УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ЗАЩИТЫ ОТ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Полезная модель относится к электротехнике, предназначена для защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений и индивидуальной компенсации реактивной мощности. Данное устройство может быть использовано в асинхронных электроприводах сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий.
Известно устройство для пуска и компенсации реактивной мощности асинхронного двигателя (RU 2288534, опубл. 27.11.2006), содержащее трехфазный выключатель, зажимы которого подключены к началам статорных обмоток, конденсаторы, первые зажимы которых подключены к концам статорных обмоток и коммутационный аппарат, предназначенный для переключения схемы соединения обмоток статора и конденсаторов, а вторые зажимы конденсаторов подключены к началам обмоток статора и к зажимам выключателя. Коммутационный аппарат выполнен в виде магнитного пускателя, катушка которого вместе с последовательно включенным резистором подключены параллельно одной из статорных обмоток, а резистор зашунтирован контактом магнитного пускателя, другие контакты магнитного пускателя подключены между точками соединения концов статорных обмоток и конденсаторов.
Недостатками данного устройства являются высокий порог ограничения коммутационных перенапряжений.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений (RU 110213, опубл. 10.11.2011 г.), содержащее резисторы, три конденсатора и асинхронный электродвигатель, стабилитроны, дроссели, неоновые лампы и предохранители, причем, три дросселя, подключенные первыми выводами к трем фазам электрической сети на входе устройства, а вторыми выводами дроссели подключены к первым выводам предохранителей, вторые выводы которых присоединены к стабилитронам соединенным по схеме треугольник, а параллельно стабилитронам подключены резисторы, которые тоже соединены по схеме треугольник, далее, к вершинам треугольника образованного резисторами включены конденсаторы соединенные по схеме треугольник, причем, вторые выходы дросселей соединены с асинхронным электродвигателем, а параллельно каждому предохранителю подключена цепь из последовательно соединенной светодиода с токоограничивающим резистором.
Существенным недостатком данного устройства является невозможность применения для компенсации реактивной мощности электродвигателей с номинальной мощностью свыше 10 кВт.
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение порога ограничения коммутационных перенапряжений и обеспечение возможности компенсации реактивной мощности асинхронных электродвигателей с номинальной мощностью свыше 10 кВт.
Устройство для индивидуальной компенсации реактивной мощности асинхронного электродвигателя и защиты от коммутационных перенапряжений содержит три дросселя подключенные первыми выводами к трем фазам электрической сети на входе устройства. Вторыми выводами дроссели подключены к первым выводам предохранителей вторые выводы которых присоединены к стабилитронам представляющие собой симметричные TVS диоды и соединенные по схеме треугольник. Параллельно стабилитронам подключены резисторы которые тоже соединены по схеме треугольник. Далее, к вершинам треугольника образованного резисторами включена конденсаторная батарея. Вторые выходы дросселей соединены с асинхронным электродвигателем. Параллельно каждому предохранителю включена цепь из последовательно соединенного светодиода с токоограничивающим резистором. Причем, параллельно предохранителю подключена цепь, состоящая из светодиода и токоограничивающего резистора, а параллельно предохранителю 5 подключена цепь, состоящая из светодиода и токоограничивающего резистора, кроме того, параллельно предохранителю подключена цепь, состоящая из светодиода и токоограничивающего резистора. Реле времени, а также цепь, состоящая из последовательно соединенных замыкающего контакта реле времени и катушки магнитного пускателя подключаются к любым двум фазам электрической сети. Кроме того, ко вторым выходам предохранителей подключены три конденсатора, соединенные по схеме треугольник, параллельно конденсаторам включены резисторы.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений.
Устройство для индивидуальной компенсации реактивной мощности асинхронного электродвигателя и защиты от коммутационных перенапряжений содержит три дросселя 1, 2, 3, подключенные первыми выводами к трем фазам электрической сети на входе устройства. Вторыми выводами дроссели 1, 2, 3 подключены к первым выводам предохранителей 4, 5, 6, вторые выводы которых присоединены к стабилитронам 7, 8, 9 представляющие собой симметричные TVS диоды и соединенные по схеме треугольник. Параллельно стабилитронам 7, 8, 9 подключены резисторы 10, 11, 12, которые тоже соединены по схеме треугольник. Далее, к вершинам треугольника образованного резисторами 10, 11, 12 включена конденсаторная батарея 13. Вторые выходы дросселей 1, 2, 3 соединены с асинхронным электродвигателем 14. Параллельно каждому предохранителю 4, 5, 6 включена цепь из последовательно соединенного светодиода с токоограничивающим резистором. Причем, параллельно предохранителю 4 подключена цепь, состоящая из светодиода 15 и токоограничивающего резистора 16, а параллельно предохранителю 5 подключена цепь, состоящая из светодиода 17 и токоограничивающего резистора 18, кроме того, параллельно предохранителю 6 подключена цепь, состоящая из светодиода 19 и токоограничивающего резистора 20. Реле времени 21, а также цепь, состоящая из последовательно соединенных замыкающего контакта реле времени 22 и катушки магнитного пускателя 23 подключаются к любым двум фазам электрической сети. Кроме того, ко вторым выходам предохранителей 4,5, 6, подключены три конденсатора 25, 26, 27, соединенные по схеме треугольник, параллельно конденсаторам 25, 26, 27 включены резисторы 28, 29, 30.
Устройство работает следующим образом
Вход устройства защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений подключается к питающему кабелю. К выходу устройства подключается асинхронный электродвигатель 14. Когда в электрической сети 0,38 кВ, возникает импульс перенапряжения, то он, минуя дроссели 1, 2, 3 и предохранители 4, 5, 6 защищающие стабилитроны 7, 8, 9 от длительного протекания токов короткого замыкания, поступает на стабилитроны 7, 8, 9, где происходит снижение его амплитуды. Если амплитуда импульса перенапряжения не превышает напряжение срабатывания стабилитронов 7, 8, 9, то амплитуда снижается фильтром низких частот, образованным резисторами 10, 11, 12, конденсаторной батареей 13, и дросселями 1, 2, 3. Резисторы 10, 11, 12 разряжают конденсаторную батарею 13, при отключении от электрической сети 0,38 кВ устройства защиты асинхронного электродвигателя от коммутационных перенапряжений, тем самым, повышая безопасность труда при ремонте и обслуживании. Кроме того, конденсаторная батарея 13 выполняют частичную компенсацию реактивной мощности асинхронного электродвигателя 14 до значения близкому к установленному в ПУЭ-7, тем самым, снижая искрение на силовых контактах магнитного пускателя, уменьшая амплитуду и длительность импульсов перенапряжений. В случае необратимого теплового пробоя любого из стабилитронов 7, 8, 9, а также, короткого замыкания в любом конденсаторной батарее 13 возникает ток междуфазного короткого замыкания, который вызывает срабатывания двух и более предохранителей 4, 5, 6. После срабатывания предохранителей 4, 5, 6 цепи состоящие из последовательно соединенных: светодиода 15 и резистора 16, светодиода 17 и резистора 18, а также светодиода 19 и резистора 20, лишаются шунта, это вызывает протекание через них электрического тока и срабатывание световой сигнализации из светодиодов 15, 17, 19. При включении электродвигателя (при подаче на него напряжения), включается устройство выдержки времени в реле времени 21, которая с заранее выставленной задержкой по времени замыкает свой замыкающий контакт 22, тем самым, подавая напряжение на катушку магнитного пускателя 23, которая в свою очередь, замыкает силовые контакты магнитного пускателя 24, представляющие собой специализированный узел для подключения конденсаторной батарей к электрической сети. В случае отключения электродвигателя 14 от электрической сети, обесточиваются все цепи устройства, что приводит к размыканию всех нормально-разомкнутых контактов данного устройства, а конденсаторы 25, 26, 27 снижают амплитуду импульсов перенапряжения и высокочастотных переходных процессов, протекающих в асинхронном электродвигателе 14 непосредственно после его отключения. Резисторы 28, 29, 30 обеспечивают разряд конденсаторов 25, 26, 27, после отключения от электрической сети.
Автор:
1. Максаев Иван Николаевич - 344022 Ростовская область, Ростов-на-Дону, Пушкинская улица, 181/1, кв. 142.