Пристрій для температурного захисту електродвигуна

Изобретшие относится к схемам «ащиTW электрических машин реагирующих на иткленен^я от нормальной температуры, а также огагируюч^х на чрезмерное повышение температуры, вызванное токовыми пе регрузкамм и другими возмущающими воздействиям 1 Цель изобретения - повышение г-где «ног ги путем обеспечения возможности прогнозирования перегрева изоляции до .недопустимого значения Целч дзстигае'Ся размещением двух параллель ГІУХ цепей из тиристор ^ одновременно на лооооых частых обмет .1 вру\ соседних фаз Это дает возможность получать информацию О ТЄП/iOROM СО^ТСНИІЇИ 9СЄХ ОбмОТОК злектродвигэтеня 7 ия ственно на меньшую и большую температуры срабатываний, каждая последовательная часть цепи гормодагчика устанавливается одновременно на лобовых частям обмотки двух соседних фаз. благодаря гакому размещению двух параллельных цепей удается о полном объеме получать информацию о тепловом состояние псе* обмоток -электродвигателе. В двух Фазах обмоток электродвигателя имеются клеммы для подключения соответственно первичных обмоток двух трансфо^матооов А и 3 тока, аторичпые обмотки которых соединены соответсвенно с ьходам'уї первого 4 и второго 5 фильтров выходы фильтров соединены с входами сумматора 6 Импульсный генератор 7 соелинрн с первым входом регулятора 8 скважности, второй вход которого соадинеь с выходом сумматора 6. Выходы регулятора 8 скважности подключены к позигторам 1, причем первый из них 1647741 подключен через первый резистор 9, а второй - непосредственно. Параллельно еыводам термодатчика из позисторов 1 подкл ючены лоследовательно соединенные между собой диод 10 и конденсатор 11 Па- 5 раллельно конденсатору 11 подключен вход усилителя 12, к выходу которого подсоединены последовательно соединенные второй 13 и третий 14 резисторы. Второй ключ 15 подсоединен входами к входу второго рези- 10 стора 15, первый ключ 1 6 - к выходу усилителя 12. Выход первого ключа 16 связан с первым исполнительным органом 17 и коммутационным ь\ аратом 18, а выход второго ключа 15 связан с вторым 15 исполнительным органом 19. Устройство работает следующим образом. Исполнительный генератор 7 вырабатывает импульсы прямоугольной формы по- 20 ложительной полярности, стабильной частоты и длительности (фиг. 2) Импульсы напряжения подаются с выхода генератора 7 на первый вход регулятора 8 скважности, при этом в термочувствительной цепи, со- 25 стоящей из термодатчика (позисторов) 1 и первого резистора 9, подключенных к выходам регулятора 8 скважности, протекает импульсный ток (фиг. 3), который создает соответственно падение напряжения на 30 термодатчике из позисторов 1 и первом резисторе 9. Падение напряжения, пропорциональное электрическому сопротивлению позисторов 1, подается на конденсатор 11 через 35 диод 10 Одновременно на второй вход регулятора 8 скважности подается напряжение с сумматора 6, поступающее с вторичных обмоток первого трансформатора 2 тока и второго трансформатора тока 3 40 соответственно через первый 4 и второй 5 фильтры, пропорциональное сумме токов в фазных обмотках защищаемого электродвигателя, что позволяет более точно формировать управляющий сигнал на втором 45 входе регулятора 8 скважности. Напряжение, поступающее с сумматора 6 на второй вход регулятора 8 скважности, является для него управляющим и влияет на длительность импульсов тока, 50 протекающего в термочувствительной цепи, состоящей из позисторов 1 и первого резистора 9. С увеличением нагрузки электродвигателя потребляемый им ток увеличивается и одновременно увеличиваются 55 управляющее напряжение и длительность импульсов тока, протекающего в термочувствительной цепи (фиг. 4 и 5). При минимальном токе в обмотках электродвигателя и небольших перегрузках (на пример, до 2 !н). когда скорость нарастания температуры обмоток электродвигателя мала, по термочувствительной цепи - позисторам 1 и первому резистору 9 протекает импульсный ток, не вызывающий саморазогрев позисторов 1. Динамическая погрешность позисторов в этом случае практически отсутствует и их тепловое состояние, а соответственно, и электрическое сопротивление определяются тепловым состояниям обмоток электродвигателя. При больших перегрузках, например, больше 2 (н, когда скорость нарастания температуры обмоток заметно увеличивается и динамическая погрешность позисторов 1 также увеличивается, длительность импульсов тока, протекающего в термочувствительной цепи, возрастает пропорционально токовой нагрузке электродвигателя и ээ счет этого происходит дополнительный нагрев позисторов 1, что обеспечивает их ускоренное срабатывание и компенсацию динамической погрешности (инерционности позисторов). Величина эквивалентного тока, протекающего в термочувствительной цепи, определяется выражением Іимп R -п + R где UUn - напряжение источника питания; Ни R = 2 — • Rib суммарное сопроn тивление позисторов (фиг 6); Rta. Rib ~ параллельно включенные позисторы рдной из цепей соответственно на меньшую и большую температуры срабатывания; Rg ~ сопротивление первого резистора 9; Тимп - длительность импульса тока, протекающего в термочувствительной цепи, Т - период импульса тока Таким образом, нагрев позисторов Ri a и Ri6 до температуры срабатывания-* может происходить вследствие их нагрева от обмоток электродвигателя (при небольших перегрузках электродвигателя до 21И) или их комбинированного нагрева обмоток электродвигателя и за счет тока протекающего по позисторам Ri a и Rie (при больших перегрузках электродвигателя и токах больше 2 1Н). Так как позисторы Ri a и Rie имеют разные классификационные температуры срабатывания - меньшую и большую (фиг. 7), то и срабатывание их при нагреве происходит постепенно' вначале позисторы Rta. вызывая подачу световой или звуковой сигнали 164774Ї зации. а затем поэисторы Rifi, обеспечивая аварийное отключение перегретого электродвигателя. Для качественной и стабильной работы термочувствительной цепи величины сопро- 5 тивлсний Ria и Ri6 термодзтчикз должны подбираться примерно одинаковым з исходном холодном состоянии. При достижении температуры срабатывания позисторов Fia электрическое сопро- 10 тивление их резко возрастаем, что приводит к увеличению суммарного сопротивления R • я. падения напряжения на нем и напряжения на конденсаторе 11 согласно выражения 15 аппарат ' 8 , и перегретый электродвигатель отключается от источника питания При этом напряжение срабатывания ключей 15 и 16 определяется тольхо суммарным сопротивлением R у П позисторов 1 и не зависит от величины тока в термочувствительной цепи. В режиме нормальных частых пусков (что характерно для многих электроприводов), когда электродвигатель уже достаточно нагрет за счет теплового действия эквивалентного токз 1Э, протекающего а термочувствительной пепи, может произойти опережающее срабатывание позисторав 1, хо^я температура обмоток электродвигателя не превышает допустимой для данного класса ьефевостойкости изоляции Для усгранения опережающего срабатывания позисторов 1 фильтры 4 и 5 обеспечивают нарастание управляющего сигнала на втором входе регулятора 8 скважности, поступающее с сумматора 6 в зависимости от времени действия пускового 'ока. В предлагаемом усіройегве достигается относительна высокая точность срабатывания защиты электродвигателя благодаря протекзнию по позисторам, встроенным в обмотку электродвигателя, импульсного тока, пропорционального величине тока в фазных обмотках, зз счет чего обеспечивается компенсация динамический погрешности позистороз при любь*ч скоростях нарастания температуры обмотки, з< висящей от погрузки электродвигателя, w по сравнению с прототипом обеспечивается Функция прогнозирования оозможносіи прре-.рзг.з путем введения емнзлизации о приближении температуры нагрева изоляции оЫоток к недопустимому значению при любы/ режимах работы электродвигателя Экономическая эффективность иаобре тения определяется увеличением сро#а службы электродвигателя между капитальными ремонтами, уменьшением общего числа отказов электрооборудования за счет сохранения целостности изоляции обмоток электродвигателя при перегрузках и повышением непрерывности технологичесхілх процессов за счет большем 'лнфор^атілености о тепловом режиме электродвигателей. Предлагаемое устройство fp- жет быть использовано для защиты от перегрева электродвигателей как общепромышленного, так и специального назначения Если учесть, что в исходном "холодном" состояние сопротирления позистороя R^ и 20 Ri6 примерно равны то при срз&атыванми позисторсв R i 3 суммарное сопротивление R ' п позисторов 1 увеличивается почти вдвое и определяется суммарной величиной сопротивления позистороз RIG. которые 25 еще не достигни температуры срабатывания и имеют небольшое сопротирление Пад е н и е н а п р я ж е н и й на с у м м а р н о м сопротивлении R n позисторов 1 в pdcrMSTриваемом случае подается через диод 10 на 30 конденсатор 1 1 и далее через усилитель 12 на последовательно соединенные второй 13 и третий 14 резисторы, образую!!,*/*? делитель напряжения. Если падение напряжения на втором резисторе 13 достигает 35 порога срабатывания второго ключа 15. то срабатывает второй исполнительный орган 19, воздействующий на световую или звуковую сигнализацию что свидетельствует о приближении к недопустимому перегреву 40 изоляции обмоток электродвигателя Если дежурный оператор, получив упреждающий сигнал, не может изменить режим работы электродвигателя или временно вывести его из работы, перейдя на работу с другим 45 механизмом, процесс нагрева обмоток электродвигателя продолжается до срабатывания позисторов Rib, рассчитанных на большуіо температуру срабатывания. В этом случае падение напряжения на сум- 50 марном сопротивлении R п по'^истором 1 еще больше увеличивается, что приводит к увеличению напряжения KJ делителе напряжения, выполненном из последовательно соединенных второго 13 и третьего 14 ре- 55 Формула изобретение зистороо. Если напряжение на делителе 13 {14} н а п р я ж е н и я д о с т и г а е т порога Устройство л^я температурной защиты с р а б а т ы в а н и я п е р в о г о ключа 16, то электродвигателя, содержащее термодатсрабатывает первый исполнительный орган чик, выполненный в виде позисторов, пред17. воздействующий на коммутационный назначенных для установки в лобовы* 1S47741 частях обмоток электродвигателя, параллельно вывода?* термодзтчика подключены последовательно соединенные диод и конденсатор, два трансформатора тока, предназначенные для включения в соответствующие фазы питания электродвигателя, импульсный генератор, соединенный с первым входом регулятора скважности, первый выход которого через резистор, а второй - непосредственно подключены к выводам термодатчика, к вторичным обмоткам трансформаторов тока подключены соответственно первый и второй фильтры, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которого соединен с вторым входом регулятора скважности, первый ключ, выход которого соединен с входом исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения возможности прогнозирования перегрева изоляции 5 10 15 20 обмоток до недопустимого значения, в него дополнительно введены усилив ель, йторойи третий резисторы, образующие делитель напряжения, второй ключ, второй исполнительный орган, при этом вход усилителя подключен параллельно конденсатору, выход - к последовательно соединенным второму и третьему резисторам, второй ключ подсоединен входами к второму резистору, первый кпюч входами - к выходу усилителя, выход второго ключа соединен с входом второго исполнительного органа, а термодатчик выполнен состоящим из двух последовательно включенных цепей, содержащих каждая параллельно соединенные позисторы соответственно на меньшую и большую температуры срабатывания, при этом каждая параллельная цепь предназначена для установки на лобовых частях обмотки двух соседних фаз. я фиг. і 1647741 Г Фиг.5 -£ — 1 U 1S , . / • j сриг.б J с фиг, 7 Редактор 0.Головач Составитель К. Ш и л аи Техред М.Моргентап Корректор О.Циппе Заказ 1408 Тираж 398 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101