欠相に対する三相モーター保護装置。スキーム、説明

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三相モータ欠相保護装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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無線電子工学と電気工学の百科事典 / ネットワークの緊急操作、無停電電源装置からの機器の保護

この記事では、三相非同期モーターを電源ネットワークの位相故障から保護するためのデバイスについて説明します。

このデバイス回路は、変圧器タイプのセンサーを使用してモーター電源ラインの電流を自動制御します。この装置は、ネットワークの隣接セクションで短絡が発生した場合や、電源相が短期間に消失した場合に、電源ネットワークからモーターを切り離す際に遅延を与え、エンジンの始動をブロックします。欠相動作。

非同期三相電気モーター (IM) の損傷の一般的な原因の XNUMX つは、欠相モードでの動作です。これは、位相不良、スイッチングまたは保護装置の接点の破損によって発生します。

AD を過負荷から保護するように設計されたサーマルリレーは、欠相時に常に機能するとは限りません。その結果、モーターが過熱して絶縁損傷により故障します。

以下は、1 相での動作からの IM 保護デバイスの説明です。これは、別個の変圧器タイプの電流センサーが存在する点で [XNUMX] とは異なります。これにより、サーマルリレーを持たない小型磁気スターターでの使用が可能になります。したがって、以前の開発に比べてデバイスの使用範囲が広がります。

保護装置のブロック図を図 1 に示します。

（クリックして拡大）

このデバイスは、電源ユニット BP、供給ライン A、B、C の相の電流を監視するための XNUMX つの独立したチャネルで構成され、各チャネルには電流センサー DT、アンプ U、検出器 D、OR ロジックが含まれています。要素、ＥＺ遅延要素、閾値装置ＰＵ、電子キーＥＫ、磁気スタータＭＰ、制御ボタンＰＳ非同期モータＨＥＬＬ。

デバイスの概略図を図 2 に示します。

（クリックして拡大）

電源はトランスレス回路に従って組み立てられています。電圧は、SA1 スイッチの接点 2 ～ 1 を介して三相電源ネットワークの相の 3 つから直接供給されます。これにより、IM 動作モードの選択が保証されます: 欠相制御なしの通常 (接点 4 ～ 12 は閉じます) ) または IM フェーズでの電流制御による自動 (接点 3 が閉じ、4 ～ 2 が開いている)。図 XNUMX に自動モードを示します。

電源整流器は、VD13 ダイオードの半波回路に従って組み立てられます。ツェナーダイオード VD14 は、抵抗 R12 によって分路されたクエンチングコンデンサ C27 を再充電します。この抵抗は、保護回路がオフになった後のコンデンサ C12 の放電を保証します。バラスト抵抗 R29 は、電源に電圧が印加されたときにコンデンサ C10、C12 を流れる突入電流を低減します。

欠相保護装置は、供給ラインの各相の電流を監視するための 1 つの独立した同一のチャネルで構成され、共通の作動要素であるトライアック VS1 に作用します。すべての制御チャネルにはセンサー (変流器 ТТ3 ～ ТТ1) が付いています。 IM の通常動作中に電流が変圧器の一次巻線を流れると、二次巻線に EMF が誘導され、トランジスタ VT4 に組み込まれた単段アンプの入力に供給されます。増幅器の出力から、コンデンサ C4 を介した電圧は、電圧 VD7、VD7 の 7 倍の電圧で検出器の入力に供給されます。検出器の負荷はコンデンサ C13 です。コンデンサＣ７から制限抵抗器Ｒ１３を介して信号の一定成分がトランジスタＶＴ４の入力に供給される。 4 番目と 5 番目のチャネル (トランジスタ VT6 と VTXNUMX) も同様に動作します。

トランジスタＶＴ４〜ＶＴ６およびダイオードＶＤ１０〜ＶＤ１２は、論理要素「ＯＲ」を形成する。ＡＤの通常動作中、いずれかのトランジスタのコレクタの電圧はそれぞれゼロであり、論理要素「ＯＲ」の出力の電圧はゼロに等しい。

EZ 遅延要素は抵抗 R19、R20 およびコンデンサ C11 で構成され、その静電容量によって BP 保護デバイスの動作の遅延時間が決まります。「ＯＲ」要素の出力に電圧が存在しない場合、トランジスタＶＴ７〜ＶＴ９に組み込まれた閾値デバイスＰＵの入力に電圧が存在しない。この場合、トランジスタ VT7、VT9 はシュミットトリガーを形成し、アクチュエーター (磁気スターター回路のトライアック VS7) の正確な動作を保証します。通常動作中は、トランジスタ VT8 が閉じ、VT1 が開いているため、トランジスタ VT7 が開き、トライアック VS8 が開き、磁気スタータのスタートボタン S9 がバイパスされます。

トランジスタ VT1 ～ VT3 の入力回路のダイオード VD1 ～ VD3 は、ネットワークに接続されて短絡したときに発生する IM モータの電力線の過渡現象中にトランジスタを保護します。トライアックの両端の電圧上昇率を低減するために、コンデンサ C13 がトライアックと並列に接続されます。

抵抗 R28 はコンデンサ C13 の放電電流を制限します。装置は次のように動作します。ネットワークの 1 つの相すべてに電圧が存在すると仮定します。 SA1 スイッチでは、接点 2 ～ 2 を使用してデバイスの電源に電圧を印加します。 S1.2 (「スタート」) ボタンを押して HELL を開始します。この場合、磁気スタータが作動し、接点 K1 を介してモータの端子 C3 ～ C1 に三相電圧が供給されます。 EMF は 1.1 つの変流器すべてに誘導され、その結果、デバイスのすべてのチャネルが開き、「OR」要素の出力に電圧がなくなり、トライアック VS2 が開き、閉接点を介してスタートボタン SXNUMX が短絡されます。マグネットスターターのKXNUMX。 ADの起動が完了しました。

いずれかの相、たとえば「A」が破損すると、TT1 の一次巻線の電流が消失し、「A」相の保護チャネルが閉じます（コレクタ VT1 および VT4 - 高電圧）。信号が「OR」要素の出力に現れ、シュミットトリガーが別の安定状態になり、トランジスタ VT9 が閉じ、したがってトライアック VS1 が閉じます。磁気スターターのコイルは通電されず、HELL はネットワークから切断されます。

詳細。このデバイスは抵抗 R1 ～ R24 タイプ MLT-0,25 を使用します。 R25-R29タイプMLT-0,5; タイプ D1G のダイオード VD12 ～ VD9 はタイプ D9D、D9B、D310 ～ D312 のダイオードと置き換えることができ、タイプ D13 のダイオード VD226 は任意の文字インデックスを持つタイプ KD105 のダイオードと置き換えることができます。ツェナーダイオード VD14 タイプ D815D の代わりに、D815G を使用することもできます。

電圧 1 V のタイプ K11-50 のコンデンサ C6 ～ C25。コンデンサ C12 は、タイプ K73-17、2 μF、400 V の 2 つの並列接続されたコンデンサで構成され、MBGO-1 タイプの対応するコンデンサで置き換えることができます。。トランジスタ VT8 ～ VT361 タイプ KT9 は、どの文字インデックスでも使用できます。 KT315GシリーズのVT312トランジスタをKT1シリーズのトランジスタに置き換えることができます。トライアック VS208 タイプ KU112G の代わりに、KD10 ダイオードとほぼ同じハウジングを備えた、下位 4 桁以上の 10 A、400 V 用統合タイプ TS4-202-1 を使用できます。電流センサー ТТ3 ～ ТТ2000 は、M1NM33 グレード、K16Ch9Ch1,1 サイズのフェライトコアで作られています。 2 kWの電力を持つIMの場合、センサーの一次巻線にはモーターに供給する線のワイヤが25回巻かれ、二次巻線には直径50 mmのPELSHOワイヤが0,18〜XNUMX回巻かれます。

「OR」要素を含むデバイスの各チャネルのすべての部品は、サイズ 90x50 mm、厚さ 1 mm の別個のプリント基板に実装されています。同様に、電源としきい値デバイスは遅延素子とともに別の基板に実装されます。すべてのプリント基板は、従来の中間 AC リレータイプ RP23 のハウジング内に上下に設置され、XNUMX つのスタッドでリレーのベースに取り付けられています。

調整。サーキットブレーカーABがオフになると、トライアックVS26の制御電極が抵抗R1から切り離され、トライアック自体はジャンパー線で短絡されます。次に、AB をオンにし、接点 1 ～ 1 で SA2 をスイッチし、ネットワーク内のデバイスの電源をオンにします。アボメータは電源の出力電圧を測定します。この電圧は、使用するツェナーダイオードの種類に応じて 9 ～ 13 V の範囲にある必要があります。 S2 ボタンは IM モーターを起動し、電流センサーの出力に電圧が存在するかどうかをチェックします。この電圧は、IM の公称負荷で 1 ... 1,5 V である必要があります。電圧が指定された制限を超えた場合は、電流センサーの一次巻線の巻数を変更することで電圧が修正され、その後各チャンネル (VT1、VT4、VT2、VT5、VT3、VT6) のトランジスタのオープン状態がチェックされます。 VT8、VT9)、および「OR」要素の出力に信号が存在しないこと。この場合、トランジスタ VTXNUMX と VTXNUMX は開いている必要があります。

その後、HELL と AV をオフし、トライアック VS1 のジャンパ線を外すことで保護回路の動作を復帰させ、電源ラインの各相に単極遮断器を設置し、HELL を遮断します。 S2ボタンで起動しました。この場合、トライアック VS2 を開き、磁気スターターの接点 K1 を閉じることによってスタートボタン S1.1 を短絡する必要があります。シャントが発生しなかった場合 (S2 ボタンを放すと BP が停止した場合)、抵抗 R26 の適切な値を選択する必要があります。

S2 ボタンのバイパスに達したら、シングルバンド回路ブレーカーを使用して供給ラインの各相を順番にオフにして、デバイスの動作をチェックします。同時に、保護によるBPのシャットダウンは、回路ブレーカーがオフになった直後に発生するのではなく、0,5 ... 1秒の遅延が発生することに注意してください。

このデバイスは、出力 4 kW、電圧 1,1/220 V、主電源電圧 380 V の 380A シリーズモーターを使用した実験室条件でテストされました。異なる IM で位相障害が発生した場合でも、IM を確実に保護することが示されました。負荷がかかります。

このデバイスを生産現場に導入すると、最近のデータによると、農業などで 40 ～ 50% に達する、位相故障による IM 故障の件数を大幅に減らすことができます。

文学：

Kolomoytsev K.V.、Romanyuk Yu.F.、Glad I.V. 三相非同期モーターの二相での動作からの保護//Radioamator-Electrician。 - 2000.N5。 - 15 年頃

著者: K.V. コロモイツェフ、I.V. 表面、Yu.F. ロマニュク

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