УСТРОЙСТВО ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ НАГРЕВА И ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Полезная модель применяется в электротехнике и может быть использована для контроля теплового состояния обмоток электродвигателей в процессе их эксплуатации в целях защиты от аварийных режимов.
Известно устройство контроля нагрева и защиты обмоток электродвигателя от перегрева, возникающего от токовых перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе при потере одной из фаз, с использованием тепловых реле, основой которых являются термоэлементы, связанные через исполнительный механизм с контактами в цепи катушки контактора, срабатывающих от превышения тока, который может привести к перегреву, тепловому старению изоляции обмоток и преждевременному выходу из строя электродвигателя (Пястолов А.А. и др. Эксплуатация и ремонт электрооборудования. - М., Колос, 1976, с.190-191).
Недостатком такого устройства контроля и защиты электродвигателя от аварийных режимов является не соответствие превышений номинального тока в обмотках статора электродвигателя температуре их нагрева. Например, перегрев обмоток происходит от ухудшения обдувания корпуса при выходе из строя вентилятора или завале корпуса электродвигателя технологическим материалом - соломой, кормом и др. В этом случае, даже при номинальном значении тока электродвигателя температура нагрева обмоток может превысить допустимые значения, на которые не сработает защита.
Известно устройство для контроля изоляции и нагрева обмоток электродвигателей и других электрических машин с измерением их температуры в процессе пропитки и сушки. (А.С. СССР 1332470 по кл. Н02К 15/12, БИ №31, 1987 г.).
Недостатком этого устройства контроля нагрева обмоток электродвигателей является конструктивная сложность и не возможность использования в процессе эксплуатации для защиты от аварийных режимов.
Известно устройство для контроля нагрева и защиты обмоток электродвигателей с применением устройства встроенной температурной защиты (УВТЗ), которое реагирует на температуру обмоток электродвигателя, по сигналу терморезисторов (позисторов), устанавливаемых в лобовых частях статорных обмоток электродвигателей, которые соединены с усилителем этого сигнала и преобразованием его в сигнал, управляющий магнитным пускателем электродвигателя.
Недостатком устройства является необходимость вмешательства в конструкцию электродвигателя (в заводских условиях при изготовлении или при эксплуатации) для установки или замены вышедших из строя термодатчиков, встраиваемых в лобовые части обмоток статора электродвигателя. Температура срабатывания термодатчиков в значительной мере зависит от точности соблюдения инструкций по их установке в лобовых частях обмоток статора. Также в этом устройстве требуется обязательная прокладка дополнительных проводников для связи термодатчиков с блоком УВТЗ, а его - с магнитным пускателем, что усложняет конструкцию, увеличивает стоимость и снижает надежность работы устройства защиты электродвигателя.(Сырых Н.Н. Эксплуатация сельских электроустановок. - М., Агропромиздат, 1986. - 255 с.).
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции устройства, повышение точности контроля нагрева электродвигателей и надежности работы устройства защиты обмоток электродвигателей от перегрева в эксплуатационных условиях.
В результате использования полезной модели повышается точность контроля нагрева электродвигателей и надежности защиты обмоток электродвигателей от перегрева в эксплуатационных условиях, упрощение конструкции и уменьшение габаритов, а также автономность работы устройства.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что устройство эксплуатационного контроля нагрева и защиты электродвигателей, содержащее датчик температуры нагрева обмоток электродвигателей, связанный с усилителем управляющего сигнала для защиты электродвигателя и магнитным пускателем, содержит полый металлический болт с головкой под гаечный ключ, вворачиваемый в гнездо рым-болта станины к сердечнику электродвигателя, в пазах которого расположена обмотка статора, внутри нижней части полого болта установлен термодатчик, соединенный с усилителем, имеющим автономный источник питания, к которым подключен вход сигнального блока, имеющего задатчик порога срабатывания, к первому выходу сигнального блока подключен световой индикатор-светодиод, к второму выходу сигнального блока подключен звуковой генератор-зуммер, а третий выход сигнального блока соединен с отключающим устройством, связанным с магнитным пускателем, управляющим работой электродвигателя, при этом к верхней части ввинчиваемого полого болта герметически закреплен термостойкий пластиковый корпус, в котором смонтирована и размещена электрическая схема, имеющая автономный источник питания, а оба узла представляют собой один съемный блок эксплуатационного контроля нагрева и защиты электродвигателей.
На фиг.1 представлена общая схема, устройства эксплуатационного контроля нагрева и защиты электродвигателей.
Устройство содержит полый металлический болт 1 с головкой под гаечный ключ, вворачиваемый в гнездо рым-болта станины 2 электродвигателя 3, установленного на раме 4 и соединенного валом 5 с рабочей машиной 6.
Внутри нижней части полого болта 1 установлен термодатчик 7, соединенный с усилителем 8, имеющим автономный источник блока питания 9, к усилителю 8 также подключен сигнальный блок 10, имеющий задатчик 11, к первому выходу сигнальный блок 10 подключен индикатор-светодиод 12, к второму выходу сигнального блока 10 подключен звуковой генератор-зуммер 13, а к третьему выходу сигнального блока 10 подключено отключающее устройство 14, соединенное с магнитным пускателем 15, который через вводное устройство 16 электродвигателя 3, управляет его работой. Термодатчик 7, установленный в торце полого болта 1, плотно прилегает к сердечнику 17 электродвигателя 3, в пазах которого расположена обмотка статора 18 и контролирует их температуру.
Все элементы электрической схемы устройства, включая малогабаритный аккумулятор, светодиод, зуммер и отключающее устройство, смонтированы на плате и размещены в термоустойчивом герметичном пластиковом корпусе 19, прочно закрепленном на металлическом полом болте 1, и являются одним съемным узлом.
Диаметр, шаг резьбы и длина вворачиваемого полого болта 1 соответствуют этим параметрам гнезда, из которого временно вернут рым-болт обслуживаемого электродвигателя. При необходимости блок питания 9 может быть подключен через магнитный пускатель 15 к электрической сети 20. Устройство также может работать без использования отключающего блока 14 и его соединения с магнитным пускателем 15, в случае достаточности для надежной защиты при эксплуатации электродвигателя световой и звуковой информации.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал термодатчика 7, установленного в торце полого болта и помещенного в гнезде рым-болта, о состоянии нагрева корпуса электродвигателя 3 в зоне гнезда рым-болта, включающего сердечник статора 17, станину 2, и косвенно, обмотку статора 18, подается на усилитель 8, получающий питание от источника блока питания 9, а затем усиленный сигнал поступает на сигнальный блок 10, соединенный с задатчиком 11, которым задают регулируемую уставку порога срабатывания сигнального блока 10, который в свою очередь, имея три выхода, поочередно включает светодиод 12, зуммер 13 и отключающий блок 13, сигнализирующие о возникновении аварийной ситуации по причине нагрева обмоток выше допустимого значения, и необходимости принятия срочных мер по ликвидации аварийной ситуации с возможностью последующего отключения электродвигателя от сети.
Устройство эксплуатационного контроля нагрева и защиты электродвигателей дает информацию о температурном состоянии обмоток статора электродвигателей позволяет персоналу своевременно принимать необходимые меры по устранению аварийных ситуаций и предотвращению преждевременного выхода электродвигателя из строя.
Вворачиваемое основание устройства - полый болт должен соответствовать габаритам гнезда и иметь номер резьбы М8 для электродвигателей, у которых высота оси вращения равна 90, 100 и 112 мм, M10 - для 160 мм и М20 - для 180, 200 и 225 мм. С увеличением мощности защищаемого электродвигателя увеличивается диаметр гнезда его рым-болта и, соответственно, диаметр вворачиваемой части устройства, что улучшает условия для более точного измерения температуры.
Устройство собрано на печатной плате и помещено в теплоустойчивый, герметичный пластиковый корпус, прочно соединенный с металлической вворачиваемой частью, выполненной в виде полого болта с гайкой под ключ, и представляет собой одно съемное устройство эксплуатационного контроля нагрева и защиты электродвигателя. Вворачиваемое в гнездо рым-болта устройство удобно применять для визуального и звукового контроля обслуживающим персоналом степени нагрева электродвигателей. Может быть также эффективным использование устройства с его действием на отключение.
В сельскохозяйственном производстве устройство наиболее целесообразно применять для контроля состояния электродвигателей мощностью 11 кВт и более, задействованных в технологических процессах, не допускающих внезапных перерывов и связанных с потерей продукции и большими материальными ущербами.