Защита трехфазных двигателей от несимметричных режимов работы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания

 Комментарии к статье

В литературе [1,2] дано описание несложных схем защиты электродвигателей (ЭД) с помощью токового реле, которое включено между нулевой точкой двигателя и нейтралью сети.

Но эти схемы не являются новыми среди устройств защиты ЭД и уже неоднократно рассматривались на страницах журналов, например, в [3]. Одним из недостатков этих схем является то, что они требуют доступа к нулевой точке обмоток ЭД, т.е. двигатель должен иметь шесть выводов. Поскольку ЭД серии 4А мощностью 0,06...0,37 и 0,55...11 кВт имеют только три вывода (С1, С2, С3) при соединении обмоток звездой или треугольником [4], то область использования предложенных схем защиты ограничена. Кроме того, схемы не имеют задержки во времени на срабатывание защиты.

(нажмите для увеличения)

Схема защиты ЭД (см. рисунок) свободна от указанных недостатков. Искусственная нейтраль создается с помощью трех конденсаторов С1...С3 емкостью 0,01...0,033 мкФ с напряжением 400...600 В, которые подключены к входным клеммам ЭД или к выходным клеммам магнитного пускателя (контактора).

Резисторы R3, R4 используются как делитель напряжения. Потенциометром R4 можно регулировать уставку срабатывания защиты. Диод VD3 и конденсатор фильтра С4 выполняют функцию однополупериодного выпрямителя, с выходом которого соединены балластный резистор R5 и стабилитрон VD4, предназначенные для параметрической стабилизации напряжения.

Транзистор VT1 выполняет функцию усиления напряжения смещения при несимметричных режимах работы ЭД. Он питается от параметрического стабилизатора напряжения на балластном резисторе R8 и стабилитроне VD5, который вместе с накопительным конденсатором С5 обеспечивает необходимое напряжение питания усилителя при обрыве любой фазы питающей сети. Защита перехода база-эмиттер транзистора VT1 от повышенного напряжения смещения нейтрали осуществляется стабилитроном VD4.

Стабилизатор напряжения транзисторного усилителя питается от двухфазного выпрямителя, собранного на диодах VD1, VD2, которые подключены к фазам А и В сети питания ЭД через резисторы R1, R2 и предохранители .U. Резисторы R1 и R2 облегчают режим работы диодов VD1, VD2 и повышают их надежность. К двухфазному выпрямителю через тиристорный ключ VS1 подключено электромагнитное реле К1 (исполнительный элемент).

Контакты реле К1.1 введены в цепь катушки магнитного пускателя КМ последовательно с блокирующими контактами КМ1.1. Диод VD6, включенный параллельно с катушкой К1, облегчает работу реле К1 и защищает тиристор VS1 от ЭДС самоиндукции, которая наводится в цепи реле при его отключении. Катушка магнитного пускателя КМ через кнопки "Стоп" и "Пуск" подключается к фазам А и С сети питания ЭД для повышения надежности работы диодов VD1, VD2 выпрямителя.

Устройство защиты ЭД от несимметричных режимов работает следующим образом. Допустим, что напряжение присутствует на всех трех фазах сети питания ЭД. Во время пуска ЭД при нажатии кнопки "Пуск" трехфазное напряжение питания подается на конденсаторы С1...С3 искусственной нейтрали. При этом напряжение смещения между искусственной и заземленной нейтралью отсутствует, напряжение на резисторе R4 практически равно нулю, транзистор VT1 и тиристор VS1 остаются закрытыми, реле К1 обесточено, а его контакты К1.1. в цепи катушки магнитного пускателя КМ остаются замкнутыми, что обеспечивает блокирование кнопки "Пуск" после запуска ЭД. Одновременно через резистор R8 заряжается конденсатор С5 до напряжения стабилизации стабилитрона VD5, что обеспечивает готовность схемы защиты к работе. Поскольку элементы схемы VT1, VS1 и реле К1 обесточены, а сопротивление резистора R8 достаточно велико и составляет 51 кОм, то во время работы ЭД практически не потребляет энергии.

При обрыве одной из фаз сети питания ЭД или нарушении симметрии линейных напряжений между искусственной нейтралью конденсаторов С1...С3 и заземленной нейтралью трехфазной сети возникает напряжение смещения нейтрали, часть которого снимается с потенциометра R4, выпрямляется диодом VD3, стабилизируется параметрическим стабилизатором и подается на базу транзистора VT1. При этом транзистор VT1 и тиристор VS1 открываются, срабатывает реле К1 и размыкает свои контакты К1.1 в цепи управления ЭД, катушка магнитного пускателя (контактора) обесточивается, и ЭД отключается от сети питания линейными контактами К. После размыкания линейных контактов магнитного пускателя напряжение смещения нейтрали становится практически равным нулю, транзистор VT1 и тиристор VS1 закрываются, реле К1 обесточивается и возвращается к дежурному режиму.

Устройство обеспечивает также блокирование пуска ЭД при обрыве одной из фаз или недопустимом значении несимметрии напряжений трехфазной сети.

С помощью конденсатора С4 осуществляется задержка времени срабатывания устройства при неодновременном замыкании линейных контактов магнитного пускателя (контактора) КМ, а также в случае несимметричных коротких замыканий в электросети. Для повышения надежности работы схемы уставка срабатывания защиты от несимметричных режимов выставляется для режима нерабочего хода ЭД потенциометром R4.

Детали. В устройстве используются резисторы типа МЛТ, переменный резистор типа СП3-16а или СП5-2, диоды VD1, VD2 серии Д211 на 600 В можно заменить на КД105В,Г. Вместо стабистора VD4 типа КС119А с напряжением стабилизации 1,9 В можно использовать стабистор КС107А (2С107А на 0,7 В) и КС113А (2С113А на 1,3 В), соединив их последовательно. Стабилитрон VD5 типа Д814А с напряжением стабилизации 7...8,5 В можно заменить на два последовательно соединенных стабилитрона типа КС139А. Диод VD6 серии Д226Б или КД105 с любым буквенным индексом.

Тиристор VS1 типа КУ202Н можно заменить на КУ202М, КУ202Л, КУ202К, КУ201Л или унифицированный типа ТИ2-10 класса 4, который имеет корпус практически идентичный корпусу диода КД202. Транзистор VT1 (n-p-n) типа КТ315 с любым буквенным индексом, его можно заменить германиевым типа МП38 или МП37 с коэффициентом усиления по току 20...30. Конденсаторы С1...С3 типа МБМ или керамические с одинаковым отклонением от номинала. Электролитические конденсаторы С4 и С5 - типа К50-6 на напряжение 10 В. Реле К1 малогабаритное типа РП-21 на напряжение 220 В переменного тока.

Элементы схемы защиты ЭД смонтированы на печатной плате, которая размещена в корпусе промежуточного реле типа РП-24 или РП-25 и подключена к схеме ЭД входными клеммами 1...8.

Устройство опробовано в лабораторных и производственных условиях. Его практическое использование даст возможность значительно повысить надежность работы ЭД во время эксплуатации.

Литература:

1. Семенов И. Все фазы стекаются в ноль//Радиолюбитель. - 2000. - №9. - С.14.
2. Семенов И.П. Токовое реле//Радіоаматор-Электрик. - 2001. - №5. С.21.
3. В помощь радиолюбителю: Вып.19. - М.: ДОСААФ, 1964. - 80с.
4. Стоколов В.Е., Усышкин Г.С. и др. Электрооборудование кузнечно-прессовых машин: Справ. 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1981. - 304с.

Авторы: К.В.Коломойцев, Ю.Ф.Романюк, Р.М.Коломойцева

Смотрите другие статьи раздела Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания.

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 Гибкий гидрогель для лечения ран 20.09.2012 Команда экспертов в области механики, материаловедения и тканевой инженерии в Гарварде создала чрезвычайно эластичный и прочный гель, который можно использовать в различных медицинских операциях, например, при замене поврежденного хряща в суставах человека. Основным ингредиентом нового материала является вода, поэтому его и называют гидрогелем. Это гибрид двух непрочных гелей, которые вместе создают особенный и очень полезный материал. Например, новый гидрогель можно растянуть до размеров, в 21 раз превышающих его изначальную длину. Кроме того, он биосовместим (не отторгается живыми тканями человеческого организма), может самовосстанавливаться и имеет массу других ценных качеств, которые открывают новые возможности в области медицины и тканевой инженерии. Обычно гидрогели очень непрочные и легко разрушаются - представьте себе ложку, которая легко рвет желе. Однако биосовместимые гели на водной основе очень нужны в ряде очень сложных операций, таких как создание искусственные хрящей или межпозвоночных дисков. Но чтобы работать в суставах, гидрогель должен быть очень прочным и сжиматься/разжиматься большое количество раз без потери своих свойств. Чтобы создать такой гидрогель, ученые объединили два полимера: полиакриламид, который используется в контактных линзах и в качестве гель-электрофореза для отделения фрагментов ДНК, и второй компонент - альгинат. Это экстракт водорослей, который часто используется для загущения пищи. Отдельно эти гели непрочные, например, альгинат можно растянуть только в 1,2 раза в длину, после чего он рвется. Однако соединение двух полимеров образует сложную сеть связанных цепей, которые усиливают друг друга. При этом альгинатная часть геля состоит из полимерных цепей, которые образуют слабые ионные связи друг с другом, и когда гель растягивается, некоторые из этих связей разрываются. В результате гель слегка расширяется, но полимерные цепи остаются нетронутыми. В свою очередь, полиакриламид образует цепи с сетчатой структурой, которые очень прочно связаны с альгинатными цепями. Поэтому если гель получает крошечные трещины в процессе растяжения, полиакриламидная сеть помогает распространять тяговое усилие на большую площадь, "дергая" ионные связи альгината и обрывая их в разных местах. Эксперименты показали, что новый гидрогель, даже с огромной трещиной, все еще может растянуться в длину до 17 раз большую, в сравнении с исходной длиной. Помимо создания искусственных хрящей, новый гидрогель можно использовать для "мягких" роботов, в оптике, искусственных мышцах, в качестве жесткого "бинта" для ран и т.д.

Другие интересные новости:

▪ 2000 атомов в двух местах одновременно

▪ Прикладные процессоры с модулем высокоскоростной беспроводной локальной сети и флэш-памятью NAND

▪ Общение со спящими

▪ Съедобный хлопок

▪ 64-слойная флэш-память V-NAND и SSD

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Покупать кота в мешке. Крылатое выражение

▪ статья Как египтяне научились сохранять мумии? Подробный ответ

▪ статья Электромонтажник судовой. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Регулятор сетевого напряжения 0-218 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения, 12/220 вольт 100 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026