В статье приводится описание устройства защиты трехфазного асинхронного двигателя от обрыва фазы питающей сети. Схемой устройства предусмотрен автоматический контроль токов в линии питания двигателя с помощью датчиков трансформаторного типа. Устройство обеспечивает задержку отключения двигателя от питающей сети при коротких замыканиях на соседних участках сети, а также при кратковременном исчезновении фазы источника питания и блокирует пуск двигателя при неполнофазном режиме работы.
Одной из распространенных причин повреждения асинхронных трехфазных электродвигателей (АД) являются неполнофазные режимы их работы, которые возникают из-за обрывов фаз, нарушения контактов в коммутационных или защитных аппаратах.
Тепловые реле, которые предназначены для защиты АД от перегрузки, не всегда срабатывают при обрывах фаз, вследствие чего двигатели перегреваются и выходят из строя из-за повреждения изоляции.
Ниже приводится описание устройства защиты АД от работы на двух фазах, которое отличается от [1] наличием отдельных датчиков тока трансформаторного типа, что позволяет использовать его с магнитными пускателями малой величины, не имеющих тепловых реле. Поэтому область использования устройства более широкая по сравнению с предыдущей разработкой.
Структурная схема устройства защиты приведена на рис.1. Устройство состоит из блока питания БП, трех независимых каналов контроля токов фаз питающей линии А, В, С, каждый из которых содержит датчик тока ДТ, усилитель У и детектор Д, логический элемент "ИЛИ", элемент задержки ЭЗ, пороговое устройство ПУ, электронный ключ ЭК, магнитный пускатель МП, кнопки управления ПС асинхронным двигателем АД.
Принципиальная схема устройства приведена на рис.2. Блок питания собран по бестрансформаторной схеме. Напряжение на него подается непосредственно от одной из фаз трехфазной питающей сети через контакты 1 -2 переключателя БА1, что обеспечивает выбор режима работы АД: обычный без контроля обрыва фаз (контакты 3-4 замкнуты) или автоматический с контролем токов в фазах АД (контакты 12 замкнуты, а 3-4 - разомкнуты). На рис.2 показан автоматический режим.
Выпрямитель блока питания собран по однополупериодной схеме на диоде VD13. Стабилитрон УЭ14 обеспечивает перезаряд гасящего конденсатора С12, шунтированного резистором R27. Этот резистор обеспечивает разряд конденсатора С12 после отключения схемы защиты. Балластный резистор R29 уменьшает бросок тока через конденсаторы С10, С12 при подаче напряжения на блок питания.
Устройство защиты от обрыва фазы состоит из трех независимых одинаковых каналов контроля токов фаз питающей линии, которые работают на общий исполнительный элемент - симистор VS1. Все каналы контроля имеют датчики - трансформаторы тока ТТ1-ТТ3. При протекании тока по первичной обмотке трансформатора, что имеет место при нормальной работе АД, во вторичной обмотке наводится ЭДС, которая подается на вход однокаскадного усилителя, собранного на транзисторе УТ1. С выхода усилителя напряжение через конденсатор С4 подается на вход детектора с удвоением напряжения VD4, VD7, нагрузкой которого является конденсатор С7. Постоянная составляющая сигнала с конденсатора С7 через ограничительный резистор R13 подается на вход транзистора УТ4. Аналогично работают второй и третий каналы (транзисторы УТ5 и УТ6). Транзисторы УТ4-УТ6 и диоды VD10-VD12 образуют логический элемент "ИЛИ". При нормальной работе АД напряжение на коллекторах любого из транзисторов равно нулю, соответственно равняется нулю напряжение на выходе логического элемента "ИЛИ".
Элемент задержки ЭЗ состоит из резисторов 19, R20 и конденсатора С11, от емкости которого зависит величина времени задержки на срабатывание устройства защиты АД. При отсутствии напряжения на выходе элемента "ИЛИ" напряжение на входе порогового устройства ПУ, собранного на транзисторах УТ7-УТ9, отсутствует. При этом транзисторы УТ7, УТ8 образуют триггер Шмитта, что обеспечивает четкую работу исполнительного элемента - симистора У51 в цепи магнитного пускателя. При нормальной работе транзистор УТ7 закрыт, а УТ8 открыт, поэтому открыт транзистор УТ9, открыт симистор VS1, и он шунтирует пусковую кнопку S2 магнитного пускателя.
 |
 |
Диоды УD1-УD3 во входных цепях транзисторов УТ1-УТ3 обеспечивают защиту транзисторов при переходных процессах в линии питания двигателя АД, что имеет место при включении в сеть и коротких замыканиях. Для снижения скорости нарастания напряжения на симисторе параллельно с ним включают конденсатор С13. Резистор R28 ограничивает ток разряда конденсатора С13. Устройство работает следующим образом. Предположим, что напряжение на всех трех фазах сети присутствует. Переключателем ЗД1 подаем напряжение на блок питания устройства с помощью контактов 1-2. Запускаем АД, нажав кнопку S2 ("Пуск"). При этом срабатывает магнитный пускатель, и через контакты К1.2 подается трехфазное напряжение на клеммы С1-С3 двигателя. Во всех трех трансформаторах тока наводится ЭДС, в результате все каналы устройства открыты, на выходе элемента "ИЛИ" напряжения нет, симистор VS1 открыт и через закрытый контакт К1.1 магнитного пускателя шунтирует пусковую кнопку S2. Пуск АД закончен.
При обрыве любой фазы, например "А", ток в первичной обмотке ТТ1 исчезает, и канал защиты фазы "А" закрывается (на коллекторах УТ1 и УТ4 - высокое напряжение). На выходе элемента "ИЛИ" появляется сигнал, триггер Шмитта переходит в другое устойчивое состояние, закрывается транзистор УТ9, а значит, и симистор УБ1. Катушка магнитного пускателя обесточивается, и АД отключается от сети.
Детали. В устройстве используются резисторы R1-R24 типа МЛТ-0,25; R25-R29 типа МЛТ-0,5; диоды VD1-VD12 типа Д9Г можно заменить диодами типа Д9Д, Д9Б, Д310-Д312, а диод VD13 типа Д226 - диодом типа КД105 с любым буквенным индексом. Вместо стабилитрона VD14 типа Д815Д можно использовать Д815Г. Конденсаторы С1-С11 типа К50-6 на напряжение 25 В. Конденсатор С12 состоит из двух параллельно соединенных конденсаторов типа К73-17, 2 мкФ, 400 В, они могут быть заменены соответствующими конденсаторами типа МБГО-2. Транзисторы УТ1-УТ8 типа КТ361 можно использовать с любым буквенным индексом. Транзистор УТ9 серии КТ315Г можно заменить транзистором серии КТ312. Вместо симистора VS1 типа КУ208Г можно использовать унифицированный типа ТС112-10-4 на 10 А, 400 В с любой последней цифрой не ниже 4, они имеют практически тот же корпус, что и диоды КД202. Датчики тока ТТ1-ТТ3 выполнены на сердечнике из феррита марки М2000НМ1 и типоразмера К33х16х9. Для АД мощностью 1,1 кВт первичные обмотки датчиков содержат по 2 витка провода линии, питающей двигатель, вторичные - 25-50 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,18 мм.
Все детали каждого канала устройства, включая элемент "ИЛИ", смонтированы на отдельной печатной плате размером 90х50 мм, толщиной 1 мм. Подобным образом на отдельных платах смонтированы блок питания и пороговое устройство вместе с элементом задержки. Все печатные платы устанавливают в корпусе обычного промежуточного реле переменного тока типа РП23 одна над другой и крепят к основанию реле тремя шпильками.
Наладка. При выключенном автоматическом выключателе АВ отсоединяют от резистора R26 управляющий электрод симистора УБ1, а сам симистор шунтируют проволочной перемычкой. Затем, включив АВ, переключателем БД1 контактами 1-2 включают устройство в сеть. Авометром измеряют напряжение на выходе блока питания, которое должно находиться в пределах 9...13 В в зависимости от типа использованного стабилитрона. Кнопкой Б2 запускают двигатель АД и проверяют наличие напряжения на выходе датчиков тока, которое должно составлять 1... 1,5 В при номинальной нагрузке АД. Если напряжение выходит за указанные пределы, то его корректируют изменением количества витков первичной обмотки датчиков тока, после чего проверяют открытое состояние транзисторов каждого канала (УТ1, УТ4; УТ2, УТ5; УТ3, УТ6) и отсутствие сигнала на выходе элемента "ИЛИ". При этом транзисторы УТ8 и УТ9 должны быть открытыми. После этого выключают АД и АВ, восстанавливают работу схемы защиты, сняв проволочную перемычку с симистора УБ1, устанавливают в каждой из фаз питающей линии однополюсный автоматический выключатель и запускают АД с помощью кнопки Б2. При этом пусковая кнопка Б2 за счет открытия симистора VБ1 и замыкания контактов К1.1 магнитного пускателя должна зашунтироваться. Если шунтирование не состоялось (АД останавливается при отпускании кнопки Б2), надо подобрать соответствующую величину сопротивления R26.
Достигнув шунтирования кнопки Б2, проверяют работу устройства при поочередном отключении каждой фазы питающей линии с помощью однополосного автоматического выключателя. При этом следует помнить, что отключение АД защитой происходит не сразу после отключения выключателя, а с выдержкой 0,5...1 с.
Устройство испытано в лабораторных условиях с двигателем серии 4А мощностью 1,1 кВт, напряжением 220/380 В при напряжении сети 380 В. Оно показало надежную защиту АД в случае обрыва фазы при разных нагрузках АД.
Внедрение указанного устройства на производстве даст возможность значительно уменьшить количество случаев выхода из строя АД при обрыве фазы, которое достигает по последним данным, например, в сельском хозяйстве 40-50%.
Применение барьерно-резистивных элементов - баристоров в источниках питания
Баристоры, или барьерно-резистивные элементы (рис.1), предназначены для разделения сигналов, амплитуда которых выше или ниже некоторого определенного пользователем порогового значения - барьера. В идеале такие приборы на выходе низкого уровня должны без искажения передавать входной сигнал, если его амплитуда не достигает порогового (барьерного) значения. При превышении порогового (барьерного) значения входной сигнал автоматически переключается и проходит без искажений на выход высокого уровня.
Баристоры можно использовать в миниатюрных экономичных блоках питания, для амплитудной селекции сигналов, а также в умножителях частоты.
Принцип работы баристора понятен из рис.1. В качестве порогового (барьерного) Z-элемента используется полупроводниковый прибор, имеющий вольтамперную характеристику с участком отрицательного динамического сопротивления (рис.2). В случае если входное напряжение не превышает напряжения переключения барьерного Z-элемента, его сопротивление бесконечно велико. На управляющий вход одного из ключевых элементов поступает напряжение низкого уровня, на вход второго - инвертированное, высокого уровня. Соответственно входной сигнал без потерь пройдет через задействованный (включенный) ключевой элемент. При превышении уровня входного напряжения сверх порогового сопротивление 4-элемента скачкообразно понизится до некоторого конечного значения. Произойдет автоматическое переключение ключевых элементов.
В качестве порогового (барьерного) 7-элемента могут быть использованы стабилитроны, биполярные лавинные транзисторы, динисторные и тиристорные структуры и их управляемые и неуправляемые аналоги.
Схематично баристор и его вольтамперные характеристики для определенного сопротивления нагрузки 1 показаны на рис.З.
Практическая схема использования баристора в бестрансформаторном блоке питания приведена на рис.4, 5. Диаграммы сигналов, присутствующих на входе и выходах баристора (рис.3-5) показаны на рис.6.
Устройство содержит мостовую схему выпрямления подаваемого на прибор напряжения, пороговый и ключевые элементы. На выходе мостовой схемы формируется характерный для этого вида выпрямителей сигнал (рис.6). Когда амплитуда напряжения, снимаемого с мостовой схемы, не превышает напряжение пробоя управляемого аналога динистора (транзисторы УТ1, УТ2), ключевой элемент на составном транзисторе УТ3, УТ4 открыт. Входной сигнал малого (добарьерного) уровня беспрепятственно проходит на выход баристора низкого уровня (сопротивление нагрузки Rн и параллельно ей подключенный конденсатор фильтра Сф).
 |
 |
В соответствии с уровнем сигнала, снимаемого с мостовой схемы, происходит переключение ключевого элемента, см. также диаграммы, приводимые на рис.6. Как только входное напряжение превысит напряжение барьера, отпирается аналог динистора, напряжение на нем падает, транзисторы УГ3 и УГ4 запираются, ток через них не проходит.
Уровнем барьера, при котором происходит переключение ключа устройства, можно управлять вручную потенциометром R3 либо автоматически, за счет использования следящей обратной связи и включения взамен потенциометра R3 управляемого элемента (оптронной пары, полевого транзистора).
При работе устройства от источника повышенного напряжения в качестве выходного составного транзистора должны быть использованы высоковольтные транзисторы и произведена коррекция номиналов резистивных элементов R4).
Литература
ingeneryi.info
На данной схеме представлен промышленный электродвигатель с возможность запуска (КП) и остановки (КС). Он защищён от: • токов короткого замыкания – автоматическим выключателем с жидкометаллическими предохранителями (QF и ПР, обведены пунктирной рамкой) включёнными в силовую цепь;• перегрузок – тепловым реле (ТР) включённым в силовую цепь, а нормально замкнутый контакт ТР включён в цепь управления;• обрыва фазы – непосредственно цепь размыкает контактор (КМ 2), каким образом рассмотрим ниже.Цепь защиты электродвигателя состоит из: контактора и его контактов (КМ 2), реле (Р1) и его контакта (Р1.1), кнопки управления (КП2) и предохранителей (ПР), защищающих цепи от короткого замыкания. При нормальной работе реле (Р1) получает питание через фазы АВ, его контакт замыкается (Р1.1). При нажатии на кнопку правления (КП2) получает питание контактор (КМ 2), который замыкает свои силовые контакты (КМ 2) и шунтирует кнопку (КП2) своим контактом управления (КМ 2). Включаем автоматический выключатель (QF) и нажимаем кнопку запуска двигателя (КП). Электродвигатель функционирует и выполняет свой технологический процесс. Обрыв фазы А. При обрыве фазы А реле (Р1) теряет питание и размыкает свой контакт (Р1.1), что приводит к обрыву цепи контактора (КМ 2). Он размыкает свои силовые контакты (КМ 2) – электродвигатель защищён.Обрыв фазы В. При обрыве фазы В одновременно теряют питания реле (Р1) и контактор (КМ 2) – электродвигатель защищён.Обрыв фазы С. При обрыве фазы С реле (Р1) остаётся под напряжением, а контактор (КМ 2) теряет питание – электродвигатель защищён.Бывают моменты, когда происходит не полный обрыв фазы, то есть фаза то пропадает, то появляется (как правило это происходит при плохом контакте). Во избежание самопроизвольного срабатывания контактора (КМ 2) при обрыве одной из фаз применяется кнопка управления (КП2). Это позволяет производить пуск контактора (КМ 2) после устранения неисправности.Предохранители (ПР) в цепях защиты позволяют производить своевременное техническое обслуживание всех элементов цепей.
Отправить заявку или сообщение Вы можете через форму обратной связи, или позвонить +7 (495) 545-44-32.
elmashcentr.ru
В журнале уже рассматривались вопросы защиты асинхронных трехфазных электродвигателей, но в основном это защита от пропадания фазы [1, 2]. Реже можно встретить защиту электродвигателя от так называемого перекоса фаз, т.е. когда напряжение в одной или сразу в двух фазах по какой-либо причине уменьшается (или увеличивается) до недопустимого значения. В таких случаях защита от пропадания фазы обычно не срабатывает, так как напряжение в фазе остается, но на двигатель понижение напряжения в фазе до 150...160 В оказывает плачевный результат: через некоторое время двигатель перегревается и сгорает. То же
самое можно сказать и о повышении напряжения. Обмотка, рассчитанная на 220 В, не очень хорошо переносит повышение напряжения свыше 250 В. Эта проблема особенно актуальна в тех случаях, когда двигатели работают в отсутствии человека (например, водяные насосы, лифты и др.), а так же в сельской местности, где качество электрических сетей оставляет желать лучшего. Еще актуальным является вопрос контроля за температурой самого электродвигателя, так как существует много причин, вследствие
которых двигатель может перегреться. Например, возрастание нагрузки на валу или заклинивание. В конце концов, в наше сложное время, приходится сталкиваться со случаями установки двигателя, мощность которого недостаточна для данного оборудования, ввиду отсутствия электродвигателя необходимой мощности. В этих случаях защита от перегрева оказывает положительный результат.
 |
Биметаллические тепловые реле, установленные в пускателях, часто не срабатывают тогда, когда это необходимо. Поэтому, учитывая вышеизложенное, предлагаю еще раз рассмотреть некоторые способы защиты электродвигателей.
Самый простой способ - это установка двух реле с обмотками на 220 В (рис.1).
Такая защита знакома многим электрикам и помогает защитить двигатель от пропадания фазы. Обмотка пускателя включается через нормально разомкнутые контакты реле К1 и К2. Таким образом, при отсутствии любой из фаз пускатель размыкается. В [1] описывается устройство, на мой взгляд, слишком сложное для той функции, которую оно выполняет. Схема, показанная на рис.1, вполне способна почти полностью заменить его. Если используется пускатель с обмоткой на 380 В, то нужно верхний по схеме контакт реле К1 отсоединить от земляного провода и подсоединить к фазе А или фазе В.
При отсутствии реле с обмотками на 220 В можно воспользоваться реле на 12...24 В, а также добавить в схему индикацию пропадания фазы. Такая схема показана на рис.2.
Индикаторы в ряде случаев позволяют быстрее заметить обрыв фазы и облегчить устранение неисправности. Эта схема позволяет использовать широкий выбор реле. Достаточно только подобрать конденсаторы С2, С4 с таким расчетом, чтобы получить на обмотке используемого реле необходимое напряжение. Обычно емкость конденсаторов выбирается в пределах 0,47.1,5 мкФ. На схеме, показанной на рис.2, указана емкость конденсаторов С2, С4 при использовании реле К1 и К2 типа РСЧ-52, паспорт РС4.52 3.205 с сопротивлением обмотки 220 Ом. Светодиоды в схеме можно взять типа АЛ307 или любые другие, нормально светящиеся при токе 5.10 мА. Диодный мост VD1, VD2 можно использовать любой на напряжение выше 200 В и допустимым током, требуемым для примененного типа реле. Конденсаторы типа К73- 17, резисторы типа МЛТ-0,125.
Вышеприведенные схемы защиты от обрыва фаз просты и надежны в работе, для их сборки не требуется высокая квалификация, однако они не защищают электродвигатели от перекоса фаз.
На рис.3 показана схема устройства защиты трехфазных двигателей от перекоса фазы, обрыва фазы, включает в себя контроль за температурой двигателя при помощи термодатчика, закрепленного на корпусе двигателя. Устройство состоит из трех каналов, каждый из которых контролирует напряжение в соответствующей ему фазе, и канала контроля за температурой на корпусе двигателя. Выходы всех каналов объединяются при помощи схемы "И-НЕ" и поступают на исполнительное устройство. Все три канала контроля за уровнем напряжения фаз аналогичны и состоят из цепи формирования контролируемого напряжения, двух компараторов и элемента объединения "ИЛИ-НЕ".
Рассмотрим работу одного из каналов, контролирующего напряжение в фазе А. Напряжение фазы понижается и выпрямляется до 3,5.4 В цепью R15, R16, VD2, R1, R2, С2. В итоге на положительном выводе конденсатора С2 получается напряжение, прямо пропорциональное напряжению в контролируемой фазе. Это напряжение поступает на входы компараторов DA1, выполненных на сдвоенном ОУ КР140УД20, причем один из входов инвертирующий, а второй неинвертирующий. На соответствующие вторые входы ОУ подано образцовое напряжение, снимаемое с резисторов КР1 и КР2. При этом на неинвертирующий вход DA1 (вывод 2) подается образцовое напряжение, которое соответствует минимальному напряжению на конденсаторе С2, а на инвертирующий вход ОА1 (вывод 7) подано образцовое напряжение, соответствующее максимальному напряжению на конденсаторе С2. В результате на выводах 10 и 12 ОУ DA1 будет низкий уровень, если напряжение на конденсаторе С2 находится в пределах, установленных потенциометрами КР1, КР2, а на выходе ячейки "ИЛИ-НЕ" DD1.1 будет соответственно высокий уровень. Как только напряжение выйдет за эти пределы, один из компараторов переключится и на его выходе установится уровень единицы, что приведет к изменению уровня на выходе DD1.1 на низкий. Все три выхода каналов контроля напряжения поступают на объединяющую ячейку DD2.1. Сюда же поступает уровень единицы с компаратора, выполненного на ОУ DА6, который контролирует температуру датчика кТ1.
 |
При нагревании терморезистора RТ1 его сопротивление уменьшается и соответственно уменьшается напряжение на выводе 3 DА6. Это приводит к изменению уровня на выходе DА6 на уровень нуля при достижении входным напряжением на неинвертирующем входе ОУ уровня, выставленного потенциометром RР2 на инвертирующем входе DА6. Конденсатор С5 сглаживает помехи, которые могут возникать на проводе, идущем от термодатчика, так как его длина обычно 2.3 м. Сопротивление терморезистора может отличаться от указанного в схеме. Необходимо только проконтролировать, чтобы напряжение в точке соединения кТ1, R9 при нагретом терморезисторе было выше 2 В, так как компаратор на ОУ при однополярном питании и входном напряжении ниже 1,5 В работает нестабильно.
Это же касается и напряжений на конденсаторах С2-С4, которые поступают на ОУ DА1-DА3, а также образцового напряжения на движке резистора кР1. Минимальное их значение не должно устанавливаться ниже 2 В.
 |
Изменение состояния любого из компараторов, контролирующих напряжение, или компаратора, контролирующего температуру, индицируют соответственно светодиоды HL1 и HL2. С выхода ячейки DD1.1 через сглаживающую цепочку С7, R21 и DD2.3, инвертирующую его, сигнал поступает на транзистор VT1, нагруженный на реле К1. Сглаживающая цепочка устраняет возможное дребезжание реле при коротких бросках в одной из фаз, неопасных для двигателя, а также дает задержку срабатывания защиты около 2...4 секунд. При необходимости это время можно увеличить, увеличив соответственно емкость конденсатора С7. Контакты реле, замыкаясь, подают напряжение на пускатель. Схема позволяет использовать пускатель любой величины и с напряжением обмотки не только 380 В, но и 220 В. Для этого достаточно верхний по схеме вывод обмотки пускателя подсоединить не к фазному проводу, а к земляному.
Питается устройство стабилизированным напряжением 9 В, полученным при помощи стабилизатора DA5. Образцовое напряжение, которое подается на потенциометры RP1, RP2 и резисторы R9, R10, снимается со стабилизатора DA4. Максимальный ток, потребляемый схемой при разомкнутом реле К1, не превышает 30 мА, поэтому радиатор для стабилизатора DA5 не требуется. В качестве трансформатора TR1 можно использовать практически любой трансформатор с вторичной обмоткой на напряжение 18...20 В и способный обеспечить ток для питания используемого реле.
На рис.4 показана печатная плата устройства. Она выполнена на двустороннем фольгированном стеклотекстолите. На плате расположены все элементы с рис.3, кроме трансформатора ТК1, реле К1, диода VD5 (подпаивается непосредственно к выводам реле) и, конечно же, пускателя К2.
Детали. Резисторы, примененные в схеме, могут быть типа С2-23 или МЛТ-0,125, кроме Р15, М7, М9. Последние должны быть мощностью 0,5 Вт. Желательно подобрать резисторы R1-R6, R15-R20 в каждый канал с минимальным разбросом по каналам. Так как образцовое напряжение поступает параллельно на все три канала, то при большом разбросе этих сопротивлений будет и большой разброс в уровнях срабатывания компараторов. Примененные подстроечные резисторы типа СПЗ-19АВ можно заменить резисторами типов СП5- 16ВВ, СП5-16ВА. Электролитические конденсаторы, используемые в схеме, типа К50-35, но лучше использовать импортные конденсаторы типа К10-17. Транзистор 2SD1111 можно заменить отечественным КТ972 с любым буквенным индексом. ОУ КР140УД20 можно заменить LМ358N, КР574УД2А или одинарными КР140УД6, УД7 (при условии изменения печатной платы). Терморезистор можно использовать практически любого типа, например ММТ-4, СТ1, ТР-4. В качестве ВА5 можно использовать стабилизатор КР142ЕН8А, Б, Г, Д. Реле К1 я использовал импортное (ЕІевІа КR8S), но можно использовать любое другое с обмоткой на 24 В и контактами, способными коммутировать напряжение 380 В.
Налаживание устройства несложное и заключается в основном в установке пределов срабатывания компараторов. Для этого можно временно соединить все три входа устройства и через автотрансформатор относительно "земли" подать на них напряжение. Вначале на автотрансформаторе устанавливают напряжение 180 В и при помощи вольтметра с входным сопротивлением не менее 1 МОм замеряют напряжение на положительных выводах конденсаторов С2-С4. Оно должно быть практически одинаковым. Если оно отличается более чем на 0,1 В, то необходимо при помощи незначительного изменения сопротивления резисто-
ров, например, R4, R6 приравнять напряжения на конденсаторах СЗ, С4 к напряжению на конденсаторе С2. Далее подключают вольтметр к движку потенциометра RP1 и устанавливают на нем такое же напряжение, как на конденсаторах С2-С4. Затем на автотрансформаторе устанавливают напряжение 250 В, замеряют напряжение на конденсаторах С2-С4 и устанавливают на движке RP2 такое же. После этого устанавливают на автотрансформаторе напряжение 220 В, при этом должен засветиться светодиод НИ. Далее нужно настроить термодатчик. Для этого движок потенциометра RP2 устанавливают в верхнее по схеме положение, нагревают терморезистор до необходимой температуры и, вращая движок потенциометра, добиваются погасания светодиода Н2. Как только терморезистор немного остынет, Н2 вновь должен засветиться. При свечении обоих светодиодов должно срабатывать реле К1. В конце настройки проверяют срабатывание защиты по каждому каналу в отдельности. Для этого подсоединяют устройство к трехфазной сети в соответствии со схемой и включают автотрансформатор поочередно в цепь каждого канала. Уменьшая и увеличивая напряжение на автотрансформаторе, контролируют погасание светодиода Ш при достижении входным напряжением выставленных границ. На этом настройка закончена.
При отсутствии автотрансформатора настройку каналов контроля напряжения можно выполнить, используя таблицу, при условии, что номиналы резисторов R1-R6, R15-R20 соответствуют номина-
лам, указанным в схеме на рис.3. Для этого на движках потенциометров 1Р1, RP2 устанавливают напряжения минимального и максимального уровней срабатывания компараторов, выбранных из данной таблице.
Если в использовании датчика термозащиты нет необходимости, то можно не подсоединять к схеме терморезистор. При этом на выходе DA6 все время будет высокий уровень, и устройство будет полностью работоспособно.
Литература
ingeneryi.info
электроника для дома
Мгновенное значение суммарного напряжения трех фаз в любой момент времени равно нулю. Если присоединить к каждому из проводов I, II, и III трехфазной сети конденсаторы (С1 С2, С3 на рис. 1), то общая точка а их соединения не будет иметь напряжения по отношению к нулевому проводу, обычно заземленному.
При исчезновении напряжения в одном из проводов между общей точкой а и нулевым проводом (или землей) начинает действовать переменное напряжение, которое и служит для контроля. Без нагрузки между точками а и б это напряжение равно 110 в. В реальной схеме это напряжение несколько меньше и величина его зависит от активного сопротивления цепи контроля и емкостных сопротивлений конденсаторов С1 С2 и С3.
На схеме рис. 2 показано устройство, сигнализирующее о неисправности сети. Цепь контроля состоит из
электрического звонка (поляризованного или с прерывателем) и неоновой сигнальной лампы. При включении нагрузки переключатели находятся в нижнем по схеме положении. Как только в одном из проводов произойдет обрыв, устройство сигнализирует об аварии. Выключив рубильник, переводят переключатели поочередно, по одному, в верхнее положение, получая сигнал, убеждаются в исправности провода и возвращают переключатели в прежнее положение. Тот из переключателей, перевод которого вверх не вызывает сигнала, находится на неисправном проводе. Как только данный провод будет исправлен — о появлении напряжения в этом проводе известит сигнал, — переключатель переводят вниз и включают нагрузку общим рубильником. Сигнальная схема при этом вновь находится в исходном положении.
Конденсаторы С1 С2,С3 подбираются практически емкостью от 0,01 до 0,05 мкф; величина сопротивления определяется типом имеющейся неоновой лампы.
Если установка, питаемая от сети трехфазного тока, включается электромагнитным контактором, легко осуществить автоматическое выключение установки при неисправности сети. Как видно из рис. 3, в цепи контроля находится обмотка реле Р. Нормально ток в этой обмотке отсутствует. Ток возникает лишь при обрыве одного из проводов трехфазной сети. При этом реле срабатывает и разрывает своими контактами цепь кнопки «Стоп», контактор К отключает от сети нагрузку, а вместе с этим обесточивает и все цепи контроля. Реле может быть применено любое, так как действие его кратковременное. Во избежание подгорания и «спекания» контактов реле параллельно им подсоединяют искрогасящую цепочку R2C4(порядка 70 ом и 0,03 мкф). Действие устройства автоматического выключения проверяется поочереднымвывертыванием предохранителей или удалением плавких вставок.
В случаях, когда желательно получить в цепи контроля не переменное, а постоянное напряжение, например, для длительного удержания якоря реле постоянного
тока, можно применить любой вентиль (рис. 4): селеновые или купроксные шайбы, германиевый диод. Напряжение для цепи диода снимается с делителя R1R2. Соотношение плеч определяется практически. Следует постепенно увеличивать R2и уменьшать R1 до получения надежного срабатывания реле при отключении любого из проводов сети I, II, III или конденсаторов С1 С2, С3.
Не следует устанавливать напряжение на плече R2 значительно большим, чем это практически необходимо для срабатывания реле, так как надо иметь в виду, что при обрыве не одного, а двух проводов сети напряжение в цепи контроля возрастает вдвое.
Конденсаторы желательно взять с бумажным диэлектриком, испытанные на напряжение 600 в.
Конденсатор С4 в схеме рис. 4 можно применить электролитический, величина его емкости должна быть достаточной для того, чтобы устранить вибрацию якоря реле, обмотка которого питается током однополупериодного выпрямления. Однако значительное увеличение емкости C4 может привести к задержке срабатывания реле.
И. Евтушенко
Смотрите также другие полезные материалы для электрика
radiopolyus.ru
Виды защиты асинхронных электродвигателей.
Для того чтобы защитить электродвигатель от повреждений при нарушении нормальных условий работы, а также своевременно отключить неисправный двигатель от сети, предотвратив или ограничив тем самым развитие аварии, предусматриваются средства защиты.
Главным и наиболее действенным средством является электрическая защита двигателей, выполняемая в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).
В зависимости от характера возможных повреждений и ненормальных режимов работы различают несколько основных наиболее распространенных видов электрической защиты асинхронных двигателей.
Защита асинхронных электродвигателей от перегрузки
Защита от перегрузки предохраняет двигатель от недопустимого перегрева, в частности и при сравнительно небольших по величине, но продолжительных тепловых перегрузках. Защита от перегрузки должна применяться только для электродвигателей тех рабочих механизмов, у которых возможны ненормальные увеличения нагрузки при нарушениях рабочего процесса.
Аппараты защиты от перегрузки (тепловые и температурные реле, электромагнитные реле, автоматические выключатели с тепловым расцепителем или с часовым механизмом) при возникновении перегрузки отключают двигатель с определенной выдержкой времени, тем большей, чем меньше перегрузка, а в ряде случаев, при значительных перегрузках, — и мгновенно.
Защита асинхронных электродвигателей от понижения или исчезновения напряжения
Защита от понижения или исчезновения напряжения (нулевая защита) выполняется с помощью одного или нескольких электромагнитных аппаратов, действует на отключение двигателя при перерыве питания или снижении напряжения сети ниже установленного значения и предохраняет двигатель от самопроизвольного включения после ликвидации перерыва питания или восстановления нормального напряжения сети.
Специальная защита от работы на двух фазах предохраняет двигатель от перегрева, а также от «опрокидывания», т. е. остановки под током вследствие снижения момента, развиваемого двигателем, при обрыве в одной из фаз главной цепи. Защита действует на отключение двигателя.
В качестве аппаратов защиты применяются как тепловые, так и электромагнитные реле. В последнем случае защита может не иметь выдержки времени.
stydopedya.ru
При эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей, используемых для привода сельскохозяйственных механизмов, иногда отключается одна фаза питания. Электродвигатели быстро перегреваются и выходят из строя, если их вовремя не отключить от сети. Для этой цели разработаны различные системы автоматических защитных устройств на диодно-транзисторной основе, которые достаточно сложны. Релейные защитные устройства в отличие от них более просты в изготовлении. Ниже рассмотрены два варианта релейных схем защиты трехфазного асинхронного электродвигателя при возникновении двухфазного режима.
I. В схеме, показанной на рисунке 33, а, с помощью конденсаторов CI, С2, СЗ одинаковой емкости искусственно создана нулевая точка О. Между ней и нулевым проводом включено реле KV с размыкающими контактами KV. При нормальном режиме питания электродвигателя (наличии напряжения на трех фазах) напряжение в точке О близко к нулю и ток через катушку реле KV не протекает. В случае обрыва одного из линейных проводов (исчезновении напряжения на одной из фаз) нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке О появляется напряжение, реле KV срабатывает, контакты KV размыкаются, обесточивая катушку магнитного пускателя КМ, и электродвигатель отключается. Промежуточное реле КV рассчитано на напряжение 36 В, конденсаторы С1...СЗ емкостью 4... 10 мкФ - на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного.
Чувствительность этого устройства настолько высока, что иногда электродвигатель отключается в результате нарушения электрической симметрии, вызванного подсоединением посторонних однофазных потребителей, питающихся от той же сети. Чувствительность можно понизить, применив конденсаторы меньшей емкости.
Рис. 33. Схемы с конденсаторами (в) и промежуточным реле (б) для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя при двухфазном режиме
И. В схеме, приведенной на рисунке 33, б, в обычную систему пуска трехфазного асинхронного электродвигателя введено промежуточное реле KV с замыкающими контактами KV. При нажатии кнопки SB1 включается реле KV, замыкая своими контактами KV цепь питания катушки магнитного пускателя КМ, который срабатывает и силовыми контактами КМ. 1 включает электродвигатель, а блокирующими КМ.2 самоблокируется. При обрыве фаз Б и С отключается реле KV, фаз А и С - магнитный пускатель КМ.
Достоинство этой схемы заключается в том, что промежуточное реле KV при выключенном электродвигателе обесточено.
delo-elektrika.ru
Трехфазные электродвигатели при случайном отключении одной из фаз быстро перегреваются и выходят из строя, если их вовремя не отключить от сети. Для этой цели разработаны различные системы автоматических защитных отключающих устройств, однако они либо сложны, либо недостаточно чувствительны. Защитные устройства можно условно разделить на релейные и диоднотранзисторные. Релейные в отличие от диодно-транзисторных более просты в изготовлении.
Рассмотрим несколько релейных схем автоматической защиты трехфазного двигателя при случайном отключении одной из фаз питания электрической сети.
Первый способ (рис. 14). В обычную систему запуска трехфазного двигателя введено дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами Р1. При наличии напряжения в трехфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты. При нажатии кнопки «Пуск» через обмотку электромагнита магнитного пускателя МП проходит ток и системой контактов МП1 электродвигатель подклю-
Рис, 14
частся к трехфазной сети. При случайном отключении от сети провода А реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который системой контактов МП1 отключит двигатель от сети. При отключении от сети проводов В к С обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя. В качестве дополнительного реле Р используется реле переменного тока типа МКУ-48.
Второй способ (рис. 15). Защитное устройство основано на принципе создания искусственной нулевой точки , образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1СЗ. Между этой точкой и нулевым проводом О включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0′ равно нулю и ток через обмотку реле не протекает. При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке O’ появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателядвигатель отключается. Это устройство обеспечивает более высокую надежность по сравнению с предыдущим. Реле типа МКУ, на рабочее напряжение 36 В. Конденсаторы С1СЗ бумажные, емкостью 410 мкФ, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного.
Чувствительность устройства настолько высока, что иногда двигатель может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызванного подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети. Чувствительность можно понизить, если применить конденсаторы с меньшей емкостью.
Третий способ (рис. 16). Схема защитного устройства аналогична схеме, рассмотренной в первом способе. При нажатии кнопки «Пуск» включается реле Р, контактами Р1 замыкая цепь питания катушки магнитного пускателя МП.
Рис. 15
Рис. 16
Магнитный пускатель срабатывает и контактами МП1 включает электродвигатель. При обрыве линейных проводов В или С отключается реле Р, при обрыве провода А или С магнитный пускатель МП.
В обоих случаях электродвигатель выключается контактами магнитного пускателя МП1.
По сравнению со схемой защитного устройства трехфазного двигателя, рассмотренной в первом способе, это устройство имеет преимущество: дополнительное реле Р при выключенном двигателе обесточено.
nauchebe.net
