Устройство автоматической сушки обмоток электродвигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Электродвигатели, применяемые в быту и промышленности, нередко эксплуатируют и хранят в условиях повышенной влажности. Корпус двигателя не герметичен, влага неизбежно проникает внутрь, ее впитывает изоляция обмоток. Это приводит к уменьшению сопротивления изоляции, возрастанию токов утечки и в конечном итоге к пробою. Предлагаемое устройство постоянно контролирует сопротивление изоляции трехфазного асинхронного электродвигателя и автоматически поддерживает его на заданном уровне, исключая выход двигателя из строя в результате переувлажнения.

Устройство, о котором пойдет речь, образует с электродвигателем, питающей сетью и пусковым аппаратом единую систему, структура и принцип действия которой защищены авторским свидетельством [1]. Конструкция отмечена серебряной медалью ВДНХ (ВВЦ). Сопротивление изоляции контролируется и восстанавливается в наиболее опасные, с точки зрения конденсации влаги, интервалы времени - в перерывах работы электропривода.

Как показано на рисунке, асинхронный электродвигатель М1 подключен к трехфазной сети через коммутационный аппарат КМ1. Собственно устройство сушки состоит из узлов питания (трансформатор Т1, выпрямители на диодных мостах VD1, VD3), контроля сопротивления изоляции (микросхема DA1, транзистор VT2, реле К1) и управления (микросхема DD1, транзисторы VT1, VT3, реле К2). Исполнительными элементами служат симисторы VS1 и VS2.

(нажмите для увеличения)

Включают устройство сушки выключателем SA1, первая группа контактов которого (SA1.1) замыкает цепь первичной обмотки трансформатора Т1, а вторая (SA1.2) соединяет обмотки двигателя М1 со входом узла контроля. Если силовые контакты коммутатора КМ1 замкнуты и двигатель подключен к сети, устройство сушки не функционирует, так как цепь первичной обмотки трансформатора Т1 разомкнута вспомогательными контактами коммутатора.

Стабилитроны VD6 и VD7 стабилизируют напряжения, нужные для питания микросхем DA1 и DD1, a VD2 - напряжение 130 В, служащее испытательным для проверки сопротивления между обмотками и корпусом электродвигателя M1. Испытательное напряжение подано на корпус двигателя через защитный резистор R4.

ОУ DA1 охвачен положительной обратной связью через резистор R21, превращающей его в триггер Шмитта. Напряжение на инвертирующем входе ОУ зависит от тока, протекающего под действием испытательного напряжения через сопротивление изоляции между корпусом и обмотками двигателя, и от положения движка подстроечного резистора R12, которым регулируют порог срабатывания. При выбранной величине испытательного напряжения ток утечки закрытых симисторов VS1 и VS2, подключенных параллельно контролируемой цепи, мал и не приводит к существенной погрешности. Благодаря относительно небольшим номиналам резисторов R11-R13, чувствительность узла к наводкам невысока и провода, соединяющие его с двигателем, могут быть значительной длины.

Пока сопротивление изоляции в норме, напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 больше, чем на неинвертиру-ющем. Напряжение на выходе ОУ - низкое, транзистор VT2 закрыт, обмотка реле К1 обесточена. Горит сигнальная лампа HL1 "Контроль изоляции". С увлажнением обмоток сопротивление изоляции падает, напряжение на инвертирующем входе ОУ DA1 уменьшается (испытательное напряжение отрицательное). По достижении напряжением порога срабатывания триггера транзистор VT2 открывается, реле К1 срабатывает. Лампа HL1 гаснет, зажигается HL2 "Сушка изоляции".

Через замкнувшиеся контакты реле К1.2 поступает питание на микросхему DD1, на элементах которой и транзисторе VT1 собран мультивибратор [2]. Предусмотрена независимая регулировка длительности импульсов и пауз между ними. Длительность импульсов можно изменять переменным резистором R20 в пределах 0,3...7 с, пауз - переменным резистором R14 в пределах 3...16 с. Выходной сигнал мультивибратора поступает на транзисторный ключ VT3, управляющий реле К2. Контакты К2.1 и К2.2 находятся в цепях управляющих электродов симисторов VS1 и VS2. Включившиеся симисторы подают фазное сетевое напряжение на две последовательно включенные обмотки электродвигателя М1. Для вращения ротора этого недостаточно, но протекающий по обмоткам ток подогревает и сушит их.

На время сушки контакты К2.3 разрывают цепь контроля. Резистор R5 предотвращает ложное срабатывание триггера Шмитта, имитируя пониженное до 510 кОм сопротивление изоляции. Выключателем SA2 этот резистор можно подключить постоянно, что вызовет принудительный переход устройства в режим сушки. Конденсаторы С5, С6 сохраняют неизменным напряжение на входе триггера во время "перелета" и дребезга контактов К2.3. Они же защищают вход от помех.

В паузах между импульсами, когда реле К2 обесточено, а симисторы VS1, VS2 закрыты, временно восстанавливается режим контроля. Если сопротивление изоляции уже пришло в норму, триггер на ОУ DA1 изменит свое состояние, обесточит реле К1 и прекратит сушку. В противном случае она будет продолжена с началом очередного импульса мультивибратора.

Чередование подогрева и контроля изоляции гораздо эффективнее непрерывной сушки [3]. По сравнению с известными ранее устройствами [4] нужный результат достигается при меньших энергозатратах, что и явилось целью изобретения [1]. Другое преимущество - возможность запуска электродвигателя независимо от состояния устройства сушки благодаря тому, что в режиме "Сушка изоляции" вспомогательные контакты коммутатора КМ1 разрывают управляющую цепь симистора VS2 раньше, чем замкнутся основные силовые контакты. Даже если контакты реле К2.2 в этот момент были замкнуты, симистор успеет закрыться, не вызывая замыкания фазы С на нейтраль трехфазной сети.

В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ, переменные - СПЗ-16, неполярные конденсаторы - К73-17, причем С1 - на напряжение 630 В, а С2 - не менее 250 В. Оксидные конденсаторы любого типа. В качестве DD1 пригодна микросхема К155ЛАЗ, DA2 - К140УД6. Трансформатор Т1 габаритной мощностью не менее 20 Вт. Напряжение на обмотке II - 140...150 В при токе 10 мА, на обмотке III - 16...18 В при токе 0,2 А. Реле К1 - РЭС-47 паспорт 4.500.408, К2 - РЭС-22 паспорт 4.500.131. Сигнальные лампы HL1, HL2 - МН18-0,1. Допустимая мощность электродвигателя М1 зависит от типа примененных симисторов VS1, VS2. Для указанных на схеме она не должна превышать 5 кВт. Устройство собрано в корпусе размерами 260x160x150 мм от магнитного пускателя.

Проверяют и налаживают устройство сушки, не подключая его к электродвигателю. На обмотку I трансформатора Т1 подают переменное напряжение 220 В. Между верхним по схеме выводом резистора R4 и нормально замкнутым контактом реле К2.3 устанавливают несколько последовательно соединенных резисторов мощностью не менее 0,5 Вт и общим сопротивлением 6,8...10 МОм. Контакты выключателя SA2 должны быть разомкнуты.

Подстроенным резистором R12 добиваются, чтобы при уменьшении сопротивления набора резисторов до 4 МОм реле К1 срабатывало, а при восстановлении прежнего значения - отпускало. О состоянии реле можно судить по зажиганию ламп HL1 и HL2. Срабатывание реле К1 должно сопровождаться генерацией импульсов мультивибратора и характерными щелчками реле К2. Соотношение между порогами срабатывания и отпускания узла контроля зависит от номинала резистора R21. При необходимости его можно подобрать.

Далее устройство устанавливают на предназначенное для него место рядом с двигателем М1 или коммутатором КМ1 и соединяют его с ними согласно схеме. Естественно, на время монтажа вся система должна быть отключена от сети.

Для определения оптимального режима сушки автором разработана специальная методика, описание которой выходит за пределы журнальной статьи. На практике рекомендуется выключателем SA2 принудительно включить сушку и установить переменными резисторами R14 и R20 такие длительности импульсов и пауз, чтобы температура корпуса электродвигателя стабилизировалась в интервале 70...75°С.

В заключение отметим, что электродвигатель с описанным устройством можно подключать по рассмотренной выше схеме только к промышленной трехфазной электросети с "глухозаземленной" нейтралью. Соединять корпусы электроустановок с нулевым проводом бытовых электросетей нельзя. В этом случае корпус двигателя следует заземлить отдельным проводом, а цепь, соединяющую корпус с выводом симистора VS2 и нейтралью сети, - разорвать.

Если при работе электродвигателя выключатель SA1 оставлен замкнутым, элементы устройства защиты оказываются соединенными с одной из фаз сети и прикосновение к ним опасно для жизни.

Литература

1. Пахомов А. Система энергоснабжения. Описание изобретения к авторскому свидетельству № 1585862. - Бюллетень "Открытия, изобретения...", 1990, № 30.
2. Дьяконов В. Широкодиапазонный автоколебательный мультивибратор на интегральных микросхемах транзисторно-транзисторной логики. - Приборы и техника эксперимента, 1976, № 2, с. 103.
3. Ванурин В., Пахомов А. Сушка электродвигателей импульсами тока. - Техника в сельском хозяйстве, 1986, № 6, с. 28, 29.
4. Мартыненко И., Корчемный М., Машевский В. Способ защиты изоляции обмоток электродвигателя от конденсации влаги и устройство для его осуществления. Описание изобретения к авторскому свидетельству № 680102. - Бюллетень "Открытия, изобретения...", 1979, № 30.

Автор: А.Пахомов, г.Зерноград Ростовской обл.

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Склады-дирижабли Amazon 01.01.2017 Компания Amazon зарегистрировала патентную заявку "Воздухоплавательные центры исполнения заказов" (AFC, airborne fulfillment center). Согласно патенту, такие дирижабли, наполненные достаточным количеством наиболее востребованных товаров, будут прилетать к местам, где, согласно прогнозам Amazon, ожидается повышенный спрос. В свою очередь дроны, включая модели для доставки еды с контролем температуры, будут находиться на AFC и отправляться вниз для быстрой, точной и безопасной доставки. В качестве примера применения такой системы в патенте приводится спортивное мероприятие. Например, если там внизу проходит какое-либо крупное первенство, дирижабль Amazon может быть загружен закусками и тематическими сувенирами. Вдобавок AFC может спуститься ближе к публике, чтобы обеспечить аудиоподдержку или отобразить рекламу на огромном дисплее. Кроме центральных дирижаблей Amazon в патенте описывает и более мелкие челноки, с помощью которых персонал, дроны и запасы могут доставляться на центральные AFC. Они тоже оснащены дронами и могут в свою очередь доставлять товары напрямую потребителям. Разумеется, все элементы этой разветвленной сети должны быть подключены к системам управления запасами и регулироваться централизованно. В патенте сообщается, что дирижабли и дроны могут работать в качестве ячеек сети, передавая друг другу данные о погоде, скорости ветра, направлении движения или отправляя, например, читателям на земле электронные книги. Пока все это напоминает скорее концепт, но кто знает - быть может вскоре воздушное пространство наших городов будет занято снующими повсюду дирижаблями и дронами. Проблема лишь в том, что для летающих автомобилей места может не остаться.

Другие интересные новости:

▪ Напряженный триллер помогает крепко заснуть

▪ Спутники модернизированной GPS III готовятся к запуску

▪ Рекорд по продолжительности пребывания женщины в космосе

▪ WD My Book AV-TV

▪ Выставка домашних роботов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Для больших оказий. Крылатое выражение

▪ статья В каком городе центральная часть была поднята на полтора метра для прокладки канализации? Подробный ответ

▪ статья Электромонтажник по распределительным устройствам. Должностная инструкция

▪ статья Энергия биомассы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Горящая лампочка. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026