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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Система искусственного фотосинтеза 28.03.2020 Фотосинтез - это химическая реакция, вызванная солнечным светом, которую зеленые растения и водоросли используют для превращения углекислого газа (CO2) в клеточное топливо. Ученые по всему миру стремятся использовать ее для создания видов топлива, которые могут питать наши дома и транспортные средства. Команде Хайнца Фрея (Heinz Frei) из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли удалось создать технологию, которая очень близка к решению этой задачи. Новая система искусственного фотосинтеза включает в себя "солнечную топливную плитку", которая содержит миллиарды наноразмерных трубок, зажатых между крышками из тонкого, слегка гибкого силиката, с отверстиями для трубок, пронизывающими эти крышки. Каждая крошечная (около 0,5 микрометра в ширину) полая трубка внутри плитки состоит из трех слоев: внутреннего слоя из оксида кобальта, среднего слоя из диоксида кремния и внешнего слоя из диоксида титана. Во внутреннем слое трубки энергия солнечного света, доставляемая оксиду кобальта, расщепляет молекулы воды (в форме влажного воздуха, который проходит через внутреннюю часть каждой трубки), образуя свободные протоны и кислород. Протоны легко протекают через наружный слой и объединяются с диоксидом углерода, в результате чего образуется топливо - монооксид углерода. Топливо собирается в пространстве между трубками и его можно легко слить в отдельную емкость. При этом средний слой стенки трубы удерживает кислород, образующийся в результате окисления воды во внутренней части трубы, и блокирует проникновение двуокиси углерода и образующихся молекул топлива снаружи внутрь, тем самым разделяя две очень несовместимые зоны химической реакции. Дизайн системы имитирует реальные живые фотосинтетические клетки, которые разделяют реакции окисления и восстановления с органическими мембранными компартментами внутри хлоропласта. В настоящее время с помощью новой системы ученые получают топливо в виде монооксида углерода и работают над получением метанола.

Другие интересные новости:

▪ Воспроизведен аромат египетской мумии

▪ Новая комплексная система безопасности для борьбы с киберугрозами

▪ NVIDIA начала самостоятельно собирать некоторые видеокарты

▪ Yamaha Receiver RX-N600

▪ Клетка для углекислого газа

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Истории из жизни радиолюбителей. Подборка статей

▪ статья Пощечина общественному вкусу. Крылатое выражение

▪ статья Когда появилась драма? Подробный ответ

▪ статья Складной механизм велосипеда. Личный транспорт

▪ статья Необычная антенна Isotron. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания с защитой от перегрузок и короткого замыкания из простых деталей прошлых лет. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026