XNUMX상 전기 모터의 보호 문제. 계획, 설명

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문헌에서는 이미 비동기 1상 전기 모터의 보호를 고려했지만 이는 주로 위상 손실에 대한 보호입니다[2, XNUMX]. 소위 위상 불균형으로부터 전기 모터를 보호하는 경우는 흔하지 않습니다. 어떤 이유로든 한 번에 한 단계 또는 두 단계의 전압이 허용할 수 없는 값으로 감소(또는 증가)하는 경우.

이러한 경우 위상의 전압이 남아 있기 때문에 일반적으로 위상 오류 보호가 작동하지 않지만 위상 전압을 150...160 V로 낮추면 모터에 치명적인 영향을 미치게 됩니다. 일정 시간이 지나면 모터가 과열되어 소손됩니다. . 전압 증가에 대해서도 마찬가지입니다. 220V용으로 설계된 권선은 250V 이상의 전압 증가를 잘 견디지 못합니다.

이 문제는 사람이 없을 때 엔진이 작동하는 경우(예: 워터 펌프, 엘리베이터 등)와 전기 네트워크의 품질이 많이 요구되는 농촌 지역에서 특히 관련이 있습니다. 또 다른 시급한 문제는 전기 모터 자체의 온도를 모니터링하는 것입니다. 모터가 과열될 수 있는 이유는 다양하기 때문입니다.

예를 들어, 샤프트의 부하 증가 또는 걸림이 있습니다. 결국 어려운 시기에는 필요한 출력의 전기 모터가 부족하여 해당 장비에 출력이 부족한 엔진을 설치하는 경우를 처리해야 합니다. 이러한 경우 과열 보호는 긍정적인 효과가 있습니다.

스타터에 설치된 바이메탈 열 계전기는 필요할 때 작동하지 않는 경우가 많습니다. 따라서 위의 사항을 고려하여 전기 모터를 보호하는 몇 가지 방법을 다시 한 번 고려할 것을 제안합니다.

가장 쉬운 방법은 220V 권선이 있는 두 개의 릴레이를 설치하는 것입니다(그림 1).

XNUMX상 전동기 보호 문제

이러한 유형의 보호는 많은 전기 기술자에게 친숙하며 위상 손실로부터 모터를 보호하는 데 도움이 됩니다. 스타터 권선은 상시 개방형 릴레이 접점 K1 및 K2를 통해 켜집니다. 따라서 단계 중 하나라도 누락되면 스타터가 열립니다. [1]은 수행하는 기능에 비해 너무 복잡한 장치에 대해 설명합니다. 그림 1에 표시된 회로는 이를 거의 완전히 대체할 수 있습니다. 380V 권선의 스타터를 사용하는 경우 다이어그램에서 릴레이 K1의 상단 접점을 접지선에서 분리하고 위상 A 또는 위상 B에 연결해야 합니다.

220V 권선이 있는 릴레이가 없는 경우 12~24V 릴레이를 사용할 수 있으며 회로에 위상 손실 표시를 추가할 수도 있습니다. 이러한 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다.

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어떤 경우에는 표시기를 통해 위상 오류를 신속하게 파악하고 문제 해결을 용이하게 할 수 있습니다. 이 회로를 사용하면 다양한 릴레이를 사용할 수 있습니다. 사용되는 릴레이 권선에 필요한 전압을 얻는 방식으로 커패시터 C2, C4를 선택하는 것으로 충분합니다. 일반적으로 커패시터의 커패시턴스는 0,47~1,5μF 범위 내에서 선택됩니다. 그림 2에 표시된 다이어그램은 권선 저항이 2Ω인 RSCH-4 유형의 릴레이 K1 및 K2, 여권 RS52 4.52를 사용할 때 커패시터 C3.205, C220의 커패시턴스를 보여줍니다.

회로의 LED는 AL307 유형이거나 일반적으로 5~10mA의 전류에서 빛나는 다른 유형일 수 있습니다. 모든 다이오드 브리지 VD1, VD2는 200V 이상의 전압과 사용되는 릴레이 유형에 필요한 허용 전류에 사용할 수 있습니다. 커패시터 유형 K7317, 저항 유형 MLT-0,125.

위의 결상 보호 회로는 작동이 간단하고 안정적이며 조립에는 높은 자격이 필요하지 않지만 전기 모터를 위상 불균형으로부터 보호하지 않습니다.

그림 3은 위상 불균형 및 위상 손실로부터 XNUMX상 모터를 보호하기 위한 장치의 다이어그램을 보여주며 여기에는 모터 하우징에 장착된 온도 센서를 사용하여 모터 온도를 모니터링하는 작업이 포함됩니다.

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이 장치는 각 채널이 해당 위상의 전압을 제어하는 XNUMX개의 채널과 모터 하우징의 온도 제어 채널로 구성됩니다. 모든 채널의 출력은 "AND-NOT" 회로를 사용하여 결합되어 액추에이터에 공급됩니다. 위상 전압 레벨을 모니터링하는 세 가지 채널은 모두 유사하며 제어된 전압 생성 회로, 두 개의 비교기 및 "OR-NOT" 결합 요소로 구성됩니다.

위상 A의 전압을 제어하는 채널 중 하나의 작동을 고려해 보겠습니다. 위상 전압은 회로 R3,5, R4, VD15, R16, R2, C1에 의해 2...2V로 감소 및 정류됩니다. 결과적으로 제어된 위상의 전압에 정비례하는 전압이 커패시터 C2의 양극 단자에서 얻어집니다. 이 전압은 듀얼 연산 증폭기 KR1UD140에 만들어진 비교기 DA20의 입력에 공급되며, 입력 중 하나는 반전되고 다른 하나는 비반전됩니다. 연산 증폭기의 해당 두 번째 입력에는 저항 KR1 및 KR2에서 가져온 기준 전압이 공급됩니다. 이 경우 커패시터 C1의 최소 전압에 해당하는 비반전 입력 DA2(핀 2)에 기준 전압이 공급되고, 반전 입력 OA1(핀 7)에 기준 전압이 공급됩니다. 커패시터 C2의 최대 전압.

결과적으로 커패시터 C10의 전압이 전위차계 KP12, KP1에 의해 설정된 제한 내에 있고 "OR-NOT" 셀 DD2의 출력에 있는 경우 연산 증폭기 DA1의 핀 2 및 1.1에서 로우 레벨이 발생합니다. .1.1 상응하는 높은 수준이 있을 것입니다. 전압이 이러한 제한을 초과하면 비교기 중 하나가 전환되고 해당 출력이 2.1 레벨로 설정되어 DD6 출력 레벨이 낮은 수준으로 변경됩니다. 전압 제어 채널의 세 가지 출력은 모두 결합 셀 DD1로 이동합니다. 단위 레벨은 RTXNUMX 센서의 온도를 제어하는 연산 증폭기 DAXNUMX에서 만들어진 비교기에서도 나옵니다.

서미스터 RT1이 가열되면 저항이 감소하고 그에 따라 핀 3 DA6의 전압이 감소합니다. 이로 인해 연산 증폭기의 비반전 입력의 입력 전압이 DA6의 반전 입력에서 전위차계 RP2에 의해 설정된 레벨에 도달하면 DA6 출력의 레벨이 5으로 변경됩니다. 커패시터 C2는 길이가 일반적으로 XNUMX~XNUMXm이므로 온도 센서에서 나오는 전선에서 발생할 수 있는 간섭을 완화합니다.

서미스터의 저항은 다이어그램에 표시된 것과 다를 수 있습니다. 단극 전원이 있고 입력 전압이 1V 미만인 연산 증폭기의 비교기가 불안정하기 때문에 가열된 서미스터가 있는 연결점 RT9, R2의 전압이 1,5V를 초과하는지 확인하면 됩니다. 연산 증폭기 DA2-DAZ에 공급되는 커패시터 C4-C1의 전압과 저항 RP1 모터의 기준 전압에도 동일하게 적용됩니다. 최소값은 2V 미만으로 설정되어서는 안 됩니다.

전압을 제어하는 비교기 또는 온도를 제어하는 비교기의 상태 변화는 각각 LED HL1 및 HL2로 표시됩니다.

셀 DD1.1의 출력에서 이를 반전시키는 평활화 체인 C7, R21 및 DD2.3을 통해 신호는 릴레이 K1에 로드된 트랜지스터 VT1로 이동합니다.

스무딩 체인은 엔진에 위험하지 않은 단계 중 하나에서 짧은 서지 동안 발생할 수 있는 릴레이 덜거덕거림을 제거하고 약 2~4초의 보호 작동 지연을 제공합니다. 필요한 경우 그에 따라 커패시터 C7의 커패시턴스를 증가시켜 이 시간을 늘릴 수 있습니다. 릴레이 접점이 닫히면 스타터에 전압을 공급합니다.

이 회로를 사용하면 380V뿐만 아니라 220V의 권선 전압으로 모든 크기의 스타터를 사용할 수 있습니다. 이렇게하려면 스타터 권선의 상단 단자를 다이어그램에 따라 연결하면 충분합니다. 위상 와이어이지만 접지선에 연결됩니다.

이 장치는 DA9 안정기를 사용하여 얻은 5V의 안정화된 전압으로 전원이 공급됩니다.

전위차계 RP1, RP2 및 저항 R9, R10에 공급되는 기준 전압은 안정기 DA4에서 제거됩니다. 릴레이 K1이 열릴 때 회로에서 소비되는 최대 전류는 30mA를 초과하지 않으므로 DA5 스태빌라이저용 라디에이터가 필요하지 않습니다. 변압기 TR1로는 18~20V 전압용 XNUMX차 권선이 있고 사용된 계전기에 전원을 공급하기 위해 전류를 공급할 수 있는 거의 모든 변압기를 사용할 수 있습니다.

그림 4는 장치의 인쇄 회로 기판을 보여줍니다. 양면 포일 유리 섬유로 만들어졌습니다. 보드에는 변압기 TK3, 릴레이 K1, 다이오드 VD1(릴레이 단자에 직접 납땜됨) 및 스타터 K5를 제외하고 그림 2의 모든 요소가 포함되어 있습니다.

XNUMX상 전동기 보호 문제

세부. 회로에 사용되는 저항은 R2, R23, R0,125를 제외하고 C15-17 또는 MLT-19 유형일 수 있습니다. 후자는 0,5W여야 합니다. 채널 간 확산을 최소화하면서 각 채널에서 저항 R1-R6, R15-R20을 선택하는 것이 좋습니다. 기준 전압은 세 채널 모두에 병렬로 공급되므로 이러한 저항이 크게 분산되면 비교기의 응답 수준도 크게 분산됩니다. 사용된 SPZ-19AV 유형의 튜닝 저항기는 SP516VV, SP5-16VA 유형의 저항기로 교체할 수 있습니다. 회로에 사용되는 전해 콘덴서는 K50-35형이지만, 수입된 K10-17형 콘덴서를 사용하는 것이 더 좋습니다. 트랜지스터 2SD1111은 문자 인덱스가 있는 국내 KT972로 교체할 수 있습니다. KR140UD20 연산 증폭기는 LM358N, KR574UD2A 또는 단일 KR140UD6, UD7로 교체할 수 있습니다(인쇄 회로 기판 변경에 따라 다름). 서미스터는 MMT-4, ST1, TR-4 등 거의 모든 유형에 사용할 수 있습니다. BA5로는 KR142EN8A, B, G, D 스태빌라이저를 사용할 수 있으며 수입 릴레이 K1(Elesta KR8S)을 사용했지만 24V 권선과 380V 전압 전환이 가능한 접점을 갖춘 다른 릴레이도 사용할 수 있습니다.

장치 설정은 간단하며 주로 비교기의 작동 한계 설정으로 구성됩니다. 이렇게 하려면 장치의 세 가지 입력을 모두 임시로 연결하고 접지를 기준으로 자동 변압기를 통해 전압을 적용할 수 있습니다. 먼저, 단권 변압기의 전압을 180V로 설정하고 입력 저항이 1MΩ 이상인 전압계를 사용하여 커패시터 C2-C4의 양극 단자 전압을 측정합니다. 거의 동일해야합니다. 0,1V 이상 차이가 나면 저항기(예: R4, R6)의 저항을 약간 변경하여 커패시터 C3, C4의 전압을 커패시터 C2의 전압과 동일시해야 합니다. 다음으로 전압계를 전위차계 RP1의 모터에 연결하고 커패시터 C2-C4와 동일한 전압으로 설정합니다. 그런 다음 자동 변압기의 전압이 250V로 설정되고 커패시터 C2-C4의 전압이 측정되며 RP2 엔진에도 동일하게 설정됩니다. 그런 다음 자동 변압기의 전압을 220V로 설정하면 HL1 LED가 켜집니다.

다음으로 온도 센서를 구성해야 합니다. 이렇게 하려면 다이어그램에 따라 전위차계 RP2 슬라이더를 상단 위치로 설정하고 서미스터를 필요한 온도로 가열한 다음 전위차계 슬라이더를 회전시켜 HL2 LED를 끄십시오. 서미스터가 약간 냉각되면 HL2가 다시 켜집니다. 두 LED가 모두 켜지면 릴레이 K1이 활성화되어야 합니다. 설정이 끝나면 각 채널에 대해 개별적으로 보호가 확인됩니다. 이렇게 하려면 다이어그램에 따라 장치를 1상 네트워크에 연결하고 각 채널의 회로에서 자동 변압기를 차례로 켜십시오. 자동 변압기의 전압을 감소 및 증가시킴으로써 입력 전압이 설정된 한계에 도달할 때 HLXNUMX LED의 꺼짐을 제어합니다. 이것으로 설정이 완료됩니다.

자동 변압기가 없는 경우 저항 R1-R6, R15-R20의 정격이 그림 3의 다이어그램에 표시된 정격과 일치하는 경우 표를 사용하여 전압 제어 채널을 구성할 수 있습니다. 이를 위해 이 표에서 선택한 비교기의 최소 및 최대 작동 수준의 전압이 전위차계 슬라이더 RP1, RP2에 설정됩니다.

XNUMX상 전동기 보호 문제

열 보호 센서를 사용할 필요가 없으면 서미스터를 회로에 연결할 필요가 없습니다. 이 경우 DA6 출력은 항상 높은 레벨에 있고 장치는 완전히 작동합니다.

문학 :

콜로모이체프 K.V. 등. 결상에 대한 2002상 모터 보호 장치//전기. - 11. - 2호. C.4-XNUMX.
코로트코프 I.A. 위상 존재 표시기//전기. - 2002. - 11번. - C.12-13.

저자: I.A. 코로트코프

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