SU746805A1 - Induction motor protection device - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к пусковым устройствам электротехнических установок. При коммутации (включении, отключении, реверсе) асинхронных электродвигателей возникают перенапряжения.Вероятность появления ком- ⁵ мутационных перенапряжений при включении и реверсировании достаточно велика (до 0,95).The invention relates to electrical engineering, and in particular to starting devices of electrical installations. When switching (turning on, turning off, reversing) asynchronous electric motors, overvoltages occur. The probability of occurrence of switching ⁵ overvoltages when turning on and reversing is quite high (up to 0.95).

Наибольшие перенапряжения возникают при реверсировании и отключении и составляют (бф7) Иф, где Иф - амплитуда фазного питающего напряжения промышленной частоты 5 О Гц [1] .The greatest overvoltages occur during reversal and shutdown and are (bf7) IF, where IF is the amplitude of the phase supply voltage of an industrial frequency of 5 O Hz [1].

Изучение опыта эксплуатации и исследование надежности асинхронных электро-; двигателей в лаб оратор ных условиях показали существенное влияние коммутационных-перенапряжений на их надежность и тем самым на качество асинхронных ₂о электродвигателей.The study of operating experience and the study of the reliability of asynchronous electrical; motors in laboratory conditions showed a significant effect of switching-overvoltages on their reliability and, thus, on the quality of asynchronous ₂ electric motors.

Анализ отказов асинхронных электродвиаателей в эксплуатации позволит установить, что основная доля отказов (85 т т95)% приходится на обмотку статора. Таким образом, повышение надежности обмоток позволит в основном решить вопрос по повышению надежности двигателя. Надежность обмоток асинхронных электродвигателей определяется электрической прочностью изоляции и величиной воздействующих напряжений. Для повышения надежности обмоток необходимо снизить воздействующие напряжения.Analysis of the failures of asynchronous electric motors in operation will allow us to establish that the main share of failures (85 t t95)% falls on the stator winding. Thus, increasing the reliability of the windings will mainly solve the issue of improving the reliability of the motor. The reliability of the windings of induction motors is determined by the electrical strength of the insulation and the magnitude of the acting voltages. To increase the reliability of the windings, it is necessary to reduce the impact voltage.

В известных схемах защиты от перенапряжений используют транзисторы, ксндёнсаторы, тиристоры, резисторы, диоды '(2J й термопары, искровые промежутки, предохранители, экранированные проводники [3].Known overvoltage protection circuits use transistors, sensors, thyristors, resistors, diodes' (2J thermocouples, spark gaps, fuses, shielded conductors [3].

Наиболее близким к заявляемому является устройство · для защиты асинхронного электродвигателя [4].Closest to the claimed is a device · for protection of an induction motor [4].

При дистанционном управлении для включения и отключения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором малой и средней мощности используются магнитные пускатели. Защита силовой цепи осу-With remote control, magnetic starters are used to turn on and off asynchronous motors with a squirrel-cage rotor of low and medium power. Power circuit protection

шёствляется плавкими предохранителями и двумя'тепловыми реле, собранными с линейными контакторами в одном металличеоком кожухе. Плавкие предохранители защищают силовую цепь от коротких замы— калий, а тепловые реле защищают двигатель от перегрузок, превышающих номинальную нагрузку на lO-j-20%.Включение и отключение двигателя производится линейным контактором магнитного пускателя, нормально открытые силовые контакты которого находятся в силовой цепи двигателя. Управление двигателем производится дистанционно с кнопочной станции, состоящей из двух кнопок 'Пуск' и 'Стоп'.It comes with fuses and two thermal relays assembled with linear contactors in one metal casing. Fuses protect the power circuit from short circuits, and thermal relays protect the motor from overloads exceeding the rated load by lO-j-20%. The motor is switched on and off by a linear contactor of the magnetic starter, normally open power contacts of which are located in the motor power circuit . The engine is controlled remotely from a push-button station, consisting of two buttons 'Start' and 'Stop'.

При нажатии кнопки 'Пуск* катушка контактора получает питание и притягивает якорь, на котором укреплены подвиж— ' ные контакты. Контактор своими сило—тосредняя точка которых подключена к корпусу электродвигателя.When the 'Start * button is pressed, the contactor coil receives power and attracts the armature on which the movable contacts are mounted. The power contactor is the midpoint of which is connected to the motor housing.

На чертеже показана схема описываемого устройства на примере зашиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.The drawing shows a diagram of the described device on the example of protection of an asynchronous squirrel-cage motor.

Система включения и отключения двигателя содержит магнитный пускатель с силовыми контактами 1, с катушкой 2, ΙΟ плавкие предохранители 3, тепловые реле 4 и 5 с контактами; 6 и 7, кнопки 'Сто'.? 8 и 'Пуск' 9.The engine start and stop system contains a magnetic starter with power contacts 1, with coil 2, кие fuses 3, thermal relays 4 and 5 with contacts; 6 and 7, buttons 'Hundred'.? 8 and 'Start' 9.

Блок защиты 10 подключен к .зажимам двигателя 11-13. Он состоит из выпрями₁₅ теля коммутационных перенапряжений 14 с диодами 15-20 и сборки стабилитронов 21-26 . . . П с заземленной обшей точкой.The protection unit 10 is connected to the terminals of the engine 11-13. It consists of straightenings _{15 of a} switching overvoltage body 14 with diodes 15-20 and a zener diode assembly 21-26. . . P with a grounded common point.

Перенапряжения, возникающие на зажимах двигателя при коммутации, имеют сложную знакопеременную форму. Диоды 15 и 19 пропускают отрицательные полуволны, а диоды 16, 18 и 20 - положи— 25 тельные полуволны перенапряжений. Для ограничения перенапряжений 'сверху' и ’’снизу' служат крмениевые стабилитроны 21-26. При воздействии перенапряжений выше уровня напряжения стабилизации 30 кремниевого стабилитрона начинается ограничение на руровне стабилизации. Уровень ограничения перенапряжений определяется количеством последовательно включенных кремниевых стабилитронов. .Overvoltages that occur at the terminals of the motor during switching have a complex alternating shape. Diodes 15 and 19 transmit negative half-waves, and diodes 16, 18 and 20 transmit positive half-waves of overvoltage. To limit the overvoltages' from above 'and ’’ from below' are the zener diodes 21-26. When exposed to overvoltages above the stabilization voltage level 30 of the silicon zener diode, a limitation begins at the stabilization level. The level of surge protection is determined by the number of silicon zener diodes connected in series. .

За счет введения в защиту указанного блока защиты существенно повышается долговечность асинхронных трехфаэных двигателей.Due to the introduction of the specified protection unit in protection, the durability of asynchronous three-phase motors is significantly increased.

Claims (4)

Изобретение относитс  к электротекаг ке , а именно к пусковым устройствам электротехнических установок. При коммутации (включении, отключении, реверсе) асшосронных электродвигателей возникают перенапр жевЕ .Веро твость по влени  коммутационных перенапр жений при включе;шш и реверсировании достаточно велика (до О,95). Наибольшие перенапр зкени  всхзникают при реверсировании н отключении и состав дают () Иф, где Иф - амплитуда фазного питающего напр жени  промьпиленной частоты 50 Гц (ij . Изучение опыта эксплуатации   исследование надежности асинхронньи эл вктроп двигателей в лг ораторных услови х показали существенное вли ние к«имутади-« онннх-перенапр жений на их надежность и тем самым ва качество асинхронных влектродввгателей. Анализ отказов асинхронных электродвивателей в эксплуатации позволит установить , что основна  дол  отказов (85г г95)% приходитс  на обмотку статора. Таким образом, повьпиение надежности обмоток позволит в основном решить Вопрос цо повышению надежности двигател . Надежность Ьбмоток асинхронных электродвигателей определ етс  электрической прочностью изол ции и величиной воздействук пшх напр жений. Дл  повышени  надежности обмоток необходимо снизить воздейст вующие напр жени , В известных схемах защиты от перенапр жений используют транзисторы, кш- дёнсаторы, тиристоры, резисторы, диоды и термопары, искровые промежутки, предохранители, экранированные проводники {3 . Наиболее близким к за вл емому  вл етс  устройство дл  защиты асинхронного электродвигател  4. При дистанционном управлении дл  включени  и отключени  асиюсронных двигателей с «сороткозамкнутым ротором малой и средней мощйости исатользуютс  магнит ные пускатели. Защита силовой цепи осу ществл етс  плавкими предохранител ми и двум тепловыми реле, собранными с;линейными контакторами в одном металличе ком кожухе. Плавкие предохранители за ЩйЩайтсйл;двую цепь от коротки замыканий , а тепловью реле защищают двигатель от перегрузок, превьпи щих номинШьную нагрузку на 107-2б%Г Шклмчение и отклйчение двигател  производитс  линейным контактором магнитного пускател , нормально открытьге силоЕйзте крнтак тЪ1 которого наход тс  в силовой цепи дви гател . Управление двигателем производитс  дистанционно с кнопочной станции, состо щей из двух кнопок Пуск и Стоп При нажатии кнопки Пуск катушка контактора получает питание и прит гивает  корь, на котором укрепленьг подвиж- ньге контакты. Контактор своими сило-к ; вь1Мй контактами подключает статор двигател  к сети. Блокировочный нормально открытый контакт шунтирует кнопку Пуск что позвол ет отоустить эту кнопку, не прерыва  питани  катушки. Остановка двигател  осуществл етс  при нажатии кнопки Стоп, или в случае перогрузкй двигател  осуществл етс  при нажатии кнопки Стоп, или в случае перегрузки двигател  при размыкании контактов теплсх вьсс реле. Двигатель отключаетс  от сети и в том случае, когда напр жение на катушке магнитного пускател  снизитс  до величины 0,8 И| , так как потбк, со- зданный катушкой пускател , не будет удерживать  корь контактора, а следовательно , и его контакты во включенном гШожейййТ,-,...,--:; - ..-..--..Недс статкрм известной сиСТемьг  вш- (№утёШтШУ жени , что существенно снижает надежность двигателей. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности электродвигател  путем сниже ни  кратности коммутационных перенапр жений . Поставленна  цель достигаетс  ,там, что устройство дл  защиты асинхронного электродвигател , содержащее кнопки Пуск и Стоп, включенные последовательно с катушкой магнитного пускател  и контакта ми двух тепловых реле, при этом электродвигатель через соединенные последовательно тепловьте реле, силовые контЖКтьг йускйтел  и йрёдс«рат1итёли подключен к сети, дополнительно снабжено блоком защиты, выполненном на трехфаз- ном выпр мителей, вжод которого подключен к (зажимам элёктрщгдвнгател , а к его разндпол рньгмьыходам подключены п - побПёдовательно соединенных стабилиттроно 7 О54 средн   точка которых подключена к корпусу электродвигател . На чертеже показана схема описываемого устройства на примере защиты асинхронного двигател  с короткозамкнутым рОТ(фОМ. Система включени  и отключени  двигател  содержит магнитный пускатель с силовь1ми контактами 1, с катушкой 2, плавкие предохранители 3, тепловые ре- Яе 4 и 5 с контактами| 6 и 7, кнопки Сто. 8 и Пуск 9. . . Блок защиты 1О подключен к.зажимам двигател  11-13. Он состоит из выпр мител  коммутационных перенапр жений 14 с диодами 15-20 и сборки стабилитронов 21-26 . . . П с заземленной общей точкой. Перенапр жени , возникающие на зажимах двигател  при коммутации, имеют сложную знакопеременную форму. Диоды 15 и 19 гтропускают отрицательные полу- волньг, а диоды 16, 18 и 20 - положительные полуволны перенапр жений. Дл  ограничени  перенапр жений сверху и снизу служат крмениевые стабилитроны 21-26. При воздействии перенапр жений выше уровн  напр жени  стабилизации кремниевого стабилитрона начинаетс  ограничение на руровне стабилизации. Уровень ограничени  перенапр жений определ етс  количеством последовательно включанных кремниевых стабилитронов. . За счет введени  в защиту указанного блока защиты существенно повышаетс  долговечность асинхронных трехфазньгх двигателей. Формула изобретени  Устройство дл  защиты асинхронного электродвигател , содержащее кнопки Пуск и Стоп, включенные последовательно с катушкой магнитного пускател  и контактами двух тепловых реле, при этом электродвигатель через соедине1шые последовательно тепловые реле, силовые кон- такты пускател  и предохранители подклк чей к сети, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, путем понижени  коммутационных перенапр жений , оно дополнительно снабжено блоком зашиты, выполненном на трехфазном выпр мителем , вход которого подключен к зажимам электродвигател , а к его разнопол рным выходам подключены п -последовательно соединенных стабилитронов.The invention relates to electrical technology, in particular, to starting devices of electrical installations. When switching (turning on, turning off, reversing) ACC motors, overvoltage occurs. The probability of switching overvoltage occurring when it is turned on; shsh and reversal is large enough (up to 0, 95). The greatest overvoltages are observed when reversing and disconnecting and the composition gives () If, where If is the amplitude of the phase supply voltage of the industrial frequency of 50 Hz (ij. Operating experience study, the reliability of asynchronous motors electrical injection under normal conditions showed a significant effect on imutadi- "onnnh-overvoltages on their reliability and thereby the quality of asynchronous power generators. Analysis of failures of asynchronous electric drives in operation will allow to establish that the main share of failures (85g g95)% Thus, increasing the reliability of the windings will basically solve the question of increasing the reliability of the motor. Reliability of the windings of induction motors is determined by the electrical strength of the insulation and the magnitude of the impact of the voltages. known overvoltage protection circuits use transistors, x-capacitors, thyristors, resistors, diodes and thermocouples, spark gaps, fuses, shielded conductors {3. The closest to the claimed device is to protect the induction motor 4. With remote control, the starters are used to turn on and off asynchronous motors with a short-closed rotor of small and medium power. The power circuit is protected by fuses and two thermal relays assembled with linear contactors in one metal housing. Fuses for the ShchSchAytsilyl; two circuits from short circuits, and a thermal relay protects the engine from overloads, exceeding the nominal load by 107-2b% G Shklmchenie and disconnection of the engine is produced by a linear contactor of the magnetic starter, normally open the power contactor, open the power switch, normally open the magnetic contactor of the magnetic starter, normally open the power contactor, turn off the motor, then open the magnetic contactor of the magnetic starter, normally open the power contactor of the motor, open the power contactor of the magnetic starter, normally open the power contactor of the magnetic starter; engine The motor is controlled remotely from a push-button station consisting of two Start and Stop buttons. When the Start button is pressed, the contactor coil receives power and attracts the meas- ure, on which the mobile contacts are fixed. Contactor with its own force; All contacts connect the motor stator to the network. A blocking normally open contact shunts the Start button which allows the button to be released without interrupting the coil power supply. The engine is stopped by pressing the Stop button, or in the case of an overload of the engine, by pressing the Stop button, or in the event of an engine overload when the contacts of the heating relay are open. The motor is disconnected from the mains even if the voltage on the coil of the magnetic starter drops to 0.8 And | because the potbuk created by the actuator coil will not hold the contactor measles and, therefore, its contacts in the switched on SCW, -, ..., - :; - ..-..-- .. Neds statcrm known SISTemg vsh- (Notification, which significantly reduces the reliability of the engines. The aim of the invention is to increase the reliability of the motor by reducing the frequency of switching overvoltages. The goal is set for protection of the asynchronous electric motor, containing the Start and Stop buttons connected in series with the coil of the magnetic starter and the contacts of two thermal relays, while the electric motor The equipment is connected to the network, it is additionally equipped with a protection module, which is connected to a three-phase rectifier, the rear panel of which is connected to (electrical terminals, and connected to the electrical outlets connected to the terminal and connected to the network; The drawing shows the diagram of the described device on the example of the protection of an asynchronous motor with a short-closed pOT (FOM. The system of switching on and off of the engine contains a magnetic starter with power contacts 1, with coil 2, fuses 3, thermal re- sea 4 and 5 with contacts | 6 and 7, one hundred buttons. 8 and Start 9.. . The 1O protection block is connected to the engine terminals 11-13. It consists of switching overvoltage rectifier 14 with diodes 15-20 and assembly of zener diodes 21-26. . . G with grounded common point. Overvoltages occurring at the motor terminals during switching have a complex alternating shape. Diodes 15 and 19 gtpuskut negative half-waves, and diodes 16, 18 and 20 - positive half-wave overvoltages. To limit the overvoltages at the top and bottom are crimped zener diodes 21-26. When exposed to overvoltages above the voltage level of stabilization of the silicon Zener diode, the limitation on the stabilization level begins. The level of limiting overvoltages is determined by the number of successively included silicon zener diodes. . Due to the introduction of this protection unit into protection, the durability of three-phase asynchronous motors is significantly increased. Claims An apparatus for protecting an asynchronous electric motor, comprising Start and Stop buttons connected in series with the coil of a magnetic starter and the contacts of two thermal relays, the motor being connected in series with thermal relays, power contacts of the starter and fuses connecting to the network, different that, in order to increase reliability, by lowering the switching overvoltages, it is additionally equipped with a protection unit, made on a three-phase rectifier, whose input is It is connected to the terminals of an electric motor, and n-series connected zener diodes are connected to its opposite-polar outputs. 5 74680565,7468056 йрешш  точка которых подключена к кор-. whose point is connected to the cor-. 2. Патент OUA № 37664332. Patent OUA No. 3766433 пусу электродвигател .кл. 317-16, 1973. start electric motor .kl. 317-16, 1973. Источники информации,Information sources, 3. Патент США № 379584О,3. US Patent No. 3,79584, прин тые во внимание npiH экспертизе 317-16, 1973. .taken into consideration npiH examination 317-16, 1973.. „ „ ,5  " " ,five 4. Соколов М, М, и Липатов Д. М.4. Sokolov M, M, and Lipatov D.M. ,; .J - Электротех-/Электропривод и электроснабжение промыт.,; .J - Electrotech- / Electric drive and power supply washed. la , XWDO, о,ленных пп пт1 « 1 1чгв IOC-с - плп la, XWDO, o, lehnny PP PP1 "1 1chgv IOC-with - plp ленных предпри тий . М-Л., 1965, с. 243.lennyh enterprises. ML, 1965, p. 243.