Protezione dei motori trifase da modalità di funzionamento asimmetriche. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Protezione delle apparecchiature dal funzionamento di emergenza della rete, gruppi di continuità

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La letteratura [1,2] descrive semplici schemi per proteggere i motori elettrici (EM) utilizzando un relè di corrente, che è collegato tra il punto zero del motore e il neutro della rete.

Ma questi schemi non sono nuovi tra i dispositivi di protezione ED e sono già stati discussi più volte sulle pagine delle riviste, ad esempio in [3]. Uno degli svantaggi di questi circuiti è che richiedono l'accesso al punto zero degli avvolgimenti EM, cioè il motore deve avere sei cavi. Poiché la serie ED 4A con una potenza di 0,06...0,37 e 0,55...11 kW ha solo tre terminali (C1, C2, C3) quando si collegano gli avvolgimenti con una stella o un triangolo [4], l'area di ​​uso limitato dei circuiti di protezione proposti. Inoltre, i circuiti non hanno un ritardo temporale per l'intervento della protezione.

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Il circuito di protezione ED (vedi figura) è esente da questi inconvenienti. Un neutro artificiale viene creato utilizzando tre condensatori C1...C3 con una capacità di 0,01...0,033 μF con una tensione di 400...600 V, che sono collegati ai terminali di ingresso dell'EM o ai terminali di uscita del l'avviatore magnetico (contattore).

I resistori R3, R4 sono usati come divisore di tensione. Il potenziometro R4 può essere utilizzato per regolare l'impostazione della risposta della protezione. Il diodo VD3 e il condensatore di filtro C4 svolgono la funzione di un raddrizzatore a semionda, all'uscita del quale sono collegati un resistore di zavorra R5 e un diodo zener VD4, destinato alla stabilizzazione parametrica della tensione.

Il transistor VT1 svolge la funzione di amplificare la tensione di polarizzazione nelle modalità di funzionamento asimmetriche del motore. È alimentato da uno stabilizzatore di tensione parametrico sul resistore di zavorra R8 e sul diodo zener VD5, che, insieme al condensatore di accumulo C5, fornisce la tensione di alimentazione necessaria all'amplificatore in caso di interruzione di qualsiasi fase della rete di alimentazione. La protezione della giunzione base-emettitore del transistor VT1 dall'aumento della tensione di polarizzazione neutra viene effettuata dal diodo zener VD4.

Lo stabilizzatore di tensione dell'amplificatore a transistor è alimentato da un raddrizzatore bifase assemblato su diodi VD1, VD2, che sono collegati alle fasi A e B della rete di alimentazione EM tramite resistori R1, R2 e fusibili .U. I resistori R1 e R2 facilitano il funzionamento dei diodi VD1, VD2 e ne aumentano l'affidabilità. Un relè elettromagnetico K1 (elemento attuatore) è collegato al raddrizzatore bifase tramite l'interruttore a tiristori VS1.

I contatti di relè K1.1 vengono introdotti nel circuito della bobina dell'avviatore magnetico KM in serie con i contatti di blocco KM1.1. Il diodo VD6, collegato in parallelo alla bobina K1, facilita il funzionamento del relè K1 e protegge il tiristore VS1 dall'EMF di autoinduzione, che viene indotto nel circuito del relè quando è spento. La bobina dell'avviatore magnetico KM è collegata tramite i pulsanti “Stop” e “Start” alle fasi A e C della rete di alimentazione EM per aumentare l'affidabilità dei diodi raddrizzatori VD1, VD2.

Il dispositivo di protezione EM contro le modalità asimmetriche funziona come segue. Supponiamo che la tensione sia presente su tutte e tre le fasi della rete di alimentazione ED. Durante l'avviamento del motore elettrico, quando viene premuto il pulsante "Start", viene fornita una tensione di alimentazione trifase ai condensatori del neutro artificiale C1...C3. In questo caso, non c'è tensione di polarizzazione tra il neutro artificiale e quello messo a terra, la tensione sul resistore R4 è praticamente uguale a zero, il transistor VT1 e il tiristore VS1 rimangono chiusi, il relè K1 è diseccitato e i suoi contatti K1.1. nel circuito, le bobine dell'avviatore magnetico KM rimangono chiuse, il che garantisce il blocco del pulsante “Start” dopo l'avvio del motore elettrico. Allo stesso tempo, attraverso il resistore R8, il condensatore C5 viene caricato sulla tensione di stabilizzazione del diodo zener VD5, che garantisce che il circuito di protezione sia pronto per il funzionamento. Poiché gli elementi del circuito VT1, VS1 e il relè K1 sono diseccitati e la resistenza del resistore R8 è piuttosto elevata e ammonta a 51 kOhm, il motore elettrico non consuma praticamente energia durante il funzionamento.

Quando si rompe una delle fasi della rete di alimentazione ED o si rompe la simmetria delle tensioni lineari tra il neutro artificiale dei condensatori C1...C3 e il neutro messo a terra di una rete trifase, si verifica una tensione di polarizzazione del neutro, parte di cui viene rimosso dal potenziometro R4, raddrizzato dal diodo VD3, stabilizzato da uno stabilizzatore parametrico e alimentato al transistor di base VT1. In questo caso, il transistor VT1 e il tiristore VS1 si aprono, il relè K1 viene attivato e apre i suoi contatti K1.1 nel circuito di controllo EM, la bobina dell'avviatore magnetico (contattore) è diseccitata e l'EM è disconnesso dall'alimentazione alimentazione tramite contatti lineari K. Dopo aver aperto i contatti lineari dell'avviatore magnetico, la tensione di polarizzazione del neutro diventa quasi uguale a zero, il transistor VT1 e il tiristore VS1 si chiudono, il relè K1 si diseccita e ritorna in modalità standby.

Il dispositivo prevede inoltre il blocco dell'avviamento del motore in caso di interruzione di una delle fasi o di valore inaccettabile di asimmetria di tensione in una rete trifase.

Con l'aiuto del condensatore C4, il tempo di risposta del dispositivo viene ritardato in caso di chiusura non simultanea dei contatti lineari dell'avviatore magnetico (contattore) KM, nonché in caso di cortocircuiti asimmetrici nella rete elettrica . Per aumentare l'affidabilità del funzionamento del circuito, il setpoint per il funzionamento della protezione contro le modalità asimmetriche viene impostato per la modalità non operativa dell'EM utilizzando il potenziometro R4.

Dettagli. Il dispositivo utilizza resistori di tipo MLT, un resistore variabile di tipo SP3-16a o SP5-2, i diodi VD1, VD2 della serie D211 per 600 V possono essere sostituiti con KD105V, G. Invece dello stabistore VD4 del tipo KS119A con una tensione di stabilizzazione di 1,9 V, è possibile utilizzare lo stabistore KS107A (2S107A a 0,7 V) e KS113A (2S113A a 1,3 V), collegandoli in serie. Il diodo Zener VD5 tipo D814A con una tensione di stabilizzazione di 7...8,5 V può essere sostituito con due diodi Zener tipo KS139A collegati in serie. Diodo VD6 serie D226B o KD105 con qualsiasi indice di lettere.

Il tiristore VS1 tipo KU202N può essere sostituito con KU202M, KU202L, KU202K, KU201L o un tipo unificato TI2-10 classe 4, che ha un alloggiamento quasi identico a quello del diodo KD202. Transistor VT1 (npn) tipo KT315 con qualsiasi indice di lettere, può essere sostituito con germanio tipo MP38 o MP37 con guadagno in corrente di 20...30. Condensatori C1...C3 tipo MBM o ceramici con lo stesso scostamento dal valore nominale. I condensatori elettrolitici C4 e C5 sono del tipo K50-6 per una tensione di 10 V. Il relè K1 è un tipo RP-21 di piccole dimensioni per una tensione di 220 V CA.

Gli elementi del circuito di protezione ED sono montati su un circuito stampato, che è posizionato nell'alloggiamento di un relè intermedio del tipo RP-24 o RP-25 e collegato al circuito ED tramite i terminali di ingresso 1...8.

Il dispositivo è stato testato in condizioni di laboratorio e di produzione. Il suo utilizzo pratico consentirà di aumentare significativamente l'affidabilità del motore elettrico durante il funzionamento.

letteratura:

1. Semenov I. Tutte le fasi vanno a zero // Radioamatore. - 2000. - N. 9. - P.14.
2. Semenov I.P. Relè di corrente//Radioamatore-elettrico. - 2001. - N. 5. P.21.
3. Per aiutare il radioamatore: Edizione 19. - M.: DOSAAF, 1964. - Anni '80.
4. Stokolov V.E., Usyshkin G.S. e altri Equipaggiamento elettrico delle macchine per forgiatura e pressatura: Riferimento. 2a ed. - M.: Ingegneria Meccanica, 1981. - 304 p.

Autori: KV Kolomoytsev, YuF Romanyuk, RM Kolomoytseva

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