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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Армейские очки ночного видения ENVG-B 05.05.2021 Новая разработка американских военных, прибор ночного видения ENVG-B сочетает в себе компьютерное зрение, трубки с белым люминофором и бинокулярную конструкцию. Очками можно пользоваться днем в тумане и дыму, а изображение через них необычайно четкое, яркое и близкое к реальному. Традиционные приборы ночного видения представляют собой монокуляр с трубкой с зеленым люминофором. Четкость изображения у этих приборов такова, что наблюдателю многое приходится додумывать самостоятельно, что крайне нежелательно в боевых и экстремальных условиях. Поэтому по заказу военных были разработаны новые приборы ночного видения, которые не только повысили четкость изображения, но также привнесли в устройство бинокулярное зрение, что позволяет намного лучше ориентироваться в обстановке и лучше оценивать расстояние до цели. Прибор ENVG-B использует трубки с белым люминофором, что приближает цвета на изображении к реальным, а также компьютерную систему, которая прорисовывает контур объектов наблюдения. Все вместе создает картинку, в которой все или почти все понятно. Новая разработка также легче традиционных приборов ночного видения, но все же тяжелее обычных биноклей (вес ENVG-B - около 900 г), поэтому крепится к шлему бойца и может откидываться назад. В перспективе военные США стремятся получить очки ночного видения в формате солнцезащитных очков.

Другие интересные новости:

▪ SSD-накопители ADATA SR1010

▪ Реактив на взрывчатку

▪ Сонные коровы дают снотворное молоко

▪ Космический спутник поможет в борьбе с засухой

▪ Самая маленькая лодка

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детекторы напряженности поля. Подборка статей

▪ статья Клочок бумаги. Крылатое выражение

▪ статья Как действует эфир? Подробный ответ

▪ статья Коровий горох. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Простое твердое и жидкое мыло. Простые рецепты и советы

▪ статья Стабилизированный блок питания ноутбука. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025