Устройство управления компенсацией и подсушкой асинхронного двигателя

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам управления компенсацией и подсушкой асинхронного двигателя и может быть использована для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих со значительными перерывами между включениями в помещениях с повышенной влажностью и вне помещений.
Известно устройство для предотвращения увлажнения обмоток трехфазных асинхронных электродвигателей во время эксплуатационных пауз (см. а.с. SU №1361681, кл. H02K 15/12, опуб. 1987 г.), содержащее конденсаторы, соединенные последовательно с обмотками трехфазного асинхронного электродвигателя, между которыми установлены замыкающие контакты, нулевая точка обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя соединена с нулевым проводом питающей сети.
Недостаток данного устройства: требуется вывести нулевую точку у трехфазного асинхронного электродвигателя, что на практике в большинстве случаев невыполнимо.
Известен трехфазный конденсатор компании ОАО «Миркон» серии RCM3 (см. ссылку http://промкаталог.рф/ Products?firmId=76710), содержащий три однофазных конденсатора, последовательно соединенные в контур, на основе металлизированной полипропиленовой пленки с самовосстанавливающимися свойствами, в металлическом корпусе с тремя выводами для подключения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для предотвращения увлажнения обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе (см. патент на полезную модель RU 92998, H02K 15/12, 2010 г.), содержащее трехфазный конденсатор с тремя выводами, с одной стороны, соединенный с выводами трехфазного источника питания, с другой стороны соединенный с выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, трехфазный контактор.
Недостаток прототипа: низкая надежность работы, обусловленная относительно низким уровнем высших гармоник, обуславливающим недостаточную степень подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в устройстве для предотвращения увлажнения обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе.
Техническим результатом является повышение надежности работы за счет относительного повышения уровня высших гармоник, обеспечивающего достаточную степень подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в устройстве управления компенсацией и подсушкой асинхронного двигателя.
Технический результат достигается тем, что устройство управления компенсацией и подсушкой асинхронного двигателя, содержащее трехфазный конденсатор с тремя выводами, с одной стороны, соединенный с выводами трехфазного источника питания, с другой стороны соединенный с выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, трехфазный контактор, согласно полезной модели содержит подключенный к трехфазному источнику питания трехфазный автоматический выключатель, первую и вторую катушки с выходными и входными выводами у каждой, тиристорный ключ с входным и выходным выводами, при этом входные три вывода трехфазного автоматического выключателя соединены соответственно с тремя выводами трехфазного источника питания, а выходные три вывода - соответственно с тремя входными выводами трехфазного контактора, где первый выходной вывод также соединен с входным выводом первой катушки и с входным выводом тиристорного ключа, а третий выходной вывод соединен с входным выводом второй катушки и с третьим выходным выводом трехфазного контактора, при этом выходной вывод первой катушки соединен с первым выводом трехфазного конденсатора, а выходной вывод второй катушки соединен со вторым выводом трехфазного конденсатора, причем выходной вывод тиристорного ключа соединен с первым выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, а третий вывод трехфазного конденсатора соединен со вторым выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, также выходные три вывода трехфазного контактора соответственно соединены с тремя выводами трехфазного асинхронного электродвигателя.
Обоснование критериев охраноспособности полезной модели:
Новизна обусловлена тем, что предлагаемая совокупность существенных признаков не известна из сведений об уровне техники, а именно: установка тиристорного ключа с входным и выходным выводами, где входной вывод электрически связан с выводом трехфазного источника питания, а выходной вывод электрически связан с выводом трехфазного асинхронного электродвигателя в устройстве управления компенсацией и подсушкой асинхронного двигателя, содержащем трехфазный конденсатор с тремя выводами, с одной стороны, соединенный с выводами трехфазного источника питания, с другой стороны соединенный с выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, трехфазный контактор.
Промышленная применимость подтверждается возможностью осуществления технического решения в электроустановках с трехфазными асинхронными электродвигателями, предназначенных для технологических процессов в области сельского хозяйства и пищевой промышленности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства управления компенсацией и подсушкой асинхронного двигателя.
Устройство управления компенсацией и подсушкой асинхронного двигателя содержит трехфазный конденсатор 1 с тремя выводами 2, 3, 4, с одной стороны, соединенный с выводами трехфазного источника питания 5, с другой стороны соединенный с выводом трехфазного асинхронного электродвигателя 6, трехфазный контактор 7. Устройство, также содержит подключенный к трехфазному источнику питания 5 трехфазный автоматический выключатель 8, первую 9 и вторую 10 катушки с выходными и входными выводами у каждой, тиристорный ключ 11 с входным и выходным выводами, при этом входные три вывода трехфазного автоматического выключателя 8 соединены соответственно с тремя выводами трехфазного источника питания 5, а выходные три вывода - соответственно с тремя входными выводами трехфазного контактора 7, где первый выходной вывод также соединен с входным выводом первой катушки 9 и с входным выводом тиристорного ключа 11, а третий выходной вывод соединен с входным выводом второй катушки 10 и с третьим выходным выводом трехфазного контактора 7, при этом выходной вывод первой катушки 9 соединен с первым выводом 2 трехфазного конденсатора 1, а выходной вывод второй катушки 10 соединен со вторым выводом 3 трехфазного конденсатора 1, причем выходной вывод тиристорного ключа 11 соединен с первым выводом трехфазного асинхронного электродвигателя 6, а третий вывод 4 трехфазного конденсатора 1 соединен со вторым выводом трехфазного асинхронного электродвигателя 6, также выходные три вывода трехфазного контактора 7 соответственно соединены с тремя выводами трехфазного асинхронного электродвигателя 6.
Устройство управления компенсацией и подсушкой асинхронного двигателя работает следующим образом.
При включенном контакторе 7 и автоматическом выключателе 8 конденсатор 1 выполняет роль компенсатора реактивной мощности трехфазного асинхронного электродвигателя 6 и, кроме того, способствуют улучшению технических условий пуска электродвигателя 6, поскольку по одному из «законов коммутации» напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, и, следовательно, опасного импульсного всплеска напряжения не будет наблюдаться. В этом режиме трехфазный асинхронный электродвигатель 6 компенсирует рабочую реактивную мощность трехфазного конденсатора 1, а в режиме подсушки компенсирует реактивный ток работающего тиристорного ключа. При этом тиристорный ключ 11 работает в режиме большого угла управления, порядка 150°.
При выключенном контакторе 7 и включенном автоматическом выключателе 8 возникает подсушивание изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя 6: конденсатор 1 обеспечивает электрическую связь между выводами трехфазного источника питания 5 и выводами трехфазного асинхронного электродвигателя 6, в соответствии с заявленным устройством трехфазный конденсатор создает ток в той фазе трехфазного асинхронного электродвигателя 6, к которой не подключен тиристорный ключ 11, обеспечивая запитку током всех трех обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя 6.
Повышение надежности работы за счет относительного повышения уровня высших гармоник происходит вследствие возникающего при этом поверхностного эффекта («скин эффект»). Как следствие происходит вытеснения тока, способствующего прогреву именно поверхности проводника, а не деструктивным изменениям в центре проводника.