УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ И ОБРЫВА ФАЗЫ

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей и может быть использовано на промышленных предприятиях для защиты электродвигателей от повреждений в результате перегрузок по току и обрыва фазы.
Известно устройство для защиты электрического двигателя от перегрузки и сверхтока, которое содержит датчики тока, формирователи сигналов, пропорциональных значениям полуволн токов положительной и отрицательной полярности, формирователь суммы сигналов и формирователь разности сигналов полуволн тока статора. Ускоренное отключение обеспечивается тем, что дополнительно фиксируют затухание свободной апериодической составляющей тока статора, затем выделяют периодическую составляющую тока статора как разность положительных и отрицательных полуволн тока статора. Отключают двигатель с ускорением до истечения времени нормального пуска при недостижении указанной разностью заданного значения на интервале времени, равном периоду минимально возможной частоты вращения ротора после затухания апериодической составляющей тока статора. (А.с. №1319132).
Указанное устройство служит для обеспечения эффективной защиты электродвигателя при несостоявшемся пуске, т.е. при отсутствии вращения ротора. Однако в эксплуатации имеет место затянувшийся пуск, при котором ротор электродвигателя разворачивается с недостаточным ускорением. При таком пуске разность полуволн тока статора достигает заданного уровня, запрещая ускоренное срабатывание защиты. Электродвигатель отключается защитой от перегрузки, отстроенной по времени от продолжительности нормального пуска. В результате обмотки статора и ротора получают значительный перегрев.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для защиты электродвигателя от перегрузки и обрыва фазы, содержащее трансформатор тока, источник эталонных напряжений, схему ИЛИ и исполнительный элемент. К вторичной обмотке трансфоматора тока, первичной обмоткой которого служит силовой провод одной из фаз питания электродвигателя, продетый в отверстие катушки трансформатора тока, подключены калиброванный шунт и дискретный делитель напряжения, выход которого подключен к последовательно соединенному масштабному усилителю и линейному детектору, выход которого подключен к входам интегратора и компаратора минимального уровня, причем вторые входы интегратора и компаратора минимального уровня подключены к источнику эталонных напряжений, а выходы интегратора и компаратора минимального уровня подключены по схеме ИЛИ через цепь задержки к последовательно соединенным компаратору и исполнительному устройству. (Патент РФ №2025858).
Недостатком известного устройства является большая выдержка времени отключения защищаемого электродвигателя после пуска, в результате обмотки статора и ротора получают значительный перегрев. Данное устройство невозможно использовать для двигателей с тяжелым режимом работы после пуска (для больших вентиляторов горячего дутья, привода механизмов с большими маховыми массами).
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении быстродействия защиты электродвигателей с тяжелым режимом работы после пуска, исключении повторного пуска без сброса защиты. Это предотвращает перегрев обмоток статора и ротора, исключает ускоренное старение изоляции, повышает срок службы электродвигателей.
Поставленная задача решается тем, что устройство для защиты электродвигателя от перегрузки и обрыва фазы, содержащее трансформатор тока, к вторичной обмотке которого, подключены калиброванный шунт и дискретный делитель напряжения, выход делителя напряжения подключен
к последовательно соединенному масштабному усилителю и линейному детектору, выход которого подключен к компаратору минимального уровня, второй вход которого подключен к источнику эталонных напряжений, а выход компаратора минимального уровня подключен по схеме ИЛИ через цепь задержки к компаратору, исполнительное устройство, выход которого подключен к обмотке пускателя, выход линейного детектора подключен к входу компаратора максимального тока, второй вход компаратора максимального тока подключен к источнику эталонных напряжений, а выход компаратора максимального тока подключен по схеме ИЛИ к цепи задержки, снабжено блоком задания, цепью задержки, элементом И, триггером, причем второй выход исполнительного устройства подключен через цепь задержки к входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу компаратора, выход элемента И подключен к входу триггера, второй вход которого подключен к входу блока задания, выход которого подключен к входу исполнительного устройства, второй вход которого подключен к триггеру.
На фиг. представлена схема устройства.
Устройство содержит трансформатор тока 1. Нагрузкой вторичной обмотки трансформатора тока 1 служат шунт 2 и дискретный делитель 3 напряжения, выход которого подключен к входу масштабного усилителя 4. Выход масштабного усилителя 4 подключен к входу линейного детектора 5. Выход линейного детектора 5 подключен к входам компаратора максимального тока 6 и компаратора минимального уровня 7. Вторые входы компаратора максимального тока 6 и компаратора минимального уровня 7 подключены к источнику эталонных напряжений 8. Выходы компаратора максимального тока 6 и компаратора минимального уровня 7 подключены по схеме ИЛИ через цепь задержки 9 к входу компаратора 10. Выход компаратора 10 подключен через элемент И 11 к триггеру 12. Выход триггера 12 подключен к входу исполнительного устройства 13. Выход исполнительного устройства 13 через цепь задержки 15 подключен к входу элемента И 11. Выходы блока задания 14 подключены к входу триггера 12 и
входу исполнительного устройства 13, управляющего обмоткой пускателя 16 электродвигателя 17.
Устройство работает следующим образом.
При работе электродвигателя 17 напряжение на выходе линейного детектора 5 прямо пропорционально току цепи, в которую включен трансформатор тока 1. Уровень срабатывания защиты устанавливается дискретным делителем напряжения 3.
При нормальной работе электродвигателя 17 напряжение на выходах компаратора максимального тока 6 и компаратора минимального уровня 7 отсутствует, и исполнительное устройство 13 держит пускатель 16 включенным.
При уменьшении тока в цепи питания электродвигателя 17 ниже минимальной заданной величины срабатывает компаратор минимального уровня 7. Напряжение с его выхода через цепь задержки 9 поступает на компаратор 10. Сигнал через элемент И 11 поступает на триггер 12, который осуществляет фиксацию срабатывания защиты и отключает исполнительное устройство 13. Исполнительное устройство 13 обесточивает цепь питания обмотки пускателя 16 и электродвигатель 17 отключается. Таким образом обеспечивается защита электродвигателя 17 при обрыве фазы, в которую включен трансформатор тока 1. Цепь задержки 9 исключает ложное срабатывание защиты при переходных процессах.
При увеличении тока в цепи питания электродвигателя 17 сверх установленной величины включается компаратор максимального тока 6 и на его выходе появляется напряжение. Через цепь задержки 9 это напряжение поступает на компаратор 10 и по достижении уровня, определяемого опорным напряжением компаратора 10, вызывает его срабатывание и срабатывание элемента И 11. Элемент И 11 осуществляет запрет на срабатывание защиты на время пуска электродвигателя 17, определяемого цепью задержки 15, сигнал на которую поступает с исполнительного устройства 13. Сигнал поступает на триггер 12, который осуществляет
фиксацию срабатывания защиты и отключает исполнительное устройство 13. Исполнительное устройство 13 обесточивает цепь питания обмотки пускателя 16 и электродвигатель 17 отключается. Сброс защиты и запуск электродвигателя 17 осуществляется при помощи блока задания 15, сигнал с которого поступает на триггер 12 и исполнительное устройство 13.