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:

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Мини-ПК GMKtec Evo-X5 Pro 09.10.2026

Компания GMKtec представила Evo-X5 Pro, оснащенный топовым процессором AMD Ryzen AI Max+ Pro 495 из семейства Gorgon Halo и впечатляющим объемом оперативной памяти - 192 ГБ LPDDR5X-8533. Главная особенность компьютера - используемый процессор. Ryzen AI Max+ Pro 495 является самой мощной моделью в линейке Ryzen AI Max+ 400, известной под кодовым названием Gorgon Halo. В отличие от серии Ryzen AI 400, или Gorgon Point, где применяется комбинация крупных ядер Zen 5 и компактных Zen 5c, Gorgon Halo полностью отказался от Zen 5c. Все 16 ядер Ryzen AI Max+ Pro 495 относятся к архитектуре Zen 5, благодаря чему процессор способен одновременно обрабатывать до 32 потоков. По своим характеристикам чип предлагает базовую частоту 3,1 ГГц и способен разгоняться до 5,2 ГГц в режиме Boost. Объем кеш-памяти третьего уровня составляет 64 МБ. Фактически Ryzen AI Max+ Pro 495 можно рассматривать как мобильный аналог Ryzen 9 9950X, но с существенно меньшим энергопотреблением. Именно сочетание высокой ...>>

Плоская Вселенная не обязательно бесконечна 08.10.2026

Как устроено пространство Вселенной - один из фундаментальных вопросов современной космологии. На первый взгляд может показаться, что если пространство не имеет заметной кривизны, то оно должно простираться бесконечно во всех направлениях. Однако геометрия и топология пространства - не одно и то же, поэтому плоская Вселенная вовсе не обязана быть бесконечной. Новые результаты американских ученых позволяют увереннее говорить о геометрии космоса, но одновременно показывают, почему вопрос о его истинных размерах остается открытым. Ключом к определению геометрии Вселенной стал космический микроволновый фон (CMB) - излучение, сохранившееся с ранних этапов ее развития. Оно представляет собой своеобразный космический снимок очень молодой Вселенной, а распределение температуры в этом излучении содержит информацию о свойствах пространства, через которое свет распространялся на протяжении миллиардов лет. Анализируя характерные особенности CMB, исследователи могут проверять, соответствует ли н ...>>

Случайная новость из Архива Новые тракторы Deutz-Fahr 4E 04.08.2024 Компания Deutz-Fahr анонсировала новую серию тракторов 4E, включающую четыре модели мощностью от 66 до 102 лошадиных сил. Новая линейка тракторов оснащена передовыми технологиями, обеспечивающими удобство и эффективность в эксплуатации. Для новых моделей 4E с PowerShuttle предлагаются два варианта трансмиссии: 15+15 передач или 30+30 передач с двухступенчатым Powershift. Обе конфигурации позволяют тракторам развивать максимальную скорость 40 км/ч. При установке шин максимального размера эта скорость достигается при оборотах двигателя 1800 об/мин, что способствует экономии топлива и снижению износа двигателя. Технология PowerShuttle объединяет несколько функций, значительно упрощающих управление трактором. Senseclutch позволяет регулировать плавность смены направления движения в пять шагов, что повышает комфорт и точность управления. Функция ComfortClutch дает возможность переключать передачи без использования педали сцепления благодаря кнопке на рычаге коробки передач. Кроме того, функция Stop&Go позволяет водителю остановить и снова начать движение трактора, используя только педаль тормоза, что особенно полезно при работе с фронтальным погрузчиком. Опционально доступен гидравлический насос с подачей 56 литров в минуту, что обеспечивает работу трех механических клапанов двойного действия, расположенных в задней части трактора. Это позволяет задней навеске поднимать грузы весом до 3500 кг. Механическое подъемное устройство можно легко приподнимать или опускать одним нажатием кнопки, что делает работу с навесным оборудованием еще более удобной и эффективной. Новая серия тракторов Deutz-Fahr 4E сочетает в себе передовые технологии и высокую производительность, предлагая пользователям гибкость и комфорт в эксплуатации. Благодаря множеству функций, таких как PowerShuttle, Senseclutch, ComfortClutch и Stop&Go, а также мощной гидравлической системе, эти тракторы способны справиться с самыми разнообразными задачами на сельскохозяйственных и строительных работах.

Другие интересные новости:

▪ Птичка вылетает и помогает поймать грабителя

▪ Аквариумные рыбки для космонавтов

▪ Квантовая телепортация в обычном интернет-кабеле

▪ Ветряки - в утиль

▪ Обнаружен новый вид черных дыр

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Индикаторы, датчики, детекторы. Подборка статей

▪ статья Кто не с нами, тот против нас. Крылатое выражение

▪ статья Стоит ли верить столетнему календарю? Подробный ответ

▪ статья Логист регионального склада. Должностная инструкция

▪ статья Тренажер снайпера на базе лазерной указки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Генератор испытательных сигналов для испытания УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026