36. Электронные устройства защитного отключения
Электрооборудование полиграфического производства имеет нагрузки, питающиеся одно- и трехфазным напряжением. Примерами нагрузок, снабжающихся однофазным напряжением, могут служить маломощные электроприводы, устройства нагрева тигельных машин или клеевых устройств, электроприводы маломощных компрессоров и вентиляторов в одноножевых резальных машинах и прочее оборудование. Примерами нагрузок, снабжающихся трехфазным напряжением, могут служить электроприводы печатных машин, устройства инфракрасной сушки, больших одноножевых резальных машин и т. п.
Устройство защитного отключения для трехфазной нагрузки.
Функциональное назначение устройства. Устройство защитного отключения трехфазное электронное (УЗОТЭ) является примером электронного устройства автоматики. Оно предназначено для защитного отключения энергопотребителей (электродвигателей, нагревательных элементов, например трубчатых электронагревателей ТЭНов тигельных машин, галогенных ламп копировальных рам и т. п.) при возникновении следующих аварийных ситуаций в их работе:
– обрыв линейного (фазного) провода в линии электроснабжения энергопотребителя независимо от места обрыва;
– перекос фаз питающей сети, например, в линии электроснабжения печатной машины, резальной машины и т. п., в линии электропитания приводного асинхронного двигателя, например позолотного пресса, сталкивателя стопы бумаги резальной машины и т. п.;
– превышение номинального или рабочего тока энергопотребителей при возникновении неисправностей технологического оборудования;
– превышение пускового тока и времени пуска электропривода технологического оборудования
– возникновение возможности поражения электрическим током обслуживающего персонала.
О
писание
принципа действия устройства.
Принципиально устройство состоит из
двух одинаковых каналов, воздействующих
на отключающий электронный ключ VS
(симистор – электронный аналог релейного
контакта), находящийся в цепи питания
катушки пускателя, управляющего
включением-отключением силовой нагрузки
(коммутирущеющего силовую нагрузку, т.
е. энергопотребитель).
Канал токовой защиты преобразует напряжение, снимаемое с вторичных обмоток и1–и2 (в пределах 0,4…0,8 В) одного или двух трансформаторов тока (ТА1, ТА2) в постоянное напряжение выпрямителем UZ1, емкостным фильтром С1 и С2, работающим на нагрузочный резистор R2. Значение этого напряжения пропорционально току, потребляемому энергопотребителем.
Устройства
встроенной температурной защиты
(УВТЗ).Они
применяются для защиты электродвигателей
от перегрузки, осуществляя непосредственный
контроль температуры обмоток двигателя
установленными датчиками температуры.
На рисунке 1.52 качестве примера приведена
электрическая схема такого устройства.
В качестве датчиков температуры
использованы полупроводниковые
терморезисторы с положительным
температурным коэффициентом сопротивления
(позисторы) типа СТ14-1. Позисторы СТ14-1
выполнены в виде небольших дисков
диаметром 3 мм и толщиной 1,5 мм. Их
закладывают в лобовые части статорных
обмоток трехфазных асинхронных двигателей
со стороны, противоположной вентилятору
охлаждения, по одному в каждую фазу, и
соединяют последовательно. Тем самым
обеспечивают непосредственный контроль
температуры в наиболее нагретой части
обмотки двигателя. При превышении
заданной температуры сопротивление
позисторов Rt
скачкообразно
изменяется примерно в 100 раз.
Такое релейное
изменение сопротивления датчиков
температуры вызывает надежное срабатывание
устройства защиты и отключение двигателя
от питающей сети. Питание УВТЗ
осуществляется от сети переменного
тока напряжением 220 В путем подачи его
нажатием кнопки SB2
«Пуск» с уменьшением его сопротивлениями
Rl,
R2и
конденсатором С
и выпрямлением его мостовым выпрямителем
UZ,
выходное напряжение которого
стабилизируется стабилитроном VD1.
Фазочувствительные устройства защиты (ФУЗ).Эти средства защиты двигателей от перегрузки имеют ограниченное применение для электроприводов только в экономически обоснованных случаях, в виду высокой сложности и стоимости, а также из-за невысокого качества напряжения (асимметрия, колебания напряжения и др.). Фазочувсшвишельное устройство защиты реагирует на изменение угла сдвига фаз между напряжениями и токами трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Базовая структура ФУЗ состоит из двух фазовращающих трансформаторов тока и кольцевого фазового детектора с косинусной характеристикой, на выходе которого включено электромагнитное реле защиты (рис. 1.53).
В рассматриваемой схеме защиты (рис. 1.53, а) реле KV включено между средними выводами вторичных обмоток фазовращающих трансформаторов тока ТА1и ТА2. Сами вторичные обмотки включены соответственно на диагонали диодного детектора VD1...VD4. В каждом плече детектора последовательно с диодом включен резистор. б). Своим контактом включенное реле KV воздействует на схему управления двигателем, отключая его от напряжения питания.ФУЗ – достаточно надежное средство защиты асихронных двигаелей от неполнофазного режима, заклинивания вала и незавершенного пуска. Недостатками ФУЗ являются большие весо-габаритные показатели, создаваемые трансформаторами тока, а также необходимость изготовления их на определенные диапазоны рабочих токов электродвигателей. Кроме того, как следует из фазовых характеристик (рис. 1.53, б), они обладают пониженной чувствительностью к малым перегрузкам, которые могут быть весьма длительными.