Вопросы защиты трехфазных электродвигателей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

В литературе уже рассматривались вопросы защиты асинхронных трехфазных электродвигателей, но в основном это защита от пропадания фазы [1, 2]. Реже можно встретить защиту электродвигателя от так называемого перекоса фаз, т.е. когда напряжение в одной или сразу в двух фазах по какой-либо причине уменьшается (или увеличивается) до недопустимого значения.

В таких случаях защита от пропадания фазы обычно не срабатывает, так как напряжение в фазе остается, но на двигатель понижение напряжения в фазе до 150...160 В оказывает плачевный результат: через некоторое время двигатель перегревается и сгорает. То же самое можно сказать и о повышении напряжения. Обмотка, рассчитанная на 220 В, не очень хорошо переносит повышение напряжения свыше 250 В.

Эта проблема особенно актуальна в тех случаях, когда двигатели работают в отсутствии человека (например, водяные насосы, лифты и др.), а так же в сельской местности, где качество электрических сетей оставляет желать лучшего. Еще актуальным является вопрос контроля за температурой самого электродвигателя, так как существует много причин, вследствие которых двигатель может перегреться.

Например, возрастание нагрузки на валу или заклинивание. В конце концов, в наше сложное время, приходится сталкиваться со случаями установки двигателя, мощность которого недостаточна для данного оборудования, ввиду отсутствия электродвигателя необходимой мощности. В этих случаях защита от перегрева оказывает положительный результат.

Биметаллические тепловые реле, установленные в пускателях, часто не срабатывают тогда, когда это необходимо. Поэтому, учитывая вышеизложенное, предлагаю еще раз рассмотреть некоторые способы защиты электродвигателей.

Самый простой способ - это установка двух реле с обмотками на 220 В (рис.1).

Такая защита знакома многим электрикам и помогает защитить двигатель от пропадания фазы. Обмотка пускателя включается через нормально разомкнутые контакты реле К1 и К2. Таким образом, при отсутствии любой из фаз пускатель размыкается. В [1] описывается устройство, на мой взгляд, слишком сложное для той функции, которую оно выполняет. Схема, показанная на рис.1, вполне способна почти полностью заменить его. Если используется пускатель с обмоткой на 380 В, то нужно верхний по схеме контакт реле К1 отсоединить от земляного провода и подсоединить к фазе А или фазе В.

При отсутствии реле с обмотками на 220 В можно воспользоваться реле на 12...24 В, а также добавить в схему индикацию пропадания фазы. Такая схема показана на рис.2.

(нажмите для увеличения)

Индикаторы в ряде случаев позволяют быстрее заметить обрыв фазы и облегчить устранение неисправности. Эта схема позволяет использовать широкий выбор реле. Достаточно только подобрать конденсаторы С2, С4 с таким расчетом, чтобы получить на обмотке используемого реле необходимое напряжение. Обычно емкость конденсаторов выбирается в пределах 0,47...1,5 мкФ. На схеме, показанной на рис.2, указана емкость конденсаторов С2, С4 при использовании реле К1 и К2 типа РСЧ-52, паспорт РС4.52 3.205 с сопротивлением обмотки 220 Ом.

Светодиоды в схеме можно взять типа АЛ307 или любые другие, нормально светящиеся при токе 5...10 мА. Диодный мост VD1, VD2 можно использовать любой на напряжение выше 200 В и допустимым током, требуемым для примененного типа реле. Конденсаторы типа К7317, резисторы типа МЛТ-0,125.

Вышеприведенные схемы защиты от обрыва фаз просты и надежны в работе, для их сборки не требуется высокая квалификация, однако они не защищают электродвигатели от перекоса фаз.

На рис.3 показана схема устройства защиты трехфазных двигателей от перекоса фазы, обрыва фазы, включает в себя контроль за температурой двигателя при помощи термодатчика, закрепленного на корпусе двигателя.

(нажмите для увеличения)

Устройство состоит из трех каналов, каждый из которых контролирует напряжение в соответствующей ему фазе, и канала контроля за температурой на корпусе двигателя. Выходы всех каналов объединяются при помощи схемы "И-НЕ" и поступают на исполнительное устройство. Все три канала контроля за уровнем напряжения фаз аналогичны и состоят из цепи формирования контролируемого напряжения, двух компараторов и элемента объединения "ИЛИ-НЕ".

Рассмотрим работу одного из каналов, контролирующего напряжение в фазе А. Напряжение фазы понижается и выпрямляется до 3,5...4 В цепью R15, R16, VD2, R1, R2, С2. В итоге на положительном выводе конденсатора С2 получается напряжение, прямо пропорциональное напряжению в контролируемой фазе. Это напряжение поступает на входы компараторов DА1, выполненных на сдвоенном ОУ КР140УД20, причем один из входов инвертирующий, а второй неинвертирующий. На соответствующие вторые входы ОУ подано образцовое напряжение, снимаемое с резисторов КР1 и КР2. При этом на неинвертирующий вход DА1 (вывод 2) подается образцовое напряжение, которое соответствует минимальному напряжению на конденсаторе С2, а на инвертирующий вход ОА1 (вывод 7) подано образцовое напряжение, соответствующее максимальному напряжению на конденсаторе С2.

В результате на выводах 10 и 12 ОУ DА1 будет низкий уровень, если напряжение на конденсаторе С2 находится в пределах, установленных потенциометрами КР1, КР2, а на выходе ячейки "ИЛИ-НЕ" DD1.1 будет соответственно высокий уровень. Как только напряжение выйдет за эти пределы, один из компараторов переключится и на его выходе установится уровень единицы, что приведет к изменению уровня на выходе DD1.1 на низкий. Все три выхода каналов контроля напряжения поступают на объединяющую ячейку DD2.1. Сюда же поступает уровень единицы с компаратора, выполненного на ОУ DА6, который контролирует температуру датчика RТ1.

При нагревании терморезистора RТ1 его сопротивление уменьшается и соответственно уменьшается напряжение на выводе 3 DА6. Это приводит к изменению уровня на выходе DА6 на уровень нуля при достижении входным напряжением на неинвертирующем входе ОУ уровня, выставленного потенциометром RР2 на инвертирующем входе DА6. Конденсатор С5 сглаживает помехи, которые могут возникать на проводе, идущем от термодатчика, так как его длина обычно 2...З м.

Сопротивление терморезистора может отличаться от указанного в схеме. Необходимо только проконтролировать, чтобы напряжение в точке соединения RТ1, R9 при нагретом терморезисторе было выше 2 В, так как компаратор на ОУ при однополярном питании и входном напряжении ниже 1,5 В работает нестабильно. Это же касается и напряжений на конденсаторах С2-С4, которые поступают на ОУ DА1-DАЗ, а также образцового напряжения на движке резистора RР1. Минимальное их значение не должно уста навливаться ниже 2 В.

Изменение состояния любого из компараторов, контролирующих напряжение, или компаратора, контролирующего температуру, индицируют соответственно светодиоды HL1 и HL2.

С выхода ячейки DD1.1 через сглаживающую цепочку С7, R21 и DD2.3, инвертирующую его, сигнал поступает на транзистор VТ1, нагруженный на реле К1.

Сглаживающая цепочка устраняет возможное дребезжание реле при коротких бросках в одной из фаз, неопасных для двигателя, а также дает задержку срабатывания защиты около 2...4 секунд. При необходимости это время можно увеличить, увеличив соответственно емкость конденсатора С7. Контакты реле, замыкаясь, подают напряжение на пускатель.

Схема позволяет использовать пускатель любой величины и с напряжением обмотки не только 380 В, но и 220 В. Для этого достаточно верхний по схеме вывод обмотки пускателя подсоединить не к фазному проводу, а к земляному.

Питается устройство стабилизированным напряжением 9 В, полученным при помощи стабилизатора DА5.

Образцовое напряжение, которое подается на потенциометры RР1, RР2 и резисторы R9, R10, снимается со стабилизатора DА4. Максимальный ток, потребляемый схемой при разомкнутом реле К1, не превышает 30 мА, поэтому радиатор для стабилизатора DА5 не требуется. В качестве трансформатора ТR1 можно использовать практически любой трансформатор с вторичной обмоткой на напряжение 18...20 В и способный обеспечить ток для питания используемого реле.

На рис.4 показана печатная плата устройства. Она выполнена на двустороннем фольгированном стеклотекстолите. На плате расположены все элементы с рис.3, кроме трансформатора ТК1, реле К1, диода VD5 (подпаивается непосредственно к выводам реле) и, конечно же, пускателя К2.

Детали. Резисторы, примененные в схеме, могут быть типа С2-23 или МЛТ-0,125, кроме R15, R17, R19. Последние должны быть мощностью 0,5 Вт. Желательно подобрать резисторы R1-R6, R15-R20 в каждый канал с минимальным разбросом по каналам. Так как образцовое напряжение поступает параллельно на все три канала, то при большом разбросе этих сопротивлений будет и большой разброс в уровнях срабатывания компараторов. Примененные подстроечные резисторы типа СПЗ-19АВ можно заменить резисторами типов СП516ВВ, СП5-16ВА. Электролитические конденсаторы, используемые в схеме, типа К50-35, но лучше использовать импортные конденсаторы типа К10-17. Транзистор 2SD1111 можно заменить отечественным КТ972 с любым буквенным индексом. ОУ КР140УД20 можно заменить LМ358N, КР574УД2А или одинарными КР140УД6, УД7 (при условии изменения печатной платы). Терморезистор можно использовать практически любого типа, например ММТ-4, СТ1, ТР-4. В качестве ВА5 можно использовать стабилизатор КР142ЕН8А, Б, Г, Д. Реле К1 я использовал импортное (Elesta КR8S), но можно использовать любое другое с обмоткой на 24 B и контактами, способными коммутировать напряжение 380 В.

Налаживание устройства несложное и заключается в основном в установке пределов срабатывания компараторов. Для этого можно временно соединить все три входа устройства и через автотрансформатор относительно "земли" подать на них напряжение. Вначале на автотрансформаторе устанавливают напряжение 180 В и при помощи вольтметра с входным сопротивлением не менее 1 МОм замеряют напряжение на положительных выводах конденсаторов С2-С4. Оно должно быть практически одинаковым. Если оно отличается более чем на 0,1 В, то необходимо при помощи незначительного изменения сопротивления резисто ров, например, R4, R6 приравнять напряжения на конденсаторах С3, С4 к напряжению на конденсаторе С2. Далее подключают вольтметр к движку потенциометра RР1 и устанавливают на нем такое же напряжение, как на конденсаторах С2-С4. Затем на автотрансформаторе устанавливают напряжение 250 В, замеряют напряжение на конденсаторах С2-С4 и устанавливают на движке RР2 такое же. После этого устанавливают на автотрансформаторе напряжение 220 В, при этом должен засветиться светодиод НL1.

Далее нужно настроить термодатчик. Для этого движок потенциометра RР2 устанавливают в верхнее по схеме положение, нагревают терморезистор до необходимой температуры и, вращая движок потенциометра, добиваются погасания светодиода НL2. Как только терморезистор немного остынет, НL2 вновь должен засветиться. При свечении обоих светодиодов должно срабатывать реле К1. В конце настройки проверяют срабатывание защиты по каждому каналу в отдельности. Для этого подсоединяют устройство к трехфазной сети в соответствии со схемой и включают автотрансформатор поочередно в цепь каждого канала. Уменьшая и увеличивая напряжение на автотрансформаторе, контролируют погасание светодиода НL1 при достижении входным напряжением выставленных границ. На этом настройка закончена.

При отсутствии автотрансформатора настройку каналов контроля напряжения можно выполнить, используя таблицу, при условии, что номиналы резисторов R1-R6, R15-R20 соответствуют номиналам, указанным в схеме на рис.3. Для этого на движках потенциометров RР1, RР2 устанавливают напряжения минимального и максимального уровней срабатывания компараторов, выбранных из данной таблице.

Если в использовании датчика термозащиты нет необходимости, то можно не подсоединять к схеме терморезистор. При этом на выходе DА6 все время будет высокий уровень, и устройство будет полностью работоспособно.

Литература:

1. Коломойцев К.В. и др. Устройство защиты трехфазного двигателя от обрыва фазы//Электрик. - 2002. - №11. C.2-4.
2. Коротков И.А. Индикатор наличия фаз//Электрик. - 2002. - №11. - C.12-13.

Автор: И.А. Коротков

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Часы Casio G-Shock GBX-H5600KI-5 06.09.2026

Casio представила новую модель часов G-Shock GBX-H5600KI-5, которая сочетает характерную для серии механическую прочность с возможностями, свойственными современным спортивным часам. Новинка создана на базе G-LIDE GBX-H5600 в сотрудничестве с профессиональным серфером Каноа Игараси. Часы оснащены оптическим датчиком сердечного ритма и акселерометром, а обработку собранных данных обеспечивают алгоритмы Polar. Благодаря этому устройство способно оценивать тренировочную нагрузку, восстановление во время сна и другие спортивные показатели. Кроме того, часы определяют уровень насыщения крови кислородом, хотя Casio отдельно подчеркивает, что данная функция не предназначена для медицинской диагностики. Важной особенностью GBX-H5600KI-5 остается продолжительное время автономной работы. При активном использовании пульсометра и спортивных функций часы способны работать около 35 часов, тогда как в обычном режиме без постоянного измерения пульса этот показатель достигает примерно одного меся ...>>

Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов 05.09.2026

Яркие цвета окружают человека повсюду - от лакокрасочных покрытий и тканей до косметики и декоративных материалов. Однако многие привычные красители постепенно разрушаются под воздействием солнечного света, из-за чего поверхность теряет первоначальную насыщенность. Кроме того, некоторые синтетические пигменты содержат токсичные соединения и тяжелые металлы. Исследователи Северо-Восточного университета предложили альтернативный подход, вдохновленный природой, где насыщенные и устойчивые цвета формируются не за счет химических красителей, а благодаря микроскопической структуре материала. Именно такой механизм отвечает за характерное сияние опалов, переливы павлиньих перьев и яркие оттенки крыльев некоторых бабочек. В данном случае цвет возникает не потому, что вещество поглощает определенные длины волн света, а благодаря взаимодействию света с особым расположением мельчайших кристаллов. Они преломляют и отражают свет, вызывая интерференционные эффекты, в результате чего формируются на ...>>

Случайная новость из Архива Специальный медиа-контент для зрителей, зависимых от гаджетов 18.12.2024 В эпоху цифрового потребления контента компании вынуждены учитывать особенности поведения зрителей, и Netflix не стал исключением. Одной из новых стратегий стримингового гиганта стало адаптирование фильмов и сериалов под аудиторию, склонную смотреть контент фоном, отвлекаясь на свои смартфоны. Это решение вызывает противоречивую реакцию в профессиональном сообществе, однако отражает реалии современного медиапотребления. Руководство Netflix призвало сценаристов пересмотреть подход к созданию диалогов и повествования. Теперь сценарии все чаще включают в себя реплики, которые детально объясняют происходящее на экране. Это делается для того, чтобы зрители, занятые параллельно другими делами, могли не упустить сюжетных линий. Примером такой практики стала сцена из популярного фильма Netflix "Ирландское чудо" с Линдси Лохан, где героиня подробно рассказывает о событиях дня. Этот подход противоречит классическому правилу "показывай, а не рассказывай", которое исторически являлось одним из основополагающих принципов кинематографии. Многие сценаристы выразили недовольство новыми требованиями, поскольку они ограничивают творческую свободу и ставят под сомнение глубину повествования. Однако Netflix, руководствуясь своими исследованиями, утверждает, что такая адаптация помогает удерживать внимание зрителей, даже если они полностью не сосредоточены на экране. Стриминговый сервис известен своей системой классификации контента, включающей тысячи микрожанров. Одной из таких категорий стали так называемые фильмы и сериалы для "нехитрого просмотра", которые легко воспринимаются в условиях частичного внимания. Это своего рода признание того, что современный зритель все чаще предпочитает совмещать просмотр контента с использованием смартфона или выполнением других задач. Несмотря на новую стратегию, вызвавшую дискуссии, Netflix остается домом для разнообразных проектов. В прошлом компания радовала зрителей сложными и глубокими фильмами, такими как "Рома" Альфонсо Куарона и "Ирландец" Мартина Скорсезе. Однако современные тенденции медиапотребления требуют гибкости, и компания пытается балансировать между качественным искусством и популярным контентом. Подобная трансформация подчеркивает изменения, происходящие в индустрии развлечений. В эпоху отвлеченного внимания стриминговые платформы ищут способы адаптироваться к новым привычкам аудитории. Хотя это вызывает споры среди профессионалов, подход Netflix демонстрирует, что успешные компании вынуждены учитывать запросы своих зрителей, даже если это идет вразрез с классическими принципами киноискусства. Таким образом, Netflix стремится сохранить свою позицию лидера, предлагая разнообразный контент, который подходит как для вдумчивого, так и для фрагментарного просмотра. Вопрос лишь в том, удастся ли компании удержать баланс между массовым потреблением и высокими стандартами кинематографии.

Другие интересные новости:

▪ Компактный кулер ID-COOLING IS-40v3

▪ Универсальный кард-ридер

▪ Плазма со сверхбыстрым механизмом охлаждения

▪ Кони предпочитают не общаться с людьми

▪ Подводный вулкан

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Булыжник - оружие пролетариата. Крылатое выражение

▪ статья Где и когда можно было посмотреть Ромео и Джульетту с хеппи-эндом? Подробный ответ

▪ статья Слесарь-ремонтник флотатора. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Велосипедная электростанция. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Актуальная защита электронных схем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026