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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Сохранение свойства прозрачных электродов при нагревании 07.12.2020 Способ термообработки, позволяющий избежать ухудшения электрических свойств прозрачного электрода из оксида индия и олова, нашла международная группа исследователей. При практическом применении прозрачных электродов в электронике происходит термообработка материала при температурах около 400°С. Ученые искали способы обработки, позволяющие максимально сохранить электрические и оптические свойства материала. Исследователи подвергали легированный оловом оксид индия (ITO) обработке при температурах в интервале 200-400°C при различных атмосферах отжига - кислороде, азоте и углекислом газе. После обработки оценивались структурные, оптические и электрические свойства проводника. Образцы, обработанные как кислородом, так и азотом, демонстрируют ухудшение структурных, оптических и проводящих свойств ITO, в то время как атмосфера двуокиси углерода препятствует разложению ITO при 400°C.

Другие интересные новости:

▪ ИК-сеть вместо Wi-Fi

▪ Грипп сначала появляется в Интернете

▪ Турбина с другого конца света

▪ Обнаружен новый тип магнита

▪ Велосипед, завязанный узлом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Трехколесная мототележка. Чертеж, описание

▪ статья Как появились словари? Подробный ответ

▪ статья Облицовщик-плиточник. Должностная инструкция

▪ статья Телемеханика для коммутации нагрузок по телефону. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электризация нитки. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025