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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Dreiphasiger Motorschutz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren Es werden zwei Möglichkeiten für ein Gerät betrachtet, das bei einer gefährlichen Änderung der Versorgungsspannung einen dreiphasigen Elektromotor vom Netz trennt – ein einfaches Relais und ein relativ komplexes mit integrierten Schaltkreisen. Die Geräte reagieren nicht nur auf einen allgemeinen Anstieg oder Abfall der Netzspannung, sondern auch auf ein für den Motor gefährliches „Phasenungleichgewicht“ – eine Spannungsänderung nur eines von ihnen. Das Problem, einen dreiphasigen Elektromotor vor gefährlichen Schwankungen der Netzspannung zu schützen, ist besonders relevant, wenn der Motor in Abwesenheit einer Person läuft, die ihn ständig überwacht (z. B. beim Antreiben einer Wasserpumpe), sowie in ländlichen Gebieten, wo Die Qualität der Stromnetze lässt viel zu wünschen übrig. Ebenso wichtig ist es, die Temperatur des Motorgehäuses kontinuierlich zu überwachen, da es viele Gründe für eine Überhitzung geben kann. Am häufigsten kommt es zu einer mechanischen Überlastung des Motors oder einem Blockieren der Welle in den Lagern. Der einfachste Weg, sich vor einem Verlust oder einem erheblichen Spannungsabfall in einer der Phasen zu schützen, wird durch eine vielen Elektrikern bekannte Schaltung veranschaulicht, die in Abb. 1.
Die Starterwicklung KM1 ist über normalerweise offene Relaiskontakte K1.1 und K2.1 mit der Phase (z. B. C) und dem Neutralleiter des Netzwerks verbunden. Die Relaiswicklungen sind mit den anderen beiden Phasen verbunden. Infolgedessen führt der Verlust einer Phasenspannung dazu, dass der KM1-Anlasser den Elektromotor vom Netz trennt. Die Starter- und Relaiswicklungen müssen für eine Wechselspannung von 220 V, 50 Hz ausgelegt sein. Wenn ein Anlasser mit einer 380-V-Wicklung vorhanden ist, wird dessen rechter Anschluss laut Diagramm nicht mit dem Neutralleiter (N), sondern mit einem der Phasendrähte (A oder B) verbunden. Relais mit Wicklungen, die für eine Spannung von 12...24 V ausgelegt sind, können verwendet werden, indem sie gemäß dem in Abb. gezeigten Diagramm angeschlossen werden. 2.
Kondensator C1 - K73-17. Seine Kapazität ist für das RSCH52-Relais angegeben (Pass RS4.523.205, Wicklungswiderstand 220 Ohm). Wenn etwas anderes verwendet wird, wird der Kondensator so gewählt (meist mit einem Nennwert von 0,47...1,5 μF), dass der für seinen Betrieb erforderliche Strom durch die Relaiswicklung fließt. Der im Diagramm mit einer gestrichelten Linie dargestellte Oxidkondensator C2 wird nur installiert, wenn das ausgelöste Relais „summt“. Die Kapazität des Kondensators (einige Mikrofarad) wird so gewählt, dass sie minimal ist und ausreicht, um das Brummen zu eliminieren. Ein Diagramm einer fortschrittlicheren Schutzvorrichtung ist in Abb. dargestellt. 3. Es reagiert nicht nur auf Abweichungen der Netzspannung von der Nennspannung und auf „Versatz“ der Phasen, sondern ist auch mit einem Motorgehäuse-Temperatursensor ausgestattet.
Die drei Phasenspannungsregelungskanäle laut Schaltung sind identisch. Daher betrachten wir den Betrieb nur eines von ihnen, das die Spannung der Phase A steuert. Der Stromkreis R1, R4, VD2, R10, R17, C4 bildet aus der Phasenwechselspannung eine konstante Spannung proportional dazu. Letzterer wird den Eingängen zweier Operationsverstärker des DA3-Chips zugeführt, die als Komparatoren dienen. Vom Widerstandsteiler R8R12 wird an den invertierenden Eingang des Komparators unten im Stromkreis eine Spannung angelegt, die die Schutzschwelle einstellt, wenn die Phasenspannung den zulässigen Wert überschreitet. Die „untere“ Schwellenspannung (vom Widerstandsteiler R7R11) wird an den invertierenden Eingang des zweiten (oberen) Komparators angelegt. Die Ausgänge der Komparatoren sind mit den Eingängen des NOR-Gliedes DD1.1 verbunden. Der logische Pegel am Ausgang dieses Elements ist hoch, solange die geregelte Phasenspannung innerhalb der durch die Trimmwiderstände R11 und R12 festgelegten Grenzen bleibt. Element DD2.1 kombiniert die Ausgangssignale von drei Steuerkanälen. Obwohl keines davon funktioniert hat, ist der Ausgangspegel dieses Elements niedrig. Die HL2-LED leuchtet und signalisiert den Zustand des Drehstromnetzes. Das Element DD2.1 funktioniert ähnlich wie das Element DD2.2, jedoch wird an einem seiner Eingänge zusätzlich ein Aktivierungssignal für die Temperiereinheit gesendet. Daher ist der Transistor VT1, dessen Basiskreis über die Integrationsschaltung R2.2C22 und den Wechselrichter DD7 mit dem Ausgang des Elements DD2.3 verbunden ist, nur dann geöffnet, wenn das Netzwerk ordnungsgemäß funktioniert und die Temperatur des Motorgehäuses unter dem liegt zulässig. Der Kollektorkreis des Transistors VT1 umfasst die Relaiswicklung K1. Wenn alles in Ordnung ist, sind Relais K1 und Schütz KM1 im aktivierten Zustand und der Elektromotor ist mit dem Netzwerk verbunden. Im Notfall wird der Transistor geschlossen und die offenen Kontakte des Relais K1.1 schalten die Wicklung des Anlassers KM1 ab, wodurch der Elektromotor abgeschaltet wird. Die oben erwähnte Schaltung R22C7, die die Auslösung des Schutzes um 2...4 s verzögert, verhindert die Reaktion auf kurzzeitige Überspannungen der Netzspannung. Der Thermistor RK1 dient als Temperatursensor für das Motorgehäuse. Mithilfe des Operationsverstärkers DA6 wird die am Thermistor abfallende Spannung mit der Referenzspannung verglichen, die vom Widerstandsteiler R9R16 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers geliefert wird. Bei einer Überhitzung des Elektromotors wird der Widerstand des Thermistors und der Spannungsabfall an ihm so stark reduziert, dass der hohe logische Pegel am Ausgang DA6 durch einen niedrigen ersetzt wird, was zum Erlöschen der HL1-LED und zum Abschalten des führt Elektromotor durch den KM 1 Anlasser. Die Länge der Leitungen, die den Thermistor RK1 mit der Schutzeinrichtung verbinden, kann 2...3 m betragen. Der Kondensator C1 beseitigt die auf diesen Leitungen induzierten Störungen. Wird ein Thermistor mit einem anderen als dem im Diagramm angegebenen Nennwiderstand verwendet, muss der Widerstand R15 so gewählt werden, dass beim Aufheizen des Thermistors auf Betriebstemperatur die Spannung am invertierenden Eingang DA6 nicht unterschritten wird 2 V. Bei einem niedrigeren Wert verschlechtern sich die Parameter des nach obigem Diagramm angeschlossenen Operationsverstärkers KR140UD608 merklich. Gleiches gilt für die Spannung, die den Eingängen der Operationsverstärkerchips DA3-DA5 zugeführt wird. Das Netzteil des Schutzgeräts besteht aus einem Abwärtstransformator T1, einer Diodenbrücke VD1, einem Filterkondensator C2 und zwei integrierten Stabilisatoren – DA1 und DA2. Eine Spannung von 9 V vom Ausgang des ersten Stabilisators versorgt die Mikroschaltungen DA3-DA6, DD1, DD2. Der Stromverbrauch überschreitet 30 mA nicht, sodass der DA1-Chip keinen Kühlkörper benötigt. Aus einer durch die DA5-Mikroschaltung stabilisierten Spannung von 2 V werden beispielhafte Spannungspegel zur Einstellung von Schutzschwellen gewonnen. Das Gerät ist auf einer Leiterplatte (Abb. 4) mit den Maßen 80x75 mm aus doppelseitiger Glasfaserfolie montiert. Darauf befinden sich alle Elemente, mit Ausnahme des Transformators T1, des Relais K1 mit direkt an die Klemmen angeschlossener Diode VD5 und natürlich des Starters KM1.
Widerstände R1-R3 - MLT-0,5, der Rest sind konstant - C2-23 0,125 W oder MLT-0,125. Trimmerwiderstände R9, R11, R12 -SPZ-19a. Sie können durch andere kleine ersetzt werden. Thermistor – MMT-4, ST1 oder TR-4. Oxidkondensatoren – K50-35 oder ähnliche importierte. Anstelle des KT972A-Transistors eignen sich der KT972B oder der importierte 2SD1111. Die Doppel-Operationsverstärker KM140UD20 können durch KR140UD20A, KR140UD20B sowie LM358N, KR574UD2A oder (durch Austausch der Leiterplatte) durch verschiedene Modifikationen der Einzel-Operationsverstärker K140UD6, K140UD7 ersetzt werden. Stabilisator 7809 ersetzen - KR142EN8A, KR142EN8G Relais K1 ist ein importiertes KR8S von Elesta. Geeignet ist auch ein anderer mit einer Betriebsspannung von maximal 24 V und Kontakten, die eine Spannung von 380 V schalten können. Transformator T1 – beliebig mit einer Sekundärwicklung für eine Spannung von 18...20 V, die den notwendigen Strom liefert Schalten Sie das Relais ein. Beim Einrichten einer Schutzeinrichtung kommt es darauf an, die Ansprechschwellen der Komparatoren festzulegen. Verbinden Sie vorübergehend die Eingänge A-C und legen Sie eine Wechselspannung von einem einstellbaren Spartransformator relativ zum Stromkreis N an sie an. Nachdem Sie hier 180 V eingestellt haben, messen Sie abwechselnd die Spannungswerte an den Kondensatoren C4-C6 mit einem Gleichstromvoltmeter. Wenn sie sich um mehr als 0,1 V unterscheiden, muss die Streuung durch Auswahl der Werte der Widerstände R1-R3 oder R4-R6 beseitigt werden. Durch Drehen des Schiebers des eingestellten Widerstands R11 leuchtet die LED HL2. Wenn dies fehlschlägt, ändern Sie die Position des Schiebereglers des eingestellten Widerstands R12 und versuchen Sie es erneut. Anschließend wird mithilfe eines Spartransformators die Spannung an den angeschlossenen Eingängen des Schutzgeräts auf 250 V erhöht. Die HL2-LED sollte erlöschen. Durch Bewegen des Schiebers des eingestellten Widerstands R12 wird dieser erneut gezündet. Es bleibt darauf zu achten, dass die HL2-LED leuchtet, solange die Eingangsspannung innerhalb von 180...250 V liegt, und erlischt, wenn sie außerhalb dieses Intervalls liegt. Wiederholen Sie gegebenenfalls die Anpassung. Wenn der Einsatz eines Spartransformators nicht möglich ist, können die Schutzschwellen näherungsweise eingestellt werden. Die mit einem hochohmigen Voltmeter am Motor des Trimmwiderstands R11 gemessene Spannung sollte 3,16 V und am Motor R12 4,44 V betragen. Die angegebenen Werte gelten, wenn der Widerstandswert jedes der Widerstände R1- Die Genauigkeit von R6, R10, R13, R14, R17-R19 entspricht dem im Diagramm angegebenen Nennwert. Bevor Sie den Temperaturregelkanal einstellen, bewegen Sie den Schieber des Trimmwiderstands R9 gemäß der Abbildung in die linke Position. Als Ergebnis sollte die HL1-LED aufleuchten. Nachdem Sie den Thermistor RK1 auf die erforderliche Temperatur erhitzt haben, drehen Sie den Schieber des Widerstands, bis die LED erlischt. Sobald der Thermistor etwas abgekühlt ist, sollte die LED wieder aufleuchten. Wenn beide LEDs (HL1 und HL2) leuchten, sollten Relais K1 und Starter KM1 funktionieren. Autor: I.Korotkov, Dorf Bucha, Oblast Kiew, Ukraine
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