RU132928U1

RU132928U1 - DEVICE PROTECTION OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR FROM ASYMMETRIC OPERATION MODES

Info

Publication number: RU132928U1
Application number: RU2013116266/07U
Authority: RU
Inventors: Константин Сергеевич Попов; Иван Николаевич Максаев; Матвей Юрьевич Матвейкин; Александр Анатольевич Машлякевич
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2013-09-27

Abstract

Устройство герконовой защиты асинхронного электродвигателя от несимметричных режимов работы, содержащее кнопку стоп, кнопку пуск, катушку магнитного пускателя, силовые контакты магнитного пускателя отличающееся тем, что содержит размыкающий контакт теплового реле, размыкающий геркон, замыкающий контакт магнитного пускателя, тепловое реле, трансформатор тока, асинхронный электродвигатель, причем первый вывод кнопки стоп соединен с одной из фаз электрической сети, а второй вывод кнопки стоп соединен с первым выводом кнопки пуск, причем второй вывод кнопки пуск соединен посредством размыкающего контакта теплового реле с первым выводом катушки магнитного пускателя, а второй вывод катушки магнитного пускателя соединен с нейтральным проводом электрической сети, первый вывод кнопки пуск соединен с первым выводом размыкающего геркона, кроме того, второй вывод размыкающего геркона соединен с первым выводом замыкающего контакта магнитного пускателя, причем второй вывод замыкающего контакта магнитного пускателя соединен со вторым выводом кнопки пуск; силовые контакты магнитного пускателя своими входами подключены к трем фазам электрической сети, а своими выводами силовые контакты магнитного пускателя посредством теплового реле подключены к входу трансформатора тока, три выхода трансформатора тока подключены ко всем трем выводам асинхронного электродвигателя. A reed switch for protecting an asynchronous electric motor against asymmetric operating modes, comprising a stop button, start button, magnetic starter coil, magnetic starter power contacts, characterized in that it contains a thermal relay opening contact, an opening reed switch, a magnetic contact closing contact, a thermal relay, current transformer, asynchronous an electric motor, and the first terminal of the stop button is connected to one of the phases of the electrical network, and the second terminal of the stop button is connected to the first terminal of the start button, the second terminal of the start button is connected through the opening contact of the thermal relay to the first terminal of the magnetic starter coil, and the second terminal of the coil of the magnetic starter is connected to the neutral wire of the electrical network, the first terminal of the start button is connected to the first terminal of the opening reed switch, and the second terminal of the opening reed switch is connected to the first terminal of the make contact of the magnetic starter, the second terminal of the make contact of the magnetic starter connected to the second terminal of the start button; the power contacts of the magnetic starter are connected with their inputs to the three phases of the electric network, and with their conclusions the power contacts of the magnetic starter are connected to the input of the current transformer by means of a thermal relay, the three outputs of the current transformer are connected to all three terminals of the induction motor.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее к защите электродвигателей от несимметрии питающих напряжений, а также от увеличения тока в фазах при перегрузках.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically to the protection of electric motors from asymmetry of supply voltage, as well as from an increase in current in phases during overloads.

За прототип принимаемся наиболее близкое по технической сущности к предлагаемой полезной модели (RU 2363083, опубл. 27.07.2009 г., Бюл. №21) устройство селективной защиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы, содержащее кнопки «Пуск» и «Стоп», электромагнитный пускатель, катушка которого первым выводом подключена к нулевому рабочему проводнику сети, конденсатор, первый вывод которого подключен к первой фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем, резистор, первый вывод которого подключен к третьей опережающей фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем, второй вывод подключен к одному из выводов индуктивной катушки, второй вывод которой подключен ко второму выводу конденсатора, причем, вывод катушки электромагнитного пускателя подключается к катоду дополнительно введенного оптосимистора, анод которого через кнопку «Стоп» подключается к фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и источником питания. Параллельно катоду и аноду оптосимистора подключается кнопка «Пуск». Анод светодиода цепи управления оптосимистора через токоограничивающее сопротивление подключается к катоду дополнительно введенного диодного моста, анод которого подключается к катоду светодиода цепи управления оптосимистора. Параллельно катоду и аноду диодного моста включается конденсатор, диагональ переменного тока диодного моста подключается к средней точке между конденсатором и индуктивной катушкой и ко второй отстающей фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем.For the prototype, we take the closest in technical essence to the proposed utility model (RU 2363083, published July 27, 2009, Bull. No. 21), a device for selective protection of three-phase consumers from asymmetric operating modes, containing the Start and Stop buttons, electromagnetic a starter, the coil of which is connected first to the neutral working conductor of the network, a capacitor, the first terminal of which is connected to the first phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and the consumer, a resistor, the first terminal of which is connected to In the case of the leading phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and the consumer, the second terminal is connected to one of the terminals of the inductive coil, the second terminal of which is connected to the second terminal of the capacitor, and the terminal of the electromagnetic starter coil is connected to the cathode of the additional input optosymistor, the anode of which through the Stop button »Connects to the network phase between the power contacts of the electromagnetic starter and the power source. Parallel to the cathode and anode of the optosymistor, the Start button is connected. The anode of the LED of the opto-simistor control circuit is connected via a current-limiting resistance to the cathode of an additionally introduced diode bridge, the anode of which is connected to the cathode of the LED of the opto-simistor control circuit. In parallel to the cathode and anode of the diode bridge, a capacitor is turned on, the diagonal of the alternating current of the diode bridge is connected to the midpoint between the capacitor and the inductive coil and to the second lagging phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and the consumer.

Недостатком данного устройства являются сложность конструкции.The disadvantage of this device is the design complexity.

Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции.The objective of the proposed utility model is to simplify the design.

Для достижения поставленной задачи устройство герконовой защиты асинхронного электродвигателя от несимметричных режимов работы содержащее, кнопку стоп, кнопку пуск, катушку магнитного пускателя, силовые контакты магнитного пускателя, причем первый вывод кнопки стоп соединен с одной из фаз электрической сети. Второй вывод кнопки стоп соединен с первым выводом кнопки пуск, причем второй вывод кнопки пуск соединен посредством размыкающего контакта теплового реле с первым выводом катушки магнитного пускателя. Второй вывод катушки магнитного пускателя соединен с нейтральным проводом электрической сети. Первый вывод кнопки пуск соединен с первым выводом размыкающего геркона, а второй вывод размыкающего геркона соединен с первым выводом замыкающего контакта магнитного пускателя, причем второй вывод замыкающего контакта магнитного пускателя соединен со вторым выводом кнопки пуск. Силовые контакты магнитного пускателя входами подключены к трем фазам электрической сети, а выходами, посредством теплового реле, подключены к входу трансформатора тока. Три выхода трансформатора тока подключены ко всем трем выводам асинхронного электродвигателя.To achieve this objective, the device of a reed switch of an asynchronous electric motor against asymmetric operating modes comprising a stop button, a start button, a magnetic starter coil, power contacts of a magnetic starter, and the first output of the stop button is connected to one of the phases of the electric network. The second output of the stop button is connected to the first output of the start button, and the second output of the start button is connected by means of the opening contact of the thermal relay to the first output of the coil of the magnetic starter. The second terminal of the magnetic starter coil is connected to the neutral wire of the electrical network. The first output of the start button is connected to the first output of the opening reed switch, and the second output of the opening reed switch is connected to the first output of the make contact of the magnetic starter, the second output of the make contact of the magnetic starter connected to the second output of the start button. The power contacts of the magnetic starter are connected by inputs to the three phases of the electric network, and outputs, by means of a thermal relay, are connected to the input of the current transformer. Three current transformer outputs are connected to all three pins of an induction motor.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства герконовой защиты асинхронного электродвигателя от несимметричных режимов работы. На фиг.2 представлена конструкция трансформатора тока. На фиг.3 представлены векторные диаграммы нормального режима работы (фиг.3 А) и двух векторных диаграмм типичных случае аварийного режима работы (фиг.3 В, С).The proposed utility model is illustrated by drawings. Figure 1 presents the electrical schematic diagram of the device reed switch protection of an induction motor from asymmetric modes of operation. Figure 2 presents the design of the current transformer. Figure 3 presents the vector diagrams of the normal mode of operation (Fig.3A) and two vector diagrams typical of the case of emergency operation (Fig.3B, C).

Первый вывод кнопки стоп 1 соединен с одной из фаз электрической сети. Второй вывод кнопки стоп 1 соединен с первым выводом кнопки пуск 2, причем второй вывод кнопки пуск 2 соединен посредством размыкающего контакта теплового реле 3 с первым выводом катушки магнитного пускателя 4. Второй вывод катушки магнитного пускателя 4 соединен с нейтральным проводом электрической сети. Первый вывод кнопки пуск 2 соединен с первым выводом размыкающего геркона 5, а второй вывод размыкающего геркона 5 соединен с первым выводом замыкающего контакта магнитного пускателя 6, причем второй вывод замыкающего контакта магнитного пускателя 6 соединен со вторым выводом кнопки «Пуск» 2. Силовые контакты магнитного пускателя 7 своими входами подключены к трем фазам электрической сети, а своими выводами, через тепловое реле 8 подключены к входу трансформатора тока 9. Три выхода трансформатора тока 9 подключены ко всем трем выводам асинхронного электродвигателя 10.The first output of the stop button 1 is connected to one of the phases of the electrical network. The second output of the stop button 1 is connected to the first output of the start button 2, and the second output of the start button 2 is connected via the opening contact of the thermal relay 3 to the first output of the coil of the magnetic starter 4. The second output of the coil of the magnetic starter 4 is connected to the neutral wire of the electrical network. The first output of the start button 2 is connected to the first output of the opening reed switch 5, and the second output of the opening reed switch 5 is connected to the first output of the make contact of the magnetic starter 6, and the second output of the make contact of the magnetic starter 6 is connected to the second output of the start button 2. Magnetic power contacts starter 7 is connected by its inputs to the three phases of the electrical network, and by its terminals, through the thermal relay 8, is connected to the input of the current transformer 9. Three outputs of the current transformer 9 are connected to all three terminals of the async electric motor 10.

Устройство работает следующим образомThe device operates as follows

Если кнопка «Стоп» 1 замкнута, то при замыкании кнопки «Пуск» 2, происходит подача электрического тока через размыкающий контакт теплового реле 6 на катушку магнитного пускателя 4 (фиг.1). Электрический ток, протекая через катушку магнитного пускателя 4, вызывает замыкание контакта магнитного пускателя 6 и силовых контактов магнитного пускателя 7. По трем фазам, от электрической сети, посредством замкнутых силовых контактов магнитного пускателя 7 протекает электрический ток, который поступает на вход теплового реле 8. С выхода теплового реле 8, электрический ток поступает на вход трансформатора тока 9, с выхода трансформатора тока 9, электрический ток, поступает на асинхронный электродвигатель 10. Протекая по трансформатору тока 9, токи каждой фазы создают магнитные потоки, которые сдвинуты относительно друг друга на 120°, устройство трансформатора тока 9 на фиг.2.If the “Stop” button 1 is closed, then when the “Start” button 2 closes, an electric current is supplied through the opening contact of the thermal relay 6 to the coil of the magnetic starter 4 (Fig. 1). An electric current flowing through the coil of the magnetic starter 4 causes a short circuit of the contact of the magnetic starter 6 and the power contacts of the magnetic starter 7. In three phases, an electric current flows through the closed power contacts of the magnetic starter 7, which is fed to the input of the thermal relay 8. From the output of the thermal relay 8, the electric current enters the input of the current transformer 9, from the output of the current transformer 9, the electric current enters the asynchronous electric motor 10. Flowing through the transformer t Single 9, each phase currents create magnetic fluxes which are shifted relative to each other by 120 °, the current transformer device 9 in Figure 2.

В случае нормальной работы, магнитные потоки созданные токами фаз суммируются и составляют векторную сумму, модуль которой равен нулю, в этом случае результирующий магнитный поток равен нулю и не способен разомкнуть контакты размыкающего геркона 5 (фиг.3А).In the case of normal operation, the magnetic flux created by the phase currents are summed up and make up a vector sum, the module of which is zero, in this case, the resulting magnetic flux is zero and is not able to open the contacts of the opening reed switch 5 (Fig. 3A).

При возникновении несимметричного режима работы, связанного с перекосом фаз, по трансформатору тока 9 протекают токи фаз, разные по величине, следовательно, результирующий магнитный поток приобретает значение не равное нулю, что приводит к срабатыванию геркона 5. Срабатывание геркона 5 при разомкнутой кнопке «Пуск» 2 приводит к обесточиванию катушки магнитного пускателя 4, что влечет за собой размыкание силовых контактов магнитного пускателя 7 и остановку асинхронного электродвигателя 10, тем самым защищая его от перегрева (фиг.3 В).When an asymmetric operating mode associated with phase imbalance occurs, phase currents of different magnitude flow through current transformer 9, therefore, the resulting magnetic flux acquires a value not equal to zero, which leads to the operation of the reed switch 5. The operation of the reed switch 5 with the open "Start" button 2 leads to a de-energization of the coil of the magnetic starter 4, which entails the opening of the power contacts of the magnetic starter 7 and the stop of the induction motor 10, thereby protecting it from overheating (Fig.3B).

В случае несимметричного режима вызванного отсутствием одной из фаз, трансформатор тока не вызывает размыкания геркона 5, т.к. вектора токов в оставшихся фазах направлены в диаметрально противоположенные стороны под 180° и результирующий магнитный поток равен нулю (фиг.3С). В данном случае срабатывает тепловое реле 8, которое после нагревания своих элементов токами перегрузки производит к размыканию контакта теплового реле 3, чем обесточивает катушку магнитного пускателя 4 и отключает асинхронный электродвигатель 10, тем самым защищая его от перегрева.In the case of an asymmetric mode caused by the absence of one of the phases, the current transformer does not cause the reed switch 5 to open, because the current vectors in the remaining phases are directed to diametrically opposite sides at 180 ° and the resulting magnetic flux is zero (Fig. 3C). In this case, the thermal relay 8 is activated, which, after heating its elements with overload currents, opens the contact of the thermal relay 3, which de-energizes the coil of the magnetic starter 4 and turns off the asynchronous motor 10, thereby protecting it from overheating.

Claims

A reed switch for protecting an asynchronous electric motor against asymmetric operating modes, comprising a stop button, start button, magnetic starter coil, magnetic starter power contacts, characterized in that it contains a thermal relay opening contact, an opening reed switch, a magnetic contact closing contact, a thermal relay, current transformer, asynchronous an electric motor, and the first terminal of the stop button is connected to one of the phases of the electrical network, and the second terminal of the stop button is connected to the first terminal of the start button, the second terminal of the start button is connected through the opening contact of the thermal relay to the first terminal of the magnetic starter coil, and the second terminal of the coil of the magnetic starter is connected to the neutral wire of the electrical network, the first terminal of the start button is connected to the first terminal of the opening reed switch, and the second terminal of the opening reed switch is connected to the first terminal of the make contact of the magnetic starter, the second terminal of the make contact of the magnetic starter connected to the second terminal of the start button; the power contacts of the magnetic starter are connected with their inputs to the three phases of the electric network, and with their conclusions the power contacts of the magnetic starter are connected to the input of the current transformer by means of a thermal relay, the three outputs of the current transformer are connected to all three terminals of the induction motor.