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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Доисторический человек не был босяком 05.08.2008 Кости древнего человека, найденные в пещере недалеко от Пекина, свидетельствуют, что уже сорок тысяч лет назад существовала обувь. Обувь с твердой подошвой изменяет кости стопы. Пальцы ног становятся короче и прямее, чем у людей, постоянно ходящих босиком. Кости стопы древнего китайца сравнили с соответствующими костями современных американцев, индейцев доколумбовой Южной Америки, ходивших босиком, и костями доисторических эскимосов, из-за холодного климата всегда носивших обувь. Сравнение показало, что человек, скелет которого найден в пещере, пользовался какой-то обувью - возможно, просто дощечками, прикреплявшимися к стопе ремешками.

Другие интересные новости:

▪ Трехглазый рабочий

▪ Караоке от Apple

▪ Мобильный телефон SAMSUNG SCH-X820

▪ Отучение студентов от телефонов на лекциях

▪ Витамин D3 поддерживает сердце

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Устройства защитного отключения. Подборка статей

▪ статья Не класть охулки на руку. Крылатое выражение

▪ статья Какая шутка Пастернака оказалась пророческой для Цветаевой? Подробный ответ

▪ статья Ассистент кафедры. Должностная инструкция

▪ статья Ключевой синхронный детектор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Где вода? Откуда конфетти? Секрет фокуса. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026