним нулю, електродвигун зупиниться і гою кріпильних різьбових елементів 9. не буде пошкоджений високим струмом, що переФеромагнітне осердя 3 виконане у вигляді вищує номінальне значення. штаби, яка вигнута в формі букви П, що утворена Трансформаторний датчик, у якого феромагніпаралельними між собою боковими 5 стінками та тне осердя виконане без розрізу (фіг.2), призначеперпендикулярної до них торцевої 4 стінки. Між ний для захисту електродвигунів малої потужності. торцевою 4 стінкою осердя 3 та фазним проводом Трансформаторний датчик, у якого феромагнітне 1 розміщена пружна ізоляційна прокладка 10. Баосердя виконане з розрізом 19 (фіг.3), призначегатовиткова обмотка 2 обхвачена двома боковими ний для захисту електродвигунів великої потужноізоляційними кришками 11, в дисковій частині 12 сті. якої виконаний отвір 13, а її зовнішні циліндричні Пропонуємий датчик є технологічним при виобичайки 14 обхвачують половину зовнішньої поготовленні. верхні багатовиткової обмотки 2. На стику циліндФеромагнітне осердя 3 виконане з масивної ричних обичайок 14 суміжних кришок 11 виконаний сталевої штаби, яку вигинають у формі букви Π і отвір з виступами 15 для вихідних провідників 16 роблять розрізи 7 у бокових стінках 5. Багатовитобмотки 2, які поступають на виконавчі елементи кову обмотку 2 намотують на ізоляційний каркас реле захисту електродвигуна (на фіг. не показані). 18, після чого його встановлюють на феромагнітну Ізоляційні кришки 11 виготовлені з гнучкого вісь 6. Потім на протилежні кінці осі 6 надівають пластичного матеріалу, наприклад, поліетилену. ізоляційні кришки 11 через отвори 13, внутрішній Внутрішній отвір 13 кожної бокової ізоляційної діаметр яких менший за зовнішній діаметр різьбокришки 11 багатовиткової обмотки 2 розташований вої частини осі 6 (фіг.4). Далі, прикладаючи певне в пазу 17 феромагнітної осі 6. Багатовиткова обзусилля, переміщують гнучкі ізоляційні кришки 11 мотка 2 намотана на ізоляційний каркас 18, який до центру обмотки, щоб внутрішній отвір 13 попав розташований на феромагнітній осі 6. у пази 17 феромагнітної осі (фіг.5). При цьому виВ торцевій стінці феромагнітного осердя парахідні провідники 16 багатовиткової обмотки 2 полельно фазному проводу 1 виконаний розріз 19. падають в отвори на ділянці стику кришок, до виРозрізані частини торцевої стінки осердя з'єднані ступів 15 яких кріпляться ці провідники. немагнітною пластиною 20, яка розміщена на зовТака зібрана конструкція обмотки 2 з віссю 6 нішньому боці П-подібного осердя 3 (фіг.3). Пласта ізоляційними кришками 11 надійна і охороняє тина 20 виконана з метала, наприклад алюмінієвобагатовиткову обмотку від зовнішніх чинників. Пого сплаву. Феромагнітні осердя 3 та ось 6 виконані тім на торцеву стінку осердя 4 надівають пружну з магнітом'якої сталі, наприклад "Сталь 3". ізоляційну прокладку 10, після чого фазний провід Трансформаторний датчик реле захисту елек1 охоплюють внутрішньою частиною П-подібного тродвигуна працює наступним чином. осердя і затискають зібраною раніше конструкцією Змінний струм, що протікає по фазному про"обмотка 2 з кишками 11 і феромагнітною віссю 6". воду 1, збуджує магнітне поле, яке замикається Остаточно зібрану конструкцію фіксують, за допочерез торцеву 4 та бокові 5 стінки осердя 3, а тамогою кріпильних різьбових елементів 9, що накож крізь феромагнітну вісь 6. Це магнітне поле кручують на кінці феромагнітної осі 6 (фіг.1). індукує у багатовитковій обмотці 2 струм, що посПропонуємо конструкція трансформаторного тупає на виконавчі обмотки реле захисту електродатчика має досить просту конструкцію та технодвигуна. логію виготовлення, вона надійна та зручна при При наявності розрізу 19 у торцевій стінці 4 монтажі і демонтажі. феромагнітного осердя 3 магнітний опір магнітного Конструкція пропонує мого датчика за рахунок кола, що утворено феромагнітною віссю 6, бокопружної ізоляційної прокладки дозволяє надійно вими 5 та торцевою 4 стінками осердя, збільшуприкріпити його до фазного проводу і не ушкодити ється (фіг.3). Це забезпечує ненасичений стан його. При цьому забезпечується гарна електрична магнітного кола при використанні електродвигуна ізоляція фазного проводу і багатофазної обмотки підвищеної потужності, який має значний робочий від елементів датчика, а також обслуговуючого струм у фазному проводі. В цьому випадку між персоналу від електричного струму. струмами у фазному проводі 1 і обмотки 2 існує Конструкція пропонованого трансформаторнолінійна залежність, та струм у багатовитковій обго датчика пройшла багато чисельні експерименмотці, що поступає на захисне реле, прямо пропотальні випробування і застосовується для реле рційний струму і фазному проводі. захисту промислових електродвигунів змінного Якщо струм у фазному проводі 1 електродвиструму. гуна перевищить гранично допустиме значення, Джерела інформації: що можливе, наприклад, при неприпустимому пе1. А.с. №1221494, МКИ G 01 D 5/20. Надрук. ревантаженню двигуна по струму, яке викликане 30.03.86р., Бюл. №12. обривом фази статора обмотки, асиметрією фаз2. Трегуб А.П. Электротехника. - К.: Вища них напруг, технологічним перевантаженням, зашкола, Головное изд-во, 1987. - с.336-339. тисканням ротора або міжвитковими замкненнями, (рис.9.23,б). виникне пропорційне підвищення струму у бага3. А.с. №808850, МКИ G 01 D 5/20, G 08 С тофазній обмотці 2, При цьому спрацьовує захис9/04. Надрук. 28.02.81р., Бюл. №8 (прототип). 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 58968 8 Підписне Тираж 26 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