устройство для защиты электродвигателей

Формула изобретения

Устройство для защиты электродвигателей, содержащее первую, вторую и третью клеммы для подключения трехфазной цепи и группу клемм для подключения фаз двигателя, первый и второй предохранители, реле включения с группой замыкающих контактов и вспомогательным замыкающим контактом, первое и второе реле тока с размыкающими контактами и переключатель с первым замыкающим контактом, параллельно которому включен вспомогательный замыкающий контакт реле включения, отличающееся тем, что введены третье реле тока с размыкающим контактом, реле управления с замыкающим контактом с выдержкой времени на размыкание, первый, второй, третий и четвертый диоды, включенные по мостовой схеме, в диагональ которой включено реле управления, а также трехфазный выключатель с группой замыкающих контактов и первым и вторым дополнительными замыкающими контактами, при этом переключатель снабжен вторым замыкающим контактом, входная клемма которого соединена с входной клеммой первого замыкающего контакта переключателя и выходной клеммой второго предохранителя, а выходная соединена с входной клеммой замыкающего контакта с выдержкой времени на размыкание реле управления, выходная клемма которого через последовательно соединенные размыкающие контакты первого, второго и третьего реле тока и реле включения соединена с выходной клеммой первого предохранителя и анодом первого и катодом четвертого диодов, анод второго и катод третьего диодов соединены с выходной клеммой первого замыкающего контакта переключателя, входная клемма первого предохранителя соединена с первой клеммой первого дополнительного замыкающего контакта трехфазного выключателя, вторая клемма которого соединена с первой клеммой для подключения трехфазной цепи, входная клемма второго предохранителя соединена с первой клеммой второго дополнительного замыкающего контакта трехфазного выключателя, вторая клемма которого соединена со второй клеммой для подключения трехфазной цепи, входные клеммы группы замыкающих контактов трехфазного выключателя соединены с клеммами для подключения трехфазной цепи, а выходные клеммы - с входными клеммами измерительных цепей упомянутых первого, второго и третьего реле тока, соответственно, выходные клеммы которых соединены с входными клеммами группы замыкающих контактов реле включения, выходные клеммы которых соединены с группой клемм для подключения фаз двигателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электродвигателей от снижения сетевого напряжения.

Известно устройство, содержащее магнитный пускатель, выполненный в виде контактора и двух встроенных в него тепловых реле защиты [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные группу клемм для подключения трехфазной сети, группу предохранителей трехфазной сети, два реле тока с размыкающими контактами, группу клемм для подключения фаз двигателя, переключатель с размыкающим и замыкающим контактом, реле включения с группой замыкающих контактов и вспомогательного замыкающего контакта, включенного параллельно замыкающему контакту переключателя.

При этом входные клеммы группы предохранителей трехфазной цепи подключены к группе клемм для подключения трехфазной цепи, а выходные клеммы - подключены к входным клеммам группы замыкающих контактов реле включения, выходные клеммы первого и третьего замыкающего контакта группы замыкающих контактов реле включения через измерительные цепи соответствующих реле тока соединены с первой и третьей клеммами группы клемм для подключения трехфазной сети, а второго замыкающего контакта - со второй клеммой группы клемм для подключения трехфазной сети, выходная клемма первого предохранителя группы предохранителей трехфазной сети соединена с первой клеммой размыкающего контакта переключателя, вторая клемма которого соединена с первой клеммой замыкающего контакта переключателя, вторая клемма которого через размыкающий контакт первого реле тока соединена с первой клеммой обмотки реле включения, вторая клемма которого через размыкающий контакт второго реле тока соединена с выходной клеммой третьего предохранителя группы предохранителей трехфазной цепи [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие обеспечить защиту электродвигателей в условиях снижения (отключения) сетевого напряжения.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем обеспечения возможности защиты электродвигателей от снижения (отключения) сетевого напряжения.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее группу клемм для подключения трехфазной цепи и группу клемм для подключения фаз двигателя, первый и второй предохранители, входные клеммы которых соединены, соответственно, с первой и второй клеммами группы клемм для подключения трехфазной цепи, реле включения с группой замыкающих контактов и вспомогательным замыкающим контактом, первое и второе реле тока с размыкающими контактами, включенными последовательно с обмоткой реле включения, переключатель с замыкающим контактом, параллельно которому включен вспомогательный замыкающий контакт реле включения, введены третье реле тока с размыкающим контактом, включенным последовательно с обмоткой реле включения, реле управления, содержащее замыкающий контакт с выдержкой времени на размыкание, первый, второй, третий и четвертый диоды, включенные по мостовой схеме, в диагонали которой включена обмотка реле управления, а также трехфазный выключатель с первым, вторым и группой замыкающих контактов.

При этом переключатель снабжен вторым замыкающим контактом, входная клемма которого соединена с входной клеммой первого замыкающего контакта переключателя и с выходной клеммой второго предохранителя, а выходная - соединена с входной клеммой замыкающего контакта реле управления, выходная клемма которого соединена с входной клеммой замыкающего контакта первого реле тока, выходная клемма обмотки реле включения соединена с выходной клеммой первого предохранителя и с анодом первого и с катодом четвертого диодов, анод второго и катод третьего диодов соединены с выходной клеммой первого контакта переключателя, входные клеммы группы замыкающих контактов трехфазного выключателя соединены в группой клемм для подключения трехфазной цепи, а выходные клеммы - с входными клеммами измерительных цепей первого, второго и третьего реле тока, выходные клеммы которых соединены с входными клеммами группы замыкающих контактов реле включения, выходные клеммы которых соединены с группой клемм для подключения фаз двигателя.

На чертеже представлена электрическая структурная схема устройства для защиты электродвигателей.

Устройство для защиты электродвигателей содержит последовательно соединенные группу 1 клемм для подключения трехфазной цепи, трехфазный выключатель 2, первую 3-1, вторую 3-2 и третью 3-3 измерительные цепи группы 3 реле тока, группу 4 замыкающих контактов реле включения и группу 5 клемм для подключения фаз двигателя, последовательно соединенные первый замыкающий контакт 6 трехфазного выключателя, входная клемма которого соединена с первой клеммой группы 1 клемм для подключения трехфазной цепи, первый предохранитель 7, первый диод 8 и обмотку 9 реле управления, второй диод 10, катод которого соединен с катодом первого диода 8, третий 11 и четвертый 12 диоды, аноды которых соединены со второй клеммой обмотки 9 реле управления, а аноды - с анодом второго диода 10 и с анодом первого диода 8 соответственно, последовательно соединенные замыкающий контакт 13 с выдержкой времени на размыкание реле 9 управления, замыкающие контакты 14, 15 и 16 первого, второго и третьего реле тока соответственно, и обмотку 17 включающего реле, вторая клемма которого соединена со второй клеммой первого предохранителя 7, последовательно соединенные второй замыкающий контакт 18 трехфазного выключателя, входная клемма которого соединена со второй клеммой группы 1 клемм для подключения трехфазной цепи и второй предохранитель 19, а также вспомогательный замыкающий контакт 20 реле включения и переключатель 21, первый 21-1 замыкающий контакт которого соединен параллельно вспомогательному замыкающему контакту 20 реле включения, первая клемма второго 21-2 замыкающего контакты соединена с первой клеммой первого замыкающего контакта 21-1, вторая клемма которого соединена с входной клеммой замыкающего контакта 13, и с выходной клеммой второго предохранителя 19, а вторая клемма соединена с анодом второго диода 10.

В качестве трехфазного выключателя с двумя дополнительными замыкающими контактами может быть использованы магнитные пускатели серии ПМЛ, в которых предусмотрено до четырех дополнительных контактов, в качестве реле управления реле времени, например РСВ13, в качестве включающего реле - контактор типа КМ, в качестве переключателя - пускатели типа ПМ.

Устройство для защиты электродвигателей работает следующим образом.

Предварительно отметим, что при коротких замыканиях в сети напряжение на двигателе уменьшается, а ток в статоре возрастает. Если режим короткого замыкания длится 0,03-0,05 с, то линейные контакторы и магнитные пускатели не успевают отключить двигатель и частота его вращения практически не меняется.

При перерывах в подаче энергии более 0,5 с может происходить отключение электродвигателей у неответственных потребителей. При этом повторно их включение не должно происходить, т.к. одновременный самозапуск большого числа асинхронных электродвигателей приводит к значительному снижению сетевого напряжения, что затрудняет самозапуск электродвигателей у ответственных потребителей. В некоторых случаях неконтролируемый самозапуск электродвигателей должен быть исключен по условиям технологического процесса. Подобный алгоритм защиты двигателя обеспечивается в предложенном устройстве следующим образом.

В исходном состоянии трехфазный выключатель 2 обеспечивает подачу напряжения трехфазной цепи через измерительные цепи группы 3 реле тока к группе 4 замыкающих контактов реле включения. Первый 6 и второй 18 замыкающие контакты трехфазного выключателя, первый 14, второй 15 и третий 16 размыкающие контакты замкнуты, а размыкающий контакт 13 и вспомогательный замыкающий контакт 20 разомкнуты.

Запуск двигателя производится с помощью переключателя 21. Переключатель 21 имеет два замыкающих контакта. Второй контакт 21-2 при положении "пуск" замыкается и остается замкнутым при возврате в нейтральное положение, а при переводе переключателя в состояние "стоп" - контакт 21-2 размыкается и остается разомкнутым при его переводе в нейтральное положение. В положении "пуск" контакт 21-1 замыкается, в результате чего срабатывает реле управления и его замыкающий контакт 13 с выдержкой времени на размыкание реле 9 управления замыкается, что приводит к срабатыванию реле включения и замыканию группы 4 замыкающих контактов и включению двигателя. При этом замыкается и вспомогательный замыкающий контакт 20, который подает напряжение на обмотку реле 9 управления после установки переключателя 21 в нейтральное положение и размыкания его первого контакта 21-1.

При понижении напряжения в трехфазной цепи обмотка 17 реле включения в течение времени t<0,5 с остается замкнутой, так как замыкающий контакт 13 удерживается в замкнутом состоянии в течение 0,5 с. При этом включающее реле размыкает группу замыкающих контактов 4 и двигатель отключается от трехфазной цепи при незначительном уменьшении скорости вращения в первые доли секунд.

Если в течение 0,5 с напряжение в трехфазной цепи восстанавливается, то реле 17 включения замыкает группу 4 замыкающих контактов вновь и происходит самозапуск двигателя.

Если длительность перерыва в понижении напряжения будет более 0,5 с, то замыкающее реле 13 размыкается и цепь обмотки включающего реле 17 обесточивается и группа 4 замыкающих контактов размыкается и самозапуска двигателя не происходит.

Это приводит к повышению надежности работы устройства контактора при снижении (отключении) сетевого напряжения.

Кроме того, измерительные цепи 3 группы реле тока в условиях перегрузок обеспечивают размыкание по крайней мере одного из размыкающих контактов реле тока: первого 14, второго 15 или третьего 16. Обмотка 17 реле включения обесточивается, и двигатель отключается.

Источники информации

1. В.В. Москаленко. Электрический привод. М.: Мастерство, Высшая школа, 2000, с.269, рис.10.31.

2. Л.А. Родштейн. Электрические аппараты. Л.: Энергоиздат. 1981, с.263, рис.21-1.