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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Dreiphasiges Motorschutzgerät gegen Phasenausfall. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schutz der Geräte vor Notbetrieb des Netzes, unterbrechungsfreie Stromversorgungen Der Artikel beschreibt eine Vorrichtung zum Schutz eines Drehstrom-Asynchronmotors vor Phasenausfall des Versorgungsnetzes. Die Geräteschaltung sorgt für eine automatische Steuerung der Ströme in der Motorstromleitung mithilfe von Transformatorsensoren. Das Gerät verzögert die Trennung des Motors vom Versorgungsnetz bei Kurzschlüssen in angrenzenden Netzabschnitten sowie bei einem kurzzeitigen Ausfall einer Phase der Stromquelle und blockiert den Motor vom Anfahren im Offenphasenbetrieb. Eine der häufigsten Schadensursachen an asynchronen Drehstrom-Elektromotoren (IM) sind deren nicht vollphasige Betriebsarten, die durch Phasenunterbrechungen, unterbrochene Kontakte in Schalt- oder Schutzeinrichtungen entstehen. Thermorelais, die Motoren vor Überlastung schützen sollen, funktionieren bei Phasenausfall nicht immer, wodurch die Motoren überhitzen und aufgrund von Isolationsschäden ausfallen. Nachfolgend finden Sie eine Beschreibung des IM-Schutzgeräts gegen den Betrieb auf zwei Phasen, das sich von [1] durch das Vorhandensein separater Stromsensoren vom Transformatortyp unterscheidet, was den Einsatz mit kleinen Magnetstartern ohne Thermorelais ermöglicht. Daher ist der Einsatzbereich des Geräts im Vergleich zur Vorgängerentwicklung breiter. Das Blockschaltbild des Schutzgeräts ist in Abb. 1 dargestellt.
Das Gerät besteht aus einem Netzteil, drei unabhängigen Kanälen zur Überwachung der Phasenströme der Versorgungsleitung A, B, C, die jeweils einen Stromsensor DT, einen Verstärker U und einen Detektor D, ein logisches Element „OR“ enthalten. , ein Verzögerungselement EZ, ein Schwellengerät PU, elektronischer EK-Schlüssel, MP-Magnetstarter, PS-Steuertasten für den IM-Asynchronmotor. Das schematische Diagramm des Geräts ist in Fig. 2 dargestellt.
Die Stromversorgung erfolgt über eine transformatorlose Schaltung. Die Spannungsversorgung erfolgt direkt von einer der Phasen des dreiphasigen Versorgungsnetzes über die Kontakte 1-2 des Schalters SA1, wodurch die IM-Betriebsart gewählt werden kann: Normal ohne Phasenausfallüberwachung (Kontakte 3-4 geschlossen) oder automatisch mit Steuerung der Ströme in den IM-Phasen (Kontakte 12 sind geschlossen und 3-4 sind offen). Abbildung 2 zeigt den Automatikmodus. Der Gleichrichter der Stromversorgung ist in einer Halbwellenschaltung mit einer VD13-Diode aufgebaut. Die Zenerdiode VD14 sorgt für die Aufladung des Löschkondensators C12, der durch den Widerstand R27 überbrückt wird. Dieser Widerstand sorgt für die Entladung des Kondensators C12 nach Abschalten der Schutzschaltung. Der Ballastwiderstand R29 reduziert den Stromstoß durch die Kondensatoren C10, C12, wenn Spannung an das Netzteil angelegt wird. Das Phasenausfallschutzgerät besteht aus drei unabhängigen identischen Kanälen zur Überwachung der Phasenströme der Versorgungsleitung, die auf einen gemeinsamen Aktor – Triac VS1 – wirken. Alle Steuerkanäle verfügen über Sensoren - Stromwandler TT1-TT3. Wenn Strom durch die Primärwicklung des Transformators fließt, was während des normalen Betriebs des IM auftritt, wird in der Sekundärwicklung eine EMK induziert, die dem Eingang eines einstufigen Verstärkers zugeführt wird, der auf dem Transistor VT1 aufgebaut ist. Vom Ausgang des Verstärkers wird die Spannung über den Kondensator C4 dem Eingang des Detektors zugeführt, wobei sich die Spannung VD4, VD7 verdoppelt, dessen Last der Kondensator C7 ist. Die konstante Komponente des Signals vom Kondensator C7 wird über den Begrenzungswiderstand R13 dem Eingang des Transistors VT4 zugeführt. Der zweite und dritte Kanal funktionieren ähnlich (Transistoren VT5 und VT6). Die Transistoren VT4-VT6 und die Dioden VD10-VD12 bilden ein logisches „ODER“-Element. Während des normalen Betriebs des IM ist die Spannung an den Kollektoren aller Transistoren Null und dementsprechend ist die Spannung am Ausgang des „OR“-Logikelements Null. Das EZ-Verzögerungselement besteht aus den Widerständen R19, R20 und dem Kondensator C11, dessen Kapazität die Verzögerungszeit für den Betrieb des Blutdruckschutzgeräts bestimmt. Wenn am Ausgang des „ODER“-Elements keine Spannung anliegt, liegt am Eingang des Schwellenwertgeräts PU, das auf den Transistoren VT7-VT9 aufgebaut ist, keine Spannung an. In diesem Fall bilden die Transistoren VT7, VT8 einen Schmitt-Trigger, der einen präzisen Betrieb des Aktuators – Triac VS1 im Magnetstarterkreis – gewährleistet. Im Normalbetrieb ist der Transistor VT7 geschlossen und VT8 offen, sodass der Transistor VT9 offen ist, der Triac VS1 offen ist und die Starttaste S2 des Magnetstarters umgeht. Die Dioden VD1-VD3 in den Eingangskreisen der Transistoren VT1-VT3 schützen die Transistoren bei transienten Vorgängen in der Stromversorgungsleitung des IM-Motors, die beim Anschluss an das Netzwerk und bei Kurzschlüssen auftreten. Um die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit am Triac zu verringern, ist der Kondensator C13 parallel zu ihm geschaltet. Der Widerstand R28 begrenzt den Entladestrom des Kondensators C13. Das Gerät funktioniert wie folgt. Nehmen wir an, dass an allen drei Phasen des Netzes Spannung anliegt. Der Schalter SA1 versorgt über die Kontakte 1-2 das Netzteil des Geräts mit Spannung. Wir starten den Blutdruck durch Drücken der S2-Taste („Start“). In diesem Fall wird der Magnetstarter ausgelöst und über die Kontakte K1.2 wird dreiphasige Spannung an die Klemmen C1-C3 des Motors angelegt. In allen drei Stromwandlern wird eine EMK induziert, dadurch sind alle Kanäle des Geräts offen, am Ausgang des „ODER“-Elements liegt keine Spannung an, der Triac VS1 ist offen und über den geschlossenen Kontakt K1.1. 2 des Magnetstarters umgeht er den Startknopf SXNUMX. Der IM-Start ist abgeschlossen. Wenn eine Phase, zum Beispiel „A“, unterbrochen wird, verschwindet der Strom in der Primärwicklung von TT1 und der Schutzkanal der Phase „A“ schließt (an den Kollektoren VT1 und VT4 - Hochspannung). Am Ausgang des „OR“-Elements erscheint ein Signal, der Schmitt-Trigger geht in einen anderen stabilen Zustand über, der Transistor VT9 schließt und damit der Triac VS1. Die Spule des Magnetstarters wird stromlos und der IM vom Netz getrennt. Einzelheiten. Das Gerät verwendet Widerstände R1-R24 vom Typ MLT-0,25; R25-R29 Typ MLT-0,5; Die Dioden VD1-VD12 Typ D9G können durch Dioden Typ D9D, D9B, D310-D312 ersetzt werden, und die Diode VD13 Typ D226 kann durch eine Diode Typ KD105 mit beliebigem Buchstabenindex ersetzt werden. Anstelle einer VD14-Zenerdiode vom Typ D815D können Sie auch D815G verwenden. Kondensatoren C1-C11 Typ K50-6 für eine Spannung von 25 V. Kondensator C12 besteht aus zwei parallel geschalteten Kondensatoren Typ K73-17, 2 µF, 400 V, sie können durch entsprechende Kondensatoren vom Typ MBGO-2 ersetzt werden. Die Transistoren VT1-VT8 Typ KT361 können mit jedem Buchstabenindex verwendet werden. Der VT9-Transistor der KT315G-Serie kann durch einen Transistor der KT312-Serie ersetzt werden. Anstelle eines Triacs VS1 vom Typ KU208G können Sie einen einheitlichen Typ TS112-10-4 für 10 A, 400 V mit einer letzten Ziffer von nicht weniger als 4 verwenden. Sie haben fast das gleiche Gehäuse wie die KD202-Dioden. Die Stromsensoren TT1-TT3 bestehen aus einem Ferritkern der Güteklasse M2000NM1 und der Standardgröße K33CH16CH9. Bei einem IM mit einer Leistung von 1,1 kW enthalten die Primärwicklungen der Sensoren 2 Drahtwindungen aus der den Motor versorgenden Leitung, die Sekundärwicklungen enthalten 25-50 Windungen PELSHO-Draht mit einem Durchmesser von 0,18 mm. Alle Teile jedes Kanals des Geräts, einschließlich des „ODER“-Elements, sind auf einer separaten Leiterplatte mit den Maßen 90 x 50 mm und 1 mm Dicke montiert. Ebenso sind eine Stromversorgung und ein Schwellenwertgerät zusammen mit einem Verzögerungselement auf separaten Platinen montiert. Alle Leiterplatten werden übereinander in das Gehäuse eines herkömmlichen AC-Zwischenrelais vom Typ RP23 eingebaut und mit drei Bolzen am Relaissockel befestigt. Aufstellen. Wenn der Leistungsschalter AB ausgeschaltet wird, wird die Steuerelektrode des Triac VS26 vom Widerstand R1 getrennt und der Triac selbst wird mit einer Drahtbrücke überbrückt. Schalten Sie dann beim Einschalten des AB SA1 mit den Kontakten 1-2 ein, um das Gerät mit dem Netzwerk zu verbinden. Ein Avometer misst die Spannung am Ausgang des Netzteils, die je nach Typ der verwendeten Zenerdiode im Bereich von 9...13 V liegen sollte. Starten Sie mit der Taste S2 den IM-Motor und prüfen Sie, ob am Ausgang der Stromsensoren Spannung anliegt, die bei Nennlast des IM 1...1,5 V betragen sollte. Wenn die Spannung die angegebenen Grenzen überschreitet, wird sie durch Ändern der Windungszahl der Primärwicklung der Stromsensoren korrigiert, wonach der offene Zustand der Transistoren jedes Kanals (VT1, VT4; VT2, VT5; VT3, VT6) und das Fehlen eines Signals am Ausgang des „ODER“-Elements werden überprüft. In diesem Fall müssen die Transistoren VT8 und VT9 geöffnet sein. Danach werden IM und AV ausgeschaltet, die Funktion der Schutzschaltung durch Entfernen des Überbrückungskabels vom Triac VS1 wiederhergestellt, in jeder Phase der Versorgungsleitung ein einpoliger Leistungsschalter installiert und der IM gestartet mit der S2-Taste. In diesem Fall muss der Startknopf S2 umgangen werden, indem der Triac VS1 geöffnet und die Kontakte K1.1 des Magnetstarters geschlossen werden. Wenn die Überbrückung nicht erfolgt (BP stoppt, wenn die Taste S2 losgelassen wird), muss der entsprechende Wert des Widerstands R26 ausgewählt werden. Nachdem Sie die S2-Taste umgangen haben, überprüfen Sie die Funktion des Geräts, indem Sie jede Phase der Versorgungsleitung einzeln mit einem einspurigen Leistungsschalter ausschalten. Es ist zu beachten, dass der IM-Schutz nicht sofort nach dem Ausschalten des Schalters abschaltet, sondern mit einer Verzögerung von 0,5...1 s. Das Gerät wurde unter Laborbedingungen mit einem Motor der Serie 4A mit einer Leistung von 1,1 kW und einer Spannung von 220/380 V bei einer Netzspannung von 380 V getestet. Es zeigte einen zuverlässigen IM-Schutz bei Phasenausfall bei verschiedenen IM-Lasten. Durch die Einführung dieses Gerätes in der Produktion wird es möglich sein, die Zahl der Fälle von IM-Ausfällen aufgrund von Phasenausfällen deutlich zu reduzieren, die nach neuesten Daten beispielsweise in der Landwirtschaft 40-50 % erreichen. Литература:
Autoren: K.V. Kolomoitsev, I.V. Oberfläche, Yu.F. Romanjuk
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