Пристрій контролю та захисту трифазних асинхронних електродвигунів від неповнофазних режимів роботи

Реферат: UA 107873 U UA 107873 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електротехніки, а саме до пристроїв контролю та захисту трифазних асинхронних електродвигунів від неповнофазних режимів роботи. Відомий пристрій захисту трифазних електродвигунів від асиметричного режиму роботи [Пат. № 2115988 Россия, МПК Н02Н 7/08. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от асимметричного режима роботы /Тараноз М.А., Вдовикин Ю.М.; публ. 20.07.1998], який містить блок контролю фазних напруг, що включає зарезервоване джерело живлення, діоди, резисторні дільники напруги з послідовно включених резисторів, вузол опорної напруги зібраний з резисторів, конденсаторів, компараторів напруги, однотранзисторних підсилювачів і виконавчих реле, а також фазозрушуючий блок і три проміжних реле. Недоліком пристрою є те, що при симетричному зниженні напруги зі зниженням напруги на неінвертуючих входах компараторів знижується і опорна напруга на їх інвертуючих входах, в результаті чого двигун залишається включеним; відсутній контроль симетрії напруги на виході фазозрушуючого блока. Все це в цілому знижує надійність електропривода. Відомий пристрій захисту трифазних електродвигунів від неповнофазного режиму роботи прийнятий за прототип [Пат. № 2400004 Россия, МПК Н02Н 7/08. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима /Иваница М.А., Гетманенко В.М.; публ. 20.09.2010, Бюл. № 26], який містить фільтр напруги зворотної послідовності, що включає резистори, першого і другого конденсаторів, два струмових герконовий реле, два трансформатори струму, які входять до складу реагуючого елемента випрямного моста, третього і четвертого конденсатора, додаткового резистора і порогового елемента, причому первинні обмотки трансформаторів струму включені в два фазних проводи, до вторинних обмоток підключені обмотки струмових герконових реле, замикаючі контакти яких включені паралельно резисторам фільтра напруги зворотної послідовності, до виходу якого підключений випрямний міст, до виходу мосту паралельно підключені третій конденсатор, додатковий резистор і через пороговий елемент, зашунтованний четвертим конденсатором, виконавчий елемент. Недоліком прототипу є неможливість спрацьовування пристрою при обриві фази живильної мережі за місцем підключення фільтра напруги зворотної послідовності. В основу корисної моделі поставлена технічна задача: удосконалити пристрій контролю та захисту асинхронних електродвигунів від неповнофазних режимів роботи за рахунок змінення і введення додаткових блоків та нових функціональних зв’язків між ними, що дозволяє розширити функціональні можливості відомого пристрою і підвищити експлуатаційну надійність електроприводу. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій контролю та захисту асинхронних електродвигунів від неповнофазних режимів роботи, який містить фільтр напруги зворотної послідовності, що включає резистори, першого і другого конденсаторів, два струмових герконовий реле, два трансформатори струму, які входять до складу реагуючого елемента випрямного моста, третього і четвертого конденсатора, додаткового резистора і порогового елемента, причому первинні обмотки трансформаторів струму включені в два фазних проводи, до вторинних обмоток підключені обмотки струмових герконових реле, замикаючі контакти яких включені паралельно резисторам фільтра напруги зворотної послідовності, до виходу якого підключений випрямний міст, до виходу мосту паралельно підключені третій конденсатор, додатковий резистор і через пороговий елемент, зашунтований четвертим конденсатором, виконавчий елемент, згідно з корисною моделлю, введений трифазний понижуючий трансформатор напруги, первинний вимірювальний перетворювач напруги, первинний вимірювальний перетворювач температури в напругу, перетворювач сигналу в напругу, згладжуючий фільтр, операційний підсилювач на основі компаратора, світлова індикація несиметричного режиму, вузол підсилення сигналу, звукова сигналізація глибокої несиметрії напруг мережі, стабілізоване джерело напруги, логічний елемент "АБО-НІ", світлова сигналізація при перевищенні гранично допустимого значення відхилення напруги в бік зменшення, підсилюючий пристрій. Як застосування первинного вимірювального перетворювача напруги використаний трифазний понижуючий трансформатор напруги. Як датчик напруги зворотної послідовності використаний фільтр напруги зворотної послідовності, реалізований на резисторах і конденсаторах. Для виділення напруги зворотної послідовності співвідношення величини опору до ємності конденсатора дорівнює л/3, водночас співвідношення величини ємності конденсатора до величини опору дорівнює V3. Випрямляючим пристроєм для напруги зворотної послідовності є діодний міст, а згладжуючим фільтром є конденсатор. 1 UA 107873 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Оптрон служить гальванічною розв'язкою між сильнострумними колами котушки реле напруги виконавчого органу і колами мікросхем. Світлова індикація виконана на світлодіоді. Стабілізоване джерело постійної напруги для живлення операційного підсилювача і створення опорної напруги на ньому виконано на двох біполярних транзисторах і випрямляючих діодних мостах і видає напругу +15 В i -15 В. Стабілізоване джерело постійної напруги для живлення мікросхеми використовується для перетворення сигналу в напругу. З трифазного понижуючого трансформатора напруги 1 подається напруга на первинний вимірювальний перетворювач напруги 14, 14.1, 14.2. Випрямляючим пристроєм є діоди, а згладжуючими фільтрами є конденсатори. Стабілізоване джерело постійної напруги 13 для живлення операційних підсилювачів 8.2, 8.3, 8.4 і створення опорної напруги на них, виконано на двох біполярних транзистора і випрямляючих діодних мостах. Корисна модель представлена кресленням. На кресленні зображена блок-схема пристрою контролю та захисту асинхронних електродвигунів від неповнофазних режимів роботи. Пристрій містить трифазний понижуючий трансформатор напруги 1, первинний вимірювальний перетворювач напруги 2, первинний вимірювальний перетворювач температури в напругу 3, перетворювач сигналу в напругу 4, фільтр напруги зворотної послідовності 5, випрямляючий пристрій 6, 6.1, 6.2, 6.3, згладжуючий фільтр 7, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, операційний підсилювач на основі компаратора 8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, світлову індикацію несиметричного режиму роботи електродвигуна 9, 9.1, вузол підсилення сигналу 10, 10.1, звукову сигналізацію глибокої несиметрії напруги мережі 11, виконавчий орган 12, стабілізоване джерело напруги 13, первинний вимірювальний перетворювач напруги 14, 14.1, 14.2, логічний елемент "АБО-НІ" 15, світлову сигналізацію при перевищенні гранично допустимого значення відхилення напруги в бік зменшення 16, підсилюючий пристрій 17, 17.1, 17.2. Пристрій працює наступним чином. Напруга з затискачів асинхронного двигуна через понижуючий трансформатор напруги 1 подається на фільтр напруги зворотної послідовності 5, виконаний на резисторах і конденсаторах. З вторинних виводів фільтра знімається напруга зворотної послідовності, випрямляється на діодному мості і подається на інвертований ввід компаратора 8. На інший ввід компаратора подається опорна напруга від стабілізованого джерела живлення 13, яка задається за допомогою потенціометру. Величина опорної напруги на компараторі 1 пропорційна напрузі зворотної послідовності при обриві фази 10 % Uл. При симетричній напрузі на затискачах асинхронного електродвигуна на інвертованому вводі компараторів сигнал відсутній, і на виході компаратора він теж відсутній, асинхронний двигун працює, тому не включається ані світлова сигналізація несиметричного режиму, ані звуковий сигнал аварійного відключення асинхронного електродвигуна. Як первинний перетворювач температури 3 використані три терморезистори (позистори), з'єднані послідовно і укладені в лобових частинах кожної з трьох фазних обмоток статора асинхронного двигуна. При обриві обмотки асинхронного електродвигуна (неповнофазному режимі) на інвертованому вводі компаратора 1 з'являється напруга, пропорційна обриву фази (напруга зворотної послідовності 10 % Uл). На виході компаратора 1 з'являється сигнал, спрацьовує світлова індикація 9 "Аварійний режим". Відкривається біполярний транзистор 10.1 через оптрон на керований електрод тиристора подається напруга, він відкривається і подається напруга на котушку реле напруги 12, контакт якого розмикається в колі котушки магнітного пускача, силові контакти якого розмикаються і знімають напругу з асинхронного електродвигуна. Відкривається біполярний транзистор і включається звукова сигналізація аварійного відключення 11 асинхронного електродвигуна. При нагріві обмотки статора більше гранично допустимого для даного класу ізоляції, на виході мікросхеми 4 збільшується напруга, відкривається транзистор 10 і подається сигнал на вхід компаратора 1, на інвертованому вході компаратора 1 з'являється напруга, пропорційна уставці по температурі. На виході компаратора 1 з'являється сигнал, спрацьовує світлова індикація 9 "Аварійний режим". Відкривається біполярний транзистор 10.1 через оптрон U1 на керований електрод тиристора подається напруга, він відкривається і подається напруга на котушку реле напруги 12, контакт якого розмикається в колі котушки магнітного пускача, силові контакти якого розмикаються і знімають напругу з асинхронного електродвигуна. При захисті від відхилення напруги, напруга з затискачів асинхронного двигуна з понижуючого трансформатора напруги 1 подається через обмежуючі резистори 14, 14.1, 14.2 на 2 UA 107873 U 5 10 випрямляючий пристрій 6.1, 6.2, 6.3, випрямляється на діодах і подається на інвертовані вводи компараторів 8.2, 8.3, 8.4. На інший ввід компараторів подається опорна напруга від стабілізованого джерела живлення 13, яка задається за допомогою потенціометрів 17, 17.1, 17.2. Величина опорної напруги на компараторах 8.2, 8.3, 8.4 пропорційна перевищенню гранично допустимого значення відхилення напруги (>10 % Uф). При відсутності відхилення напруги на затискачах асинхронного електродвигуна на інвертованому вводі компараторів сигнал відсутній, і на виході компаратора він теж відсутній, асинхронний двигун працює. Відкриваються біполярні транзистори 8.2, 8.3, 8.4 і з'являється сигнал на вході логічного елемента "АБО-НІ" 15. На виході логічного елемента з'являється сигнал, спрацьовує світлова індикація 16. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Пристрій контролю та захисту трифазних асинхронних електродвигунів від неповнофазних режимів роботи, що складається з фільтра напруги зворотної послідовності, що складається з резисторів, першого і другого конденсаторів, двох струмових герконових реле, двох трансформаторів струму які входять до складу реагуючого елемента випрямного моста, третього і четвертого конденсатора, додаткового резистора і порогового елемента, причому первинні обмотки трансформаторів струму включені в два фазних проводи, до вторинних обмоток підключені обмотки струмових герконових реле, замикаючі контакти яких включені паралельно резисторам фільтра напруги зворотної послідовності, до виходу якого підключений випрямний міст, до виходу мосту паралельно підключені третій конденсатор, додатковий резистор і через пороговий елемент, зашунтований четвертим конденсатором, виконавчий елемент, який відрізняється тим, що в пристрій введений трифазний понижуючий трансформатор напруги, первинний вимірювальний перетворювач напруги, первинний вимірювальний перетворювач температури в напругу, перетворювач сигналу в напругу, згладжуючий фільтр, операційний підсилювач на основі компаратора, світлова індикація несиметричного режиму, вузол підсилення сигналу, звукова сигналізація глибокої несиметрії напруги мережі, стабілізоване джерело напруги, логічний елемент "АБО-НІ", світлова сигналізація при перевищенні гранично допустимого значення відхилення напруги в бік зменшення, підсилюючий пристрій. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3