Одной из причин выхода из строя трехфазных асинхронных двигателей (АД) является их работа в неполнофазном режиме, который возникает из-за перегорания плавкой вставки предохранителей в цепи асинхронного двигателя вследствие короткого замыкания или неправильного ее выбора.
Схема защиты асинхронного двигателя
Неполнофазный режим работы асинхронного двигателя возникает также при нарушении контактов в одной из фаз коммутационных аппаратов, например, в магнитных пускателях, рубильниках, контакторах и т.д., с помощью которых асинхронный двигатель включается в работу. Нарушение контактов может возникать и в предохранителях, защищающих АД. Отказ асинхронного двигателя из-за неполнофазного режима работы составляет 40-50% от общего числа аварийных режимов.
Ранее предлагались устройства для защиты асинхронного двигателя от работы на двух фазах, содержащие катушки индуктивности на кольцевом магнитопроводе, или трансформаторы тока, включенные в фазные провода асинхронного двигателя, полупроводниковые приборы и исполнительные реле, контакты которых включены в цепь магнитного пускателя асинхронного двигателя. При всех положительных качествах эти устройства защиты имеют и недостатки.
К недостаткам следует отнести относительную сложность их схем, наличие нестандартных моточных элементов, например, катушек индуктивности, самодельных трансформаторов тока и нескольких исполнительных реле, что снижает надежность устройства, увеличивает его массу, габаритные размеры и стоимость. Кроме того, устройства требуют наладки и экспериментального подбора числа витков вторичной обмотки трансформаторов тока в зависимости от мощности защищаемого асинхронного двигателя.
Все эти недостатки затрудняют практическую реализацию устройств на производстве. Простое техническое решение представлено на сайте рисунок 1, обеспечивающее защиту асинхронного двигателя при перегорании планкой вставки предохранителя или плохих контактах в коммутационных аппаратах, прототипом которого является один из авторских вариантов устройств защиты асинхронного двигателя.
Устройство содержит три неоновые лампочки HL1 HL3, которые шунтируют, например, предохранители в каждой фазе асинхронного двигателя. Неоновые лампочки могут шунтировать и контакты коммутационных аппаратов, и всю защищаемую цепочку из предохранителей и контактов коммутационных аппаратов, как показано на рисунке пунктирными линиями. Последовательно с неоновыми лампочками включены токоограничивающие резисторы R1 – R3.
Схема управления устройством содержит исполнительный элемент – реле К1, последовательно с которым включен полупроводниковый ключ – тиристор VS1. Цепь управления тиристором содержит фоторезистор R, токоограничивающий резистор R4 и защитный диод VD1. Размыкающие контакты К1.1 исполнительного элемента К1 включены последовательно с блок-контактами К2.1 магнитного пускателя К2, которые шунтируют пусковую кнопку
S1 двигателя. Диод VD2 обеспечивает защиту тиристора от обратного напряжения, диод VD3 и конденсатор CI повышают надежность работы исполнительною элемента.
Устройство работает следующим образом. При исправных предохранителях последние шунтируют неоновые лампочки и напряжение на них отсутствует. В результате фоторезистор имеет большое сопротивление, тиристор закрыт, исполнительный элемент л 1 обесточен, а его контакты К1.1 замкнуты. При отказе любого из предохранителей (перегорание планкой вставки, плохой контакт) на зажимах неоновой лампочки появляется напряжение, в результате лампочка зажигается и освещает фоторезистор. Сопротивление его значительно уменьшается, что приводит к открытию тиристора и срабатыванию исполни тельною элемента К1, контакты которою К1.1 размыкаются и разрывают цепь управления катушки магнитного пускателя К2.
Магнитный пускатель отключает асинхронный двигатель от сети, и схема защиты двигателя приходит и исходное состояние. Подобным образом работает устройство и при контроле исправности коммутационных аппаратов, но при этом в цепь катушки реле К1 или диода VD1 необходимо ввести дополнительные блоки-контакты (замыкающие) магнитного пускателя К2 (на схеме не показаны), которые разрывают цепь питания реле К1 или цепь управления тиристором в отключенном положении асинхронного двигателя.
В устройстве использованы миниатюрные неоновые лампочки TН-0,2 с напряжением зажигания 85 В, фоторезистор R типа СФ2 5, СФ2-6; резисторы R1 — R5 тина МЛ Т-0,25; диоды Д226Б, КД105Б; стабилитрон – Д814А, КС168А, КС156А; конденсатор типа КМ-5; тиристор-КУ110А на ток 0,3А и прямое напряжение 300 В; исполнительный элемент К1 – реле переменного тока на 220 В типа РП-21, РП-25 или МКУ -48.
Возможно использование реле более низких напряжений (в пределах допустимого тока тиристора), так как устройство работает кратковременно, т.е. только на период отключения асинхронного двигателя. Неоновые лампочки ТН-0,2 можно заменить на ТН-0,5, МН-3 или тиратроны МТХ -90, соединив анод и сетку между собой и уменьшив сопротивление резисторов R1-R3 до 180 кОм. Вместо тиристора КУ110А можно использовать тиристоры КУ107А, КУ107Б, КУ103В.
Монтируется устройство непосредственно в корпусе исполнительною элемента К1 (реле PIT-25), корпус которого должен быть светонепроницаемым. Возможен также монтаж устройства в корпусе магнитного пускателя K2 при использовании малогабаритных реле, например, реле переменного тока на 220В типа РП-21. Устройство не потребляет электроэнергии в дежурном режиме, не требует наладки и начинает работать сразу же мри исправных элементах и правильном монтаже.
