Автомат защиты 3-х фазного электродвигателя
 Немного об одном из вариантов защиты 3-х фазного двигателя. Защита электродвигателя или другой 3-х фазной нагрузки от выхода из строя при низкокачественном электропитании - весьма актуальная задача, особенно в сельской местности. Низкое качество поставляемой электроэнергии проявляется в асимметрии действующих значений напряжения в фазах 3-х фазной сети и даже в полном отсутствии напряжения одной из фаз. Это может привести к тепловой перегрузке двигателя и перегоранию его статорных обмоток. Предлагаемое устройство автоматически отключит нагрузку от сети при возникновении опасной ситуации.
Теперь о самой схеме. С помощью 3-х одинаковых реактивных сопротивлений - в рассматриваемом случае конденсаторов С1-С3 - создана "искусственная нейтраль". Можно показать, что при равенстве значений емкости конденсаторов и идеальной симметрии 3-х фазной сети напряжение между искусственной и реальной нейтралью равно нулю. При нулевом напряжении в одной из фаз (но в отсутствие ее обрыва) контрольное напряжение равно приблизительно трети фазного. При нулевом напряжении в 2-х фазах оно достигает половины, а при обрыве в 2-х фазах - его полного значения. Таким образом, достаточно настроить автомат на срабатывание при критическом уменьшении напряжения в одной из фаз, в других ситуациях он сработает еще увереннее.
При нажатии на кнопку SB1 "Пуск" фазное напряжение поступает на обмотку пускателя КМ1, и он своими основными контактами подключает электродвигатель М1 или другую нагрузку к 3-х фазной сети. Вспомогательные контакты пускателя блокируют кнопку SB1, которую теперь можно отпустить. Выключение двигателя происходит в результате разрыва цепи питания обмотки пускателя КМ1 при нажатии на кнопку SB2 "Стоп" или при срабатывании реле К1.
На обмотку этого реле поступает пропорциональное "перекосу фаз" напряжение между точкой соединения конденсаторов С1-С3 и нейтралью 3-х фазной цепи N, выпрямленное диодным мостом VD1-VD4. Реле сработает, если это напряжение превысит некоторое пороговое значение, которое можно регулировать переменным резистором R1. Конденсатор С4 не только сглаживает пульсации подаваемого на реле напряжения, но и обеспечивает необходимую для отключения пускателя КМ1 продолжительность удержания контактов реле К1.1 в разомкнутом состоянии. Кроме того, конденсатор предотвращает ложные срабатывания автомата, к которым может привести неодновременное замыкание контактов КМ1.1 при срабатывании пускателя. Стабилитроны VD5-VD7 ограничивают на допустимом уровне напряжение на обмотке реле К1 и конденсаторе С4 при слишком большом "перекосе".
Как показывает практика, для электродвигателя критично уменьшение напряжения в одной из фаз примерно до 70% номинального, т.е. до 150...140В в сети 220/380В. В этой ситуации действующее напряжения между искусственной и реальной нейтралями достигнет 20...25В.
Чтобы обеспечить срабатывание автомата при таком "перекосе", в качестве К1 выбрано реле РП21 с обмоткой 24В постоянного тока и с группой контактов на переключение. Емкость конденсаторов С1-С3 выбрана исходя из того, что их реактивное сопротивление должно быть значительно меньше сопротивления обмотки реле. Применены конденсаторы КБГ-МН. Возможна их замена на МБГО, МБГЧ или импортными на соответствующее напряжение. Отклонения емкости конденсаторов от номинальной не доллжны превышать 5%.
Переменный резистор R1 должен быть проволочным. Его мощность зависит от условий эксплуатации автомата. Если больших "перекосов" в сети не ожидается и нужно защитить двигатель лишь от внезапного отключения одной из фаз, резистор может быть мощностью 2Вт. Если же приходится длительное время работать на грани срабатывания, его мощность придется увеличить до 10Вт и более.
Пускатель КМ1 - серии ПМЕ-211 с обмоткой управления на 220В. Диоды 2Д202Р можно заменить на КД203Г, КД203Д или диодными мостами КЦ402А, КЦ402Ж, КЦ405А, КЦ405Ж. Диоды с меньшим обратным напряжением применять не рекомендуется. Они могут быть повреждены выбросами напряжения, возникающими при коммутации индуктивной нагрузки.
|
читать далее... защита двигателей переменного тока
Защита двигателей переменного тока
Конечно, в наше время можно найти множество решений той или иной защиты работы 3-х фазных двигателей, но зачастую многие ищут всего-навсего более простых решений на наиболее встречающиеся случаи возможного пропадания одной из фаз. Об этом и пойдет далее речь.
Одна из самых простых схем представлена ниже. |
 В обычную систему запуска двигателя введено дополнительное реле Р1 с нормально разомкнутыми контактами. При наличии напряжения в сети (или при включенном автоматическом выключателе, скажем, станка) оно постоянно включено.
При нажатии кнопки "Пуск" через обмотку магнитного пускателя МП1 будет проходить ток, он встанет на самоблокировку при помощи контактов Р1/1 и МП1/4 и через свои контакты МП1/1, МП1/2, МП1/3 обеспечит подачу напряжения на электродвигатель. При пропадании фазы А (или по новому L1) реле Р1 обесточивается и разрывает цепь питания магнитного пускателя электродвигателя. При пропадании двух других фаз магнитный пускатель МП1 обесточится непосредственно сам.
В качестве дополнительного реле можно использовать реле типа МКУ или любое другое, подходящее по условиям и режимам работы. |
 Данная схема строится на использовании четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью. В ней использованы ужже два дополнительных реле Р1 и Р2, обмотки которых находятся во включенном состоянии.
При пропадании фазы А отключается дополнительное реле Р1, при пропадании фазы В отключается дополнительное реле Р2. В обоих этих случаях дополнительное реле отключит своими разомкнувшимися контактами магнитный пускатель МП1 электродвигателя. При пропадании фазы С магнитный пускательМП1 электродвигателя отключится сам непосредственно. Так сказать, без помощи дополнительных реле.
В этой схеме также можно в качестве дополнительных реле Р1 и Р2 использовать реле типа МКУ на соответствующее напряжение. |
 На данном рисунке показана схема защитного устройства, основанного на принципе создания и использования искусственной нулевой точки (на схеме это точка N1), образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1 - С3. Между искусственной нулевой точкой и, так сказать, реальным нулем включено дополнительное реле с нормально замкнутыми контактами.
При нормальной работе двигателя потенцал в точке N1 равен нулю и ток через реле Р1 не протекает. При пропадании одной из фаз сети возникает асимметрия 3-х фазной системы и в точке N1 появляется напряжение. При этом реле Р1 срабатывает и обесточивает обмотку магнитного пускателя МП1, который в свою очередь отключает электродвигатель.
Данное устройство обеспечивает более высокую надежность защиты (в плане срабатывания - об этом позже) по сравнению с двумя предыдущими.
В схеме можно использовать в качестве дополнительного реле типа МКУ на напряжение 36В; конденсаторы бумажные емкостью 4 - 10мкФ на рабочее напряжение 400 - 600В. |
 Еще одна схема, представленная здесь, представляет собой несколько усложненный вариант, представленный тремя схемами выше.
При нажатии кнопки "Пуск" включается реле Р1 и своим контактом Р1/1 замыкает цепь питания магнитного пускателя МП1. Магнитный пускатель срабатывает и своими силовыми контактами МП1/1, МП1/2, МП1/3 включает электродвигатель. При пропадании фаз В и С реле Р1 обесточится, разомкнув своим контактом цепь питания магнитного пускателя МП1. При пропадании фазы А, также как и С магнитный пускатель отключится самостоятельно. В этой схеме дополнительное реле Р1 обесточено при выключенном двигателе. |
Рассмотренные в подразделе "Защита двигателей переменного тока" схемы с применением дополнительных реле, за исключением схемы с искусственной нулевой точкой, имеют недостаток. При пропадании одной из фаз, на которой "сидит" дополнительное реле, это реле может не отключиться за счет того, что второй конец ее катушки будет получать вторую уцелевшую фазу через обмотку двигателя. Это несложно проследить. Величина этого "остаточного" напряжения в общем случае будет зависеть от параметров двигателя - его мощности и способа включения обмоток. Тем не менее эти схемы применимы, просто необходимо проверить их действие в каждом конкретном случае.
А вот схема с искусственной нулевой точкой обладает более высокой чувствительностью и эксплуатационной надежностью. Чувствительность может оказаться настолько высокой, что устройство может сработать при нарушении электрической симметрии, вызванной, например, подключением других однофазных потребителей к этой сети. В случае необходимости понизить чувствительность можно, взяв конденсаторы с меньшей емкостью.
Последняя рассмотренная схема характерна тем, что дополнительное реле всегда обесточено при отключенном двигателе и в некоторых случаях это может оказаться решающим фактором при выборе способа защиты.
В любом случае действие выбранных устройств защиты надо предварительно проверить перед вводом их в постоянную эксплуатацию. |
|
Схемы защиты двигателей
е или повысилась нагрузка на валу. 
Для защиты двигателей от перегрузки по току обычно используются тепловые реле, встроенные в магнитные пускатели. Однако, в ряде случаев, электродвигатель может выйти из строя из-за перегрева даже при номинальном токе (например, при повышенной температуре окружающей среды, затрудненных условиях теплообмена и т.д.). Представленное здесь устройство защиты позволит отключить двигатель от сети при перегреве его обмоток независимо от причин, вызвавших этот нагрев. 