RU1786584C - Устройство дл защиты электропривода - Google Patents

Description

звол етотключать исполнительный аппарат при токовой перегрузке электропривода, неполнофазном режиме или перегреве и не исключает самопроизвольное включение электропривода при исчезновении аварийного сигнала.

Наиболее близким техническим решением (прототипом)  вл етс  устройство, со- держай;ее Ма гШтшй пускатель, контакты пускового устройства, первый диод, первый компаратор, транзистор, тринадцать резисторов , потенциометр, терморезистор, од- нопереходный транзистор, четыре конденсатора , тйристор, стабилитрон, первый диодный мост, первый и второй выводы которого соответственно через обмотку магнитного пускател  и контакты пускового устройства соединены с первой и второй клеммами, предназначенными дл  подключени  к сети переменного тока, к третьему и четвертому выводам первого диодного моста подключены две цепи, соответственно состо щих из тиристора и последовательно включенных первых резистора и конденсатора , инвертирующий вход первого компаратора подключен к общей точке соединени  второго и третьего резисторов, параллельно которым подключены последовательно соединенные терморезистор, четвертый и п тый резисторы, обща  точка соединени  третьего резистора и терморезистора подключена к первым выводам второго конденсатора, шестого резистора и третьему выводу первого диодного моста, второй вывод второго конденсатора подключен к общей точке соединени  второго и четвертого резисторов и первого вывода седьмого резистора, второй вывод которого подключен к катоду первого диода, анод которого соединен с второй клеммой, выход первого компаратора соединен с первым выводом восьмого резистора.

Известное устройство не обеспечивает автоматического отключени  электропривода при токовой перегрузке неполнофазном режиме работы и перегреве электропривода и не предотвращает его самовключени  после восстановлени  заданного режима работы.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспече- ни  автоматического отключени  электропривода при токовой перегрузке, неполнофазном режиме работы и перегреве электропривода и исключение его само- включени  после восстановлени  заданного режима работы.

Дл  достижени  цели в устройство дл  защиты электропривода, содержащее магнитный пускатель, контакты пускового устройства , первый диод, первый компаратор, транзистор, тринадцать резисторов, выводы дл  подключени  терморезистора, одно- переходный транзистор, четыре

конденсатора, тйристор, стабилитрон, первый диодный мост, первый и второй выводы которого соответственно через обмотку магнитного пускател  и контакты пускового устройства соединены с первой и второй

клеммами, предназначенными дл  подключени  к сети переменного тока, к третьему и четвертому выводам первого диодного моста подключены две цепи, соответственно состо щих из тиристора и последовательно

включенных первых резистора и конденсатора , инвертирующий вход первого компаратора подключен к общей точке соединени  второго и третьего резисторов, параллельно которым подключены последовательно соединенные выводы дл  подключени  терморезистора, четвертый и п тый резисторы, обща  точка соединени  третьего резистора и вывода дл  подключени  терморезистора подключена к первым выводам

второго конденсатора, шестого резистора и третьему выводу первого диодного моста, второй вывод второго конденсатора подключен к общей точке соединени  второго и четвертого резисторов и первого вывода

седьмого резистора, второй вывод которого подключен к катоду первого диода, анод которого соединен с второй клеммой, выход первого компаратора соединен с первым выводом восьмого резистора, дополнительно введены второй, третий и четвертый диоды , второй компаратор, п тый и шестой конденсаторы, второй диодный мост, транс- Форматор тока, две первичные обмотки которого предназначены дл  встречного

включени  по отношению друг к другу в

фазах сети переменного тока, вторична  обмотка трансформатора тока подключена к первому и второму выводам второго диодного моста, третий вывод которого подклю5 чен к третьему выводу первого диодного моста и первым выводам третьего и четвертого конденсаторов и аноду стабилитрона, катод которого подключен к инвертирующему входу второго компаратора и первому

0 выводу дев того резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу седьмого резистора, четвертый вывод второго диодного моста соединен со вторым выводом третьего конденсатора и подключен к

5 неинвертирующему входу второго компаратора , выход которого через дес тый резистор подключен к второму выводу четвертого конденсатора и аноду второго диода, катод которого соединен с неинвер- тирующим входом первого компаратора и

катодами третьего и четвертого диодов, анод третьего диода подключен к общей точке соединени  четвертого и п того резисторов , анод четвертого диода через одиннадцатый резистор соединен с выходом первого компаратора, второй вывод восьмого резистора соединен с базой транзистора, эмиттер которого соединен с первыми выводами п того и шестого конденсаторов и третьим выводом первого диодного моста, коллектор транзистора соединен с вторым выводом п того конденсатора, первым выводом двенадцатого резистора и эмиттером однопереходного транзистора, первый вывод которого соединен с управл ющим электродом тиристора и вторым выводом шестого резистора, второй вывод однопереходного транзистора соединен с вторыми выводами двенадцатого резистора и шестого конденсатора и первым выводом тринадцатого резистора, второй вывод которого подключен к катоду первого диода.

На чертеже представлена схема устройства .

Устройство содержит магнитный пускатель с обмоткой 1 и контактами 2, контакты пускового устройства 3, первый диод 4, первый компаратор 5, транзистор 6, тринадцать резисторов 7-19, выводы 20-21 дл  подключени  терморезистора, однопере- ходный транзистор 22, четыре конденсатора 23-26, тиристор 27, стабилитрон 28, первый диодный мост 29, первый и второй выводы которого соответственно через обмотку магнитного пускател  1 и контакты пускового устройства 3 соединены с первой 30 и второй 31 клеммами, предназначенными дл  подключени  к сети переменного тока, к третьему и четвертому выводам первого диодного моста 29 подключены две цепи , соответственно состо щих из тиристора 27 и последовательно включенных первых резистора 7 и конденсатора 23, инвертирующий вход первого компаратора подключен к общей точке соединени  второго 8 и третьего 9 резисторов, параллельно которым подключены последовательно соединенные выводы 20-21 дл  подключени  терморезистора, четвертый 10 и п тый 11 резисторы, обща  точка соединени  третьего резистора 9 и вы вода 20 терморезистора подключена к перг IM выводам второго конденсатора 24, шестого резистора 12 и третьему выводу первого диодного моста 29, второй вывод второго конденсатора 24 подключен к общей точке соединени  второго 8 и четвертого 10 резисторов и первого вывода седьмого резистора 13, второй вывод которого подключен к катоду пер вЬгЬ диода 4, анод которого соединен с второй клеммой

31, выход первого компаратора 5 соединен с первым выводом восьмого резистора 14, второй 32, третий 33 и четвертый 34 диоды, второй компаратор 35, п тый 36 и шестой 37

конденсаторы, второй диодный мост 38, трансформатор тока 39, две первичные обмотки которого предназначены дл  встречного включени  по отношению друг к другу в фазах сети переменного тока, вторична 

0 обмотка трансформатора тока подключена к первому и второму выводам второго диодного моста 38, третий вывод которого подключен к третьему выводу первого диодного моста 29 и первым выводам третьего 25 и

5 четвертого 26 конденсаторов, потенциометра 40 и аноду стабилитрона 28, катод которого подключен к инвертирующему входу второго компаратора 35 и первому выводу дев того резистора 15, второй вывод кото0 рого подключен к первому выводу седьмого резистора 13, четвертый вывод второго диодного моста 38 соединен со вторыми выводами третьего конденсатора 25 и потенциометра 40, выход потенциометра 40

5 подключен к неинвертирующему входу второго компаратора 35, выход которого через дес тый резистор 16 подключен к второму выводу четвертого конденсатора 26 и аноду второго диода 32, катод которого соединен

0 с неинвертирующим входом первого компаратора 5 и катодами третьего 33 и четвертого 34 диодов, анод третьего диода 33 подключен к общей точке соединени  четвертого 10 и п того 11 резисторов, анод

5 четвертого диода 34 через одиннадцатый резистор 17 соединен с выходом первого компаратора 5, второй вывод восьмого резистора 14 соединен с базой транзистора 6, эмиттер которого соединен с первыми вы0 водами п того 36 и шестого 37 конденсаторов и третьим выводом первого диодного моста 29, коллектор транзистора 6 соединен с вторым выводом п того конденсатора 36, первым выводом двенадцатого резистора

5 18 и эмиттером однопереходного транзистора 22, первый вывод которого соединен с управл ющим электродом тиристора 27 и вторым выводом шестого резистора 12, второй вывод однопереходного транзистора 22

0 соединен с вторыми выводами двенадцатого резистора 18 и шестого конденсатора 37 и первым выводом тринадцатого резистора 19, второй вывод которого подключен к катоду первого диода 4.

5

В качестве терморезистора 41 может быть использован позистор, устанавливаемый в статорных обмотках электродвигател  42 привода. В цепь питани  двух статорных обмоток электродвигател  42

включены первичные обмотки трансформатора тока 39.

Устройство работает следующим образом .

При подаче напр жени  на схему замыканием контактов 3, когда температура защищаемого электродвигател  42 привода ниже предельного значени , через диод 4, резисторы 13 и 19 и один из диодов моста 29 под действием напр жени  на клеммах 30-31 зар жаютс  конденсаторы фильтра 24 и 37 до падени  напр жени  соответственно на делител х напр жени  8-11, 41 и цеп х питани  компараторов 5, 35 и базах ОПТ 22. Поскольку когда обмотки электродвигател  42 не перегреты, сопротивление термодатчика 41 мало, на плече 9 термочувствительного моста падение напр жени  выше, чем на резисторе 11 и позисторе 41, поэтому потенциал на выходе компаратора 5 примерно равен потенциалу на плюсовом выводе конденсатора фильтра 24, Этому же значению равен потенциал на выходе компаратора 35, когда ток электродвигател  ниже тока перегрузки, и напр жение на конденсаторе 25 ниже падени  напр жени  на стабилитроне 28. Через резистор 18 конденсатор 36 периодически зар жаетс  под действием напр жени  на конденсаторе фильтра 37 до напр жени  отпирани  ОПТ 22, а затем через ОПТ 22 разр жаетс  на резистор 12. Под действием импульсов напр жени , выдел емых на резисторе 12, отпираетс  тиристор 27. Тиристор шунтирует диагональ диодного моста 29, и включаетс  магнитный пускатель 1, подключающий силовыми контактами 2 электродвигатель 42 к сети. Частота импульсов, генерируемых ОПТ 22, более чем на пор док превышает частоту сети. За счет этого тиристор 27 отпираетс  в начале каждого полупериода на- пр жени  сети, и практически все напр жение сети выдел етс  на обмотке 1 магнитного пускател . Дл  надежного включени  индуктивной нагрузки с помощью тири- стора 27, на вход которого поступают сравнительно короткие импульсы тока, служит РС-контур7,23, За счет этого контура тиристор 27 поддерживаетс  открытым по анодной цепи при разр де конденсатора 23 через резистор 7 на тиристор 27, когда он кратковременно отпираетс  по цег.и управлени .

При увеличении температуры электродвигател  выше аварийного значени  сопротивление позистора 41 и падение напр жени  на нем резко возрастут. Когда падение напр жени  на позисторе 41 и резисторе 11 превысит падение напр жени  на резисторе 9, компаратор 35 переключаетс , и потенциал на его выходе возрастает

до потенциала на конденсаторе 24. Отпираетс  транзистор 6, шунтиру  конденсатор 36, и генератор на ОПТ 22 останавливаетс . Тиристор 27 и магнитный пускатель 1 выключаютс . Через диод 34 и резистор 17 на вход компаратора 5 поступает потенциал, и следовательно, на неинвертирующем входе компаратора будет более высокий потенциал и после остывани  электродвигател  42 и

0 снижени  сопротивлени  термодатчика 41, чем на инвертирующем входе. В св зи с этим транзистор 6 будет открыт, генератор на ОПТ 22 будет заторможен, а магнитный пускатель 1 выключен.

5 Дл  включени  электродвигател  1 в работу после остывани  термодатчика 41 необходимо предварительно кратковременно обесточить схему, например, разомкнув контакты 3 выключател , с целью сн ти 

0 потенциала с неинвертирующего входа компаратора 5. После замыкани  контактов 3 снова начинает генерировать импульсы генератор на ОПТ 22, включаютс  тиристор 27 и магнитный пускатель 1. Если же электро5 двигатель не остыл и сопротивление позистора 41 велико, то прежде чем начнет срабатывать ОПТ 22 генератора переключитс  компаратор 5, предотвраща  генерацию импульсов и включение тиристора 27 и

0 магнитного пускател  1. То есть включение электродвигател  возможно лишь при остывшем термодатчике.

Дл  защиты приводного механизма от перегрузки, а также зат нувшихс  пусков

5 электропривода примен етс  трансформатор тока 39, диодный мост 38, компаратор 35, RC-контур 16, 26 и разделительные диоды 33, 32. Под действием каждой из двух первичных обмоток трансформатора тока во

0 вторичной его обмотке генерируетс  ЭДС, пропорциональна  геометрической сумме токов в двух обмотках электродвигател . Когда значение тока в обмотках электродвигател  превышает номинальное значение,

5 конденсатор 25 зар дитс  до напр жени , превышающего падение напр жени  на стабилитроне 28, и компаратор 35 переключитс . Под действием напр жени  на его выходе, равного напр жению на конденса0 торе фильтра 24, через резистор 16 зар жаетс  конденсатор 26. Когда через выдержку времени, превышающую врем  пуска электродвигател , конденсатор 26 зар дитс  до напр жени  на резисторе 9, компаратор 5

5 переключитс , включа  генератор на ОПТ 22, тиристор 27 и магнитный пускатель 1. Таким образом, RC-контур 16, 26 исключает ложные отключени  электропривода при пуске электродвигател . Если длительность перегрузки электродвигател  или врем  пуска превышает длительность нормального пуска электродвигател , определ емого посто нной времени RC-контура 16, 26, электропривод отключаетс , успева  защитить приводной механизм от поломки, например , в случае его заклинивани  и др. причин. Аналогично при подключении электродвигател  к сети при обрыве одной из ее трех фаз через оставшиес  обе первичные обмотки электродвигател , или одну из них ток резко возрастает и через выдержку времени , задаваемую RC-контуром 16, 26 исполнительный аппарат 1 отключаетс . При этом отключение электродвигател  за счет срабатывани  токовой части схемы происходит без перегрева обмоток за счет инерционности тепловой защиты предложенного устройства .

Таким образом, предложенное устройство характеризуетс  высокими надежностью , стабильностью и точностью работы, малым потреблением мощности, незначительными габаритными размерами и массой , в нем отсутствуют промежуточные реле и их контакты. Устройство обладает широкими функциональными возможност ми, обеспечива  защиту электроустановки не только от перегрева, но и от аварийной перегрузки приводного механизма и защиту от неполнофазного режима работы.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты электропривода , содержащее магнитный пускатель, контакты пускового устройства, первый диод, первый компаратор, транзистор, тринадцать резисторов, выводы дл  подключени  потенциометра, терморезистор, однопере- ходный транзистор, четыре конденсатора, тиристор, стабилитрон, первый диодный мост, первый и второй выводы которого соответственно через обмотку магнитного пускател  и контакты пускового устройства соединены с первой и второй клеммами, предназначенными дл  подключени  к сети переменного тока, к третьему и четвертому выводам первого диодного моста подключены две цепи соответственно состо щих из тиристора и последовательно включенных первых резистора и конденсатора, инвертирующий вход первого компаратора подключен к общей точке соединени  второго и третьего резисторов, параллельно которым подключены последовательно соединенные выводы дл  подключени  терморезистора, четвертый и п тый резисторы, обща  точка соединени  третьего резистора и выводов дл  подключени  терморезистора подключена к первым выводам второго конденсатора , шестого резистора и третьему выводу

   первого диодного моста, второй вывод второго конденсатора подключен к общей точке соединени  второго и четвертого резисторов и первого вывода седьмого резистора , второй вывод которого подключен к катоду первого диода, анод которого соединен с второй клеммой, выход первого компаратора соединен с первым выводов восьмого резистора, отличающеес 

   0 тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  автоматического отключени  электропривода при токовой перегрузке, неполнофазном режиме работы и перегреве электропривода и

   5 исключени  его самовключени  после восстановлени  заданного режима работы, дополнительно введены второй, третий и четвертый диоды, второй компаратор, п тый и шестой конденсаторы, второй диод0 ный мост, трансформатор тока, две первичные обмотки которого предназначены дл  встречного включени  по отношению друг к другу в фазах сети переменного тока, вторична  обмотка трансформатора

   5 тока подключена к первому и второму выводам второго диодного моста, третий вывод которого подключен к третьему выводу диодного моста и первым выводам третьего и четвертого конденсаторов, и аноду стаби0 литрона, катод которого подключен к инвертирующему входу второго компаратора и первому выводу дев того резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу седьмого резистора, четвертый вывод

   5 второго диодного моста соединен со вторым выводом третьего конденсатора и потенциометра , выход потенциометра подключен к неинвертирующему входу второго компаратора , выход которого через дес тый рези0 стор подключен к второму выводу четвертого конденсатора и аноду второго диода, катод которого соединен с неинвертирующим входом первого компаратора и катодами третьего и четвертого диодов,

   5 анод третьего диода подключен к об щей точке соединени  четвертого и п того резисторов , анод четвертого диода через одиннадцатый резистор соединен с выходом первого компаратора, второй вывод

   0 восьмого резистора соединен с базой транзистора , эмиттер которого соединен с первыми выводами п того и шестого конденсаторов и третьим выводом первого диодного моста, коллектор транзистора со5 единен с вторым выводом п того конденсатора , первым выводом двенадцатого резистора и эмиттером однопереходного транзистора, первый вывод которого соединен с управл ющим электродом тиристора и вторым выводом шестого резистора, второй вывод однопереходного транзисторавым выводом тринадцатого резистора, втосоединен с вторыми выводами двенадцато-рой вывод которого подключен к катоду перго резистора и шестого конденсатора и пер-вого диода.