|
О ветряках---->
Статьи и небольшие публикации о ветряках и других источниках энергии.
Автомат защиты трехфазного электродвигателя
И. КАЗАКОВ, г.Волгоград
Защита электродвигателя или другой трехфазной 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 трехфазной 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.
Схема автомата изображена на рисунке.
Сигнал о нарушении симметрии электропитания формируется по принципу, описанному, например, в статье А. Сергеева "Сигнализатор "перекоса" фаз" ("Радио", 2003, № 11, с. 42. 43), С помощью трех одинаковых реактивных сопротивлений — в рассматриваемом случае конденсаторов С1—СЗ — создана "искусственная нейтраль". Можно показать, что при равенстве значений емкости конденсаторов и идеальной симметрии трёхфазной сети напряжение между искусственной и реальной нейтралью равно нулю. При нулевом напряжении в одной из фаз (но в отсутствии ее обрыва) контрольное напряжение равно приблизительно трети фазного. При нулевом напряжении в двух фазах оно достигает половины, а при обрывах в двух 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 Ml или другую нагрузку к трехфазной 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—СЗ и нейтралью трехфазной сети 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 КМ 1 продолжительность удержания контактов реле К 1.1 в разомкнутом состоянии. Кроме того, конденсатор предотвращает ложные срабатывания автомата, к которым может привести неодновременное замыкание контактов КМ 1.1 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...140 В в сети 220/380 В. В этой ситуации действующее значение напряжения между искусственной и реальной нейтралями достигнет 20...25 В, а на выходе выпрямительного моста VD1 — VD4 — 28...35 В (в действительности под нагрузкой, создаваемой обмоткой реле К1, напряжение будет немного меньше).
Чтобы обеспечить срабатывание автомата при таком "перекосе", в качестве К1 выбрано реле РП21 с обмоткой на 24 В постоянного тока и с группой контактов на переключение. Емкость конденсаторов С1— СЗ 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 должны 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 2 Вт. Если же приходится длительное время работать на грани срабатывания, его мощность придется увеличить до 10 Вт и более.
Пускатель КМ1 — серии ПМЕ-211 с обмоткой управления на 220 В. Диоды 2Д202Р можно заменить на КД203Г, КД203Д или диодными мостами КЦ402А, КЦ402Ж, КЦ405А, КЦ405Ж. Диоды с меньшим допустимым обратным напряжением применять не рекомендуется. Они могут быть повреждены выбросами напряжения, возникающими при коммутации индуктивной нагрузки.
Радио №12 2006 год
|
