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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivo di protezione del motore trifase contro la mancanza di fase. 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 L'articolo fornisce una descrizione del dispositivo per proteggere un motore asincrono trifase da una mancanza di fase della rete di alimentazione. Il circuito del dispositivo prevede il controllo automatico delle correnti nella linea di alimentazione del motore mediante sensori del tipo a trasformatore. Il dispositivo fornisce un ritardo nella disconnessione del motore dalla rete di alimentazione in caso di cortocircuiti nelle sezioni vicine della rete, nonché in caso di una breve scomparsa della fase di alimentazione e blocca l'avvio del motore in funzionamento in fase aperta. Una delle cause comuni di danni ai motori elettrici asincroni trifase (IM) sono le modalità di funzionamento a fase aperta, che si verificano a causa di interruzioni di fase, contatti rotti nei dispositivi di commutazione o di protezione. I relè termici, progettati per proteggere l'AD dal sovraccarico, non sempre funzionano durante le interruzioni di fase, a causa delle quali i motori si surriscaldano e si guastano a causa di danni all'isolamento. Di seguito viene fornita una descrizione del dispositivo di protezione IM dal funzionamento in due fasi, che differisce da [1] per la presenza di sensori di corrente separati del tipo a trasformatore, che ne consente l'utilizzo con piccoli avviatori magnetici che non dispongono di relè termici. Pertanto, l'ambito di utilizzo del dispositivo è più ampio rispetto allo sviluppo precedente. Lo schema a blocchi del dispositivo di protezione è mostrato in Fig.1.
Il dispositivo è composto da un alimentatore BP, tre canali indipendenti per il monitoraggio delle correnti delle fasi della linea di alimentazione A, B, C, ognuno dei quali contiene un sensore di corrente DT, un amplificatore U e un rivelatore D, un OR logico elemento, un elemento di ritardo EZ, un dispositivo di soglia PU, una chiave elettronica EK, avviamento magnetico MP, pulsanti di comando motore asincrono PS HELL. Il diagramma schematico del dispositivo è mostrato in Fig.2.
L'alimentatore è assemblato secondo un circuito senza trasformatore. La tensione gli viene fornita direttamente da una delle fasi della rete di alimentazione trifase attraverso i contatti 1-2 dell'interruttore SA1, che garantisce la scelta della modalità di funzionamento IM: normale senza controllo mancanza fase (contatti 3-4 chiusi) oppure automatico con controllo di corrente nelle fasi IM (contatti 12 chiusi e 3-4 aperti). La figura 2 mostra la modalità automatica. Il raddrizzatore di alimentazione è assemblato secondo un circuito a semionda su un diodo VD13. Il diodo Zener VD14 fornisce la ricarica del condensatore di spegnimento C12, deviato dal resistore R27. Questo resistore garantisce la scarica del condensatore C12 dopo lo spegnimento del circuito di protezione. Il resistore di zavorra R29 riduce la corrente di spunto attraverso i condensatori C10, C12 quando viene applicata tensione all'alimentazione. Il dispositivo di protezione dalla mancanza di fase è costituito da tre canali identici indipendenti per il monitoraggio delle correnti delle fasi della linea di alimentazione, che lavorano su un elemento di azionamento comune - triac VS1. Tutti i canali di controllo hanno sensori - trasformatori di corrente ТТ1-ТТ3. Quando la corrente scorre attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore, che si verifica durante il normale funzionamento dell'IM, viene indotto un EMF nell'avvolgimento secondario, che viene alimentato all'ingresso di un amplificatore monostadio montato sul transistor VT1. Dall'uscita dell'amplificatore, la tensione attraverso il condensatore C4 viene alimentata all'ingresso del rivelatore con un raddoppio della tensione VD4, VD7, il cui carico è il condensatore C7. La componente costante del segnale dal condensatore C7 attraverso il resistore limitatore R13 viene inviata all'ingresso del transistor VT4. Il secondo e il terzo canale (transistor VT5 e VT6) funzionano in modo simile. I transistor VT4-VT6 e i diodi VD10-VD12 formano un elemento logico "OR". Durante il normale funzionamento dell'AD, la tensione sui collettori di uno qualsiasi dei transistor è zero, rispettivamente, la tensione all'uscita dell'elemento logico "OR" è uguale a zero. L'elemento di ritardo EZ è costituito dai resistori R19, R20 e dal condensatore C11, la cui capacità determina il tempo di ritardo per il funzionamento del dispositivo di protezione BP. Se non c'è tensione all'uscita dell'elemento "OR", non c'è tensione all'ingresso del dispositivo di soglia PU, montato sui transistor VT7-VT9. In questo caso, i transistor VT7, VT8 formano un trigger Schmitt, che garantisce il funzionamento preciso dell'attuatore: il triac VS1 nel circuito di avviamento magnetico. Durante il normale funzionamento, il transistor VT7 è chiuso e VT8 è aperto, quindi il transistor VT9 è aperto, il triac VS1 è aperto e bypassa il pulsante di avvio S2 dell'avviatore magnetico. I diodi VD1-VD3 nei circuiti di ingresso dei transistor VT1-VT3 forniscono protezione per i transistor durante i transitori nella linea di alimentazione del motore IM, che si verifica quando sono collegati alla rete e ai cortocircuiti. Per ridurre la velocità di aumento della tensione attraverso il triac, un condensatore C13 è collegato in parallelo con esso. Il resistore R28 limita la corrente di scarica del condensatore C13. Il dispositivo funziona come segue. Supponiamo che la tensione sia presente su tutte e tre le fasi della rete. Con l'interruttore SA1, applichiamo tensione all'alimentazione del dispositivo utilizzando i contatti 1-2. Iniziamo HELL premendo il pulsante S2 ("Start"). In questo caso viene attivato l'avviatore magnetico e attraverso i contatti K1.2 viene fornita una tensione trifase ai terminali C1-C3 del motore. EMF è indotto in tutti e tre i trasformatori di corrente, di conseguenza tutti i canali del dispositivo sono aperti, non c'è tensione all'uscita dell'elemento "OR", il triac VS1 è aperto e devia il pulsante di avvio S1.1 attraverso il contatto chiuso K2 dell'avviatore magnetico. L'inizio dell'AD è completato. Se si interrompe una fase, ad esempio "A", la corrente nell'avvolgimento primario di TT1 scompare e il canale di protezione della fase "A" si chiude (sui collettori VT1 e VT4 - alta tensione). All'uscita dell'elemento "OR" appare un segnale, il trigger di Schmitt entra in un altro stato stabile, il transistor VT9 si chiude e quindi il triac VS1. La bobina dell'avviatore magnetico è diseccitata e HELL è disconnesso dalla rete. Dettagli. Il dispositivo utilizza resistori R1-R24 di tipo MLT-0,25; R25-R29 tipo MLT-0,5; i diodi VD1-VD12 di tipo D9G possono essere sostituiti con diodi di tipo D9D, D9B, D310-D312 e il diodo VD13 di tipo D226 può essere sostituito con un diodo di tipo KD105 con qualsiasi indice di lettere. Invece del diodo zener VD14 tipo D815D, puoi usare D815G. Condensatori C1-C11 di tipo K50-6 per una tensione di 25 V. Il condensatore C12 è costituito da due condensatori collegati in parallelo di tipo K73-17, 2 μF, 400 V, possono essere sostituiti da condensatori corrispondenti del tipo MBGO-2 . I transistor VT1-VT8 tipo KT361 possono essere utilizzati con qualsiasi indice di lettere. Il transistor VT9 della serie KT315G può essere sostituito con un transistor della serie KT312. Invece di un triac VS1 tipo KU208G, è possibile utilizzare un tipo unificato TS112-10-4 per 10 A, 400 V con un'ultima cifra non inferiore a 4, hanno quasi lo stesso alloggiamento dei diodi KD202. I sensori di corrente ТТ1-ТТ3 sono realizzati su un nucleo di ferrite di grado M2000NM1 e dimensione K33Ch16Ch9. Per un IM con una potenza di 1,1 kW, gli avvolgimenti primari dei sensori contengono 2 giri del filo della linea che alimenta il motore, gli avvolgimenti secondari - 25-50 giri del filo PELSHO con un diametro di 0,18 mm. Tutte le parti di ciascun canale del dispositivo, compreso l'elemento "OR", sono montate su un circuito stampato separato di dimensioni 90x50 mm, spessore 1 mm. Analogamente, l'alimentatore e il dispositivo di soglia sono montati su schede separate insieme all'elemento di ritardo. Tutti i circuiti stampati sono installati nell'alloggiamento di un relè CA intermedio convenzionale tipo RP23 uno sopra l'altro e sono fissati alla base del relè con tre prigionieri. Regolazione. Con l'interruttore automatico AB spento, l'elettrodo di controllo del triac VS26 viene scollegato dal resistore R1 e il triac stesso viene deviato con un ponticello. Quindi, accendendo l'AB, commuta SA1 con i contatti 1-2, accendi il dispositivo nella rete. Un avometro misura la tensione all'uscita dell'alimentatore, che dovrebbe essere compresa tra 9 e 13 V, a seconda del tipo di diodo zener utilizzato. Il pulsante S2 avvia il motore IM e verifica la presenza di tensione all'uscita dei sensori di corrente, che dovrebbe essere 1 ... 1,5 V al carico nominale dell'IM. Se la tensione supera i limiti specificati, viene corretta modificando il numero di giri dell'avvolgimento primario dei sensori di corrente, dopodiché controllano lo stato aperto dei transistor di ciascun canale (VT1, VT4; VT2, VT5; VT3, VT6) e l'assenza di un segnale all'uscita dell'elemento "OR". In questo caso, i transistor VT8 e VT9 devono essere aperti. Successivamente, HELL e AV vengono spenti, il funzionamento del circuito di protezione viene ripristinato rimuovendo il ponticello a filo dal triac VS1, viene installato un interruttore unipolare in ciascuna delle fasi della linea di alimentazione e HELL viene avviato utilizzando il pulsante S2. In questo caso va deviato il pulsante di avviamento S2 aprendo il triac VS1 e chiudendo i contatti K1.1 dell'avviatore magnetico. Se la manovra non ha avuto luogo (la BP si interrompe al rilascio del pulsante S2), è necessario selezionare il valore appropriato della resistenza R26. Raggiunto il bypass del pulsante S2, il funzionamento del dispositivo viene verificato quando ogni fase della linea di alimentazione viene spenta a sua volta mediante un interruttore monobanda. Allo stesso tempo, va ricordato che lo spegnimento del BP da parte della protezione non avviene immediatamente dopo lo spegnimento dell'interruttore, ma con un ritardo di 0,5 ... 1 s. Il dispositivo è stato testato in condizioni di laboratorio con un motore della serie 4A con una potenza di 1,1 kW, una tensione di 220/380 V a una tensione di rete di 380 V. Ha mostrato una protezione affidabile dell'IM in caso di mancanza di fase a diversi IM carichi. L'introduzione in produzione di questo dispositivo consentirà di ridurre notevolmente il numero di casi di guasto IM per mancanza di fase, che, secondo dati recenti, raggiunge il 40-50%, ad esempio in agricoltura. letteratura:
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