Защита трехфазного электродвигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Рассмотрены два варианта устройства, отключающего трехфазный электродвигатель от сети при опасном для него изменении питающего напряжения, - простое релейное и сравнительно сложное на интегральных микросхемах. Устройства реагируют не только на общее повышение или понижение сетевого напряжения, но и на опасный для двигателя "перекос фаз" - изменение напряжения лишь одной из них.

Проблема защиты трехфазного электродвигателя от опасных для него колебаний сетевого напряжения особенно актуальна, если двигатель работает в отсутствие постоянно наблюдающего за ним человека (например, приводя в действие водяной насос), а также в сельской местности, где качество электрических сетей оставляет желать лучшего.

Не менее важно непрерывно контролировать температуру корпуса электродвигателя, есть немало причин, по которым он может перегреться. Самые частые - механическая перегрузка двигателя или заклинивание его вала в подшипниках.

Простейший способ защиты от пропадания или значительного понижения напряжения в одной из фаз иллюстрирует знакомая многим электрикам схема, показанная на рис. 1.

Обмотка пускателя КМ1 подключена к фазе (например, С) и нейтрали сети через нормально разомкнутые контакты реле К1.1 и К2.1. Обмотки реле подключены к двум другим фазам. В результате пропадание любого фазного напряжения приведет к отключению пускателем КМ1 электродвигателя от сети.

Обмотки пускателя и реле должны быть рассчитаны на питание переменным напряжением 220 В, 50 Гц. Если имеется пускатель с обмоткой на 380 В, ее правый по схеме вывод соединяют не с нейтралью (N), а с одним из фазных проводов (А или В). Реле с обмотками, рассчитанными на напряжение 12...24 В, можно воспользоваться, подключив их по схеме показанной на рис. 2.

Конденсатор С1 - К73-17. Его емкость указана для реле РСЧ52 (паспорт РС4.523.205, сопротивление обмотки 220 Ом). Если применено другое, конденсатор выбирают таким (обычно номиналом 0,47...1,5 мкФ), чтобы через обмотку реле протекал нужный для его срабатывания ток. Показанный на схеме штриховой линией оксидный конденсатор С2 устанавливают лишь в том случае, если сработавшее реле "жужжит". Емкость конденсатора (несколько микрофарад) выбирают минимальной, достаточной для устранения жужжания.

Схема более совершенного устройства защиты приведена на рис. 3. Оно реагирует не только на отклонение сетевого напряжения от номинального и на "перекос" фаз, но и снабжено датчиком температуры корпуса двигателя.

(нажмите для увеличения)

Три канала контроля за фазным напряжением по схеме идентичны. Поэтому рассмотрим работу только одного из них, контролирующего напряжение фазы А. Цепь R1,R4,VD2,R10,R17,C4 формирует из переменного фазного напряжения пропорциональное ему постоянное. Последнее поступает на входы двух ОУ микросхемы DA3, служащих компараторами. На инвертирующий вход нижнего по схеме компаратора с резистивного делителя R8R12 подано напряжение, задающее порог срабатывания защиты при превышении фазным напряжением допустимого значения. На инвертирующий вход второго (верхнего) компаратора подано напряжение "нижнего" порога (с резистивного делителя R7R11). Выходы компараторов соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ DD1.1. Логический уровень на выходе этого элемента высокий, пока контролируемое фазное напряжение остается в установленных подстроечными резисторами R11 и R12 пределах.

Элемент DD2.1 объединяет выходные сигналы трех каналов контроля. Пока ни один из них не сработал, уровень на выходе этого элемента - низкий. Светодиод HL2 светится, сигнализируя об исправности трехфазной сети. Аналогично элементу DD2.1 действует элемент DD2.2, но на один из его входов дополнительно подан сигнал срабатывания узла контроля температуры. Поэтому транзистор VT1, цепь базы которого подключена к выходу элемента DD2.2 через интегрирующую цепь R22C7 и инвертор DD2.3, открыт лишь при условии, что сеть исправна и температура корпуса электродвигателя ниже допустимой.

В цепь коллектора транзистора VT1 включена обмотка реле К1. Если все в порядке, реле К1 и контактор КМ1 находятся в сработавшем состоянии и электродвигатель подключен к сети. В аварийной ситуации транзистор будет закрыт и разомкнувшиеся контакты реле К1.1 обесточат обмотку пускателя КМ1, который отключит электродвигатель. Упомянутая выше цепь R22C7, задерживая срабатывание защиты на 2...4 с, предотвращает реакцию на кратковременные броски сетевого напряжения.

Датчиком температуры корпуса электродвигателя служит терморезистор RK1. С помощью ОУ DA6 напряжение, падающее на терморезисторе, сравнивают с образцовым, поступающим на инвертирующий вход ОУ с резистивного делителя R9R16. В случае перегрева электродвигателя сопротивление терморезистора и падение напряжения на нем уменьшаются настолько, что высокий логический уровень на выходе DA6 сменяется низким, приводя к гашению светодиода HL1 и к отключению электродвигателя пускателем КМ 1.

Длина проводов, соединяющих терморезистор RK1 с защитным устройством, может достигать 2...3 м. Конденсатор С1 устраняет наведенные на эти провода помехи. Если применен терморезистор с номинальньным сопротивлением, отличающимся от указанного на схеме, необходимо подобрать резистор R15 таким образом, чтобы при нагретом до температуры срабатывания терморезисторе напряжение на инвертирующем входе DA6 не опускалось ниже 2 В. При меньшем значении параметры включенного по приведенной схеме ОУ КР140УД608 заметно ухудшаются. Это же касается напряжения, подаваемого на входы ОУ микросхем DA3-DA5.

Узел питания защитного устройства состоит из понижающего трансформатора Т1, диодного моста VD1, конденсатора фильтра С2 и двух интегральных стабилизаторов - DA1 и DA2. Напряжением 9 В с выхода первого стабилизатора питают микросхемы DA3-DA6, DD1, DD2. Потребляемый ток не превышает 30 мА поэтому теплоотвод микросхеме DA1 не требуется. Из напряжения 5 В, стабилизированного микросхемой DA2, получают образцовые уровни напряжения для установки порогов срабатывания защиты.

Устройство собрано на печатной плате (рис. 4) размерами 80x75 мм из двусторонне фольгированного стеклотекстолита. На ней расположены все элементы, за исключением трансформатора Т1, реле К1 с диодом VD5, подключенным непосредственно к выводам, и, конечно, пускателя КМ1.

(нажмите для увеличения)

Резисторы R1-R3 - МЛТ-0,5, остальные постоянные - С2-23 0,125 Вт или МЛТ-0,125. Подстроечные резисторы R9, R11, R12 -СПЗ-19а. Их можно заменить на другие малогабаритные. Терморезистор - ММТ-4, СТ1 илиТР-4. Оксидные конденсаторы - К50-35 или аналогичные импортные. Вместо транзистора КТ972А подойдут КТ972Б или импортный 2SD1111.

Сдвоенные ОУ КМ140УД20 можно заменить на КР140УД20А, КР140УД20Б, а также на LM358N, КР574УД2А или (изменив печатную плату) на различные модификации одиночных ОУ К140УД6, К140УД7. Замена стабилизатора 7809 - КР142ЕН8А, КР142ЕН8Г

Реле К1 - импортное KR8S фирмы "Elesta". Подойдет и другое с рабочим напряжением не более 24 В и контактами, способными коммутировать напряжение 380 В. Трансформатор Т1 - любой со вторичной обмоткой на напряжение 18...20 В, обеспечивающий ток, необходимый для питания реле.

Налаживание защитного устройства сводится к установке порогов срабатывания компараторов. Временно соединив входы А-С, подают на них относительно цепи N переменное напряжение от регулируемого автотрансформатора. Установив здесь 180 В, поочередно измеряют вольтметром постоянного тока значения напряжения на конденсаторах С4-С6. Если они различаются более чем на 0,1 В, необходимо устранить разброс, подбирая номиналы резисторов R1-R3 или R4-R6.

Вращая движок подстроенного резистора R11, добиваются зажигания светодиода HL2. Если это сделать не удается, измените положение движка подстроенного резистора R12 и повторите попытку. Далее с помощью автотрансформатора повышают до 250 В напряжение на соединенных входах защитного устройства. Светодиод HL2 должен погаснуть. Перемещая движок подстроенного резистора R12, вновь зажигают его. Остается убедиться, что светодиод HL2 светится, пока входное напряжение в пределах 180...250 В, и гаснет, если оно вне этого интервала. При необходимости регулировку повторяют.

Если воспользоваться автотрансформатором не удается, пороги срабатывания защиты можно установить приблизительно. Измеренное высокоомным вольтметром напряжение на движке подстроечного резистора R11 должно быть равно 3,16 В, а на движке R12 - 4,44 В. Приведенные значения справедливы, если сопротивление каждого из резисторов R1-R6, R10, R13, R14, R17-R19 в точности равно указанному на схеме номиналу.

Прежде чем регулировать канал контроля температуры, переводят движок подстроечного резистора R9 в левое по схеме положение. В результате должен зажечься светодиод HL1. Нагрев терморезистор RK1 до необходимой температуры, вращают движок упомянутого резистора, пока не погаснет светодиод. Как только терморезистор немного остынет, светодиод должен зажечься вновь. Если светятся оба светодиода (HL1 и HL2), должны сработать реле К1 и пускатель КМ1.

Автор: И.Коротков, п.Буча Киевской обл., Украина

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Микробы в беличьем колесе 16.01.2007 Нанотехнологи ищут подходящие источники движущей силы для наномеханизмов близкого будущего. Юичи Хирасука из Токийского университета создал мотор, в котором работают бактерии. Бактериальный двигатель состоит из двух частей: кольцевидной бороздки, выгравированной на кремнии, и лежащего на ней звездообразного колесика диаметром 20 микрометров из двуокиси кремния. Под каждым лучом звездочки имеется опущенная в бороздку заслона. По прямой бороздке (видна слева внизу) в это колесо запускают безвредных бактерий Mycoplasma mobile, которые отличаются большой скоростью ползания - почти два сантиметра в час (это действительно очень быстро, так как длина самой бактерии - один микрон). Двигаясь по кольцевой бороздке, бактерии толкают заслонки и крутят колесо со скоростью до 2,5 оборота в минуту. Надо только кормить их глюкозой. Правда, мощность бактериального моторчика в 10 тысяч раз меньше, чем имел бы электромотор таких размеров. Но ученые надеются ее увеличить. Зато, так как бактерии размножаются, двигатель получился саморемонтирующимся.

Другие интересные новости:

▪ Новый способ пастеризации молока

▪ Сигареты и алкоголь приводят к слабоумию

▪ Беспилотные автобусы WEpod

▪ Оплата с помощью улыбки

▪ Самовосстанавливающееся стекло

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Телескоп Хаббл. История изобретения и производства

▪ статья Сколько на Земле разных языков? Подробный ответ

▪ статья Занятия по физическому воспитанию. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электронное управление фазовым регулятором КР1182ПМ1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Расширение тел от нагревания. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025