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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Protección de sobrecarga del motor
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protección del equipo contra la operación de emergencia de la red. El problema de la protección confiable contra sobrecargas de motores eléctricos y, en consecuencia, los mecanismos en los que están instalados, sigue siendo muy relevante. Especialmente en la producción, donde a menudo se producen violaciones de las reglas establecidas para el funcionamiento de los mecanismos, lo que provoca sobrecargas y, a veces, se producen accidentes de equipos desgastados (la caja de cambios está atascada, el cojinete "desmenuzado", un cortocircuito en el cable o una rotura (de diferentes cables) En todos estos casos, los dispositivos de protección en cuestión funcionan de manera confiable cuando el motor está apagado. El primero de los dispositivos considerados en el artículo reemplaza dos bloques de un arrancador electromagnético que, en caso de mal funcionamiento, son bastante difíciles de restaurar: bloques de protección para corriente máxima (PMZ) y corriente de funcionamiento (TZP). Los supera significativamente en términos de confiabilidad y precisión al establecer los umbrales de respuesta. Además, los límites de la regulación de umbral son mucho más amplios.
En la fig. 1 muestra un diagrama de este dispositivo. Cuando presiona el botón "Inicio" de SB1, se activa K1, un relé intermedio del arrancador de motor electromagnético, y con él el propio arrancador, cuyos grupos de contactos auxiliares KM 1.1 y KM 1.2 están cerrados. El primero de ellos bloquea el botón SB1, que ahora se puede soltar, y el segundo enciende el rectificador en el puente de diodos VD5-VD8. El voltaje de 12 V de la salida del estabilizador en el diodo zener VD9 y el transistor VT1 se suministra al circuito de alimentación del dispositivo. La tensión de 1 V necesaria para alimentar el relé K36 está disponible en el arrancador. Por lo general, es posible encontrar allí un voltaje alterno de 12 ... 18 V para el rectificador. Inmediatamente después de encender la alimentación, el condensador C6 se carga a través de la resistencia R10, en la que se forma un pulso que establece los activadores DD1.1 y DD3.2 en su estado inicial con un nivel de salida bajo. Normalmente, en los arrancadores electromagnéticos se utilizan dos transformadores de corriente para controlar la corriente consumida por un motor trifásico. En los bloques PMZ y TZP, la corriente de salida de los transformadores se compara con la del ejemplo. Los nodos de comparación se basan en resistencias MLT-2 que, cuando se exceden los valores de corriente permitidos, se calientan mucho y, a veces, incluso fallan. El sobrecalentamiento da como resultado grietas en los anillos en los puntos de soldadura de estas resistencias. En el dispositivo bajo consideración, los comparadores de voltaje en el amplificador operacional DA1 y DA2 monitorean la amplitud del voltaje a través de las resistencias de carga de los transformadores de corriente T1 y T2 (R1 y R2, respectivamente), que es proporcional a la corriente controlada. Es posible que los voltajes tomados de estas resistencias sean demasiado pequeños en comparación con los umbrales de los comparadores. En este caso, se pueden amplificar con la ayuda de amplificadores operacionales conectados de acuerdo con el circuito amplificador no inversor estándar. Como DA1 y DA2, no fue casualidad que se eligiera la unidad organizativa K140UD11, que tiene protección contra el exceso del voltaje de entrada permitido y contra cortocircuitos en la salida. Al reemplazarlos con microcircuitos de otro tipo, es necesario proteger las entradas no inversoras de los amplificadores conectando diodos zener D814D entre ellos y el cable común (ánodos al cable común). Para proteger un motor monofásico, cuando la corriente se controla en un solo circuito, no se necesita un transformador de corriente T2. Se excluye del dispositivo junto con la resistencia R2 y el diodo VD2, y la salida superior (según el diagrama) de la resistencia de sintonización R4 está conectada a la misma salida de la resistencia R3. Con el comienzo de la operación del motor, la entrada no inversora del amplificador operacional DA2 recibe semiciclos positivos de voltaje del motor de la resistencia de sintonización R4. Su amplitud es mucho mayor que el voltaje ejemplar en el pin 2 del amplificador operacional, ya que la corriente de arranque del motor eléctrico suele ser 5 ... 7 veces mayor que la de trabajo. Como resultado, en la salida del amplificador operacional DA2 hay pulsos de nivel lógico. El frente del primero de ellos inicia vibradores individuales en los disparadores DD1.2 y DD3.1. El primero genera un pulso con una duración de 5 s, el segundo - 3 s. Los elementos del chip DD2 conectados en serie crean un retraso debido al cual, cuando los vibradores individuales se inician simultáneamente, el nivel alto en la entrada D del disparador DD3.2 se establece más tarde que en la entrada C, por lo que el disparador permanece en su estado original, y el devanado del relé de cortocircuito se desactiva. Si la corriente del motor no ha disminuido al valor operativo en 3 s y los pulsos en la salida del amplificador operacional DA2 no se han detenido, el vibrador único se reiniciará en el disparador DD3.1. Dado que el nivel alto establecido previamente en la entrada D del disparador DD3.2 sigue siendo el mismo, este disparador cambiará, el relé de cortocircuito funcionará, sus contactos K3.1 abrirán el circuito de devanado del relé K1. El motor se apagará. Procesos similares ocurrirán con un aumento en la corriente por encima de la corriente de operación permisible como resultado de una sobrecarga mecánica del motor. Si su duración es inferior a 3 s, el motor seguirá funcionando, y si es superior, se apagará. Debe tenerse en cuenta que en el caso de que los contactos del botón SB1 o el relé de la unidad de control remoto (RCD) que realiza sus funciones permanezcan cerrados por más de 3 s, después de una parada de emergencia del motor, se encienda de nuevo por otros 3 s. Para evitarlo, puede, por ejemplo, sustituir un relé de cortocircuito convencional por uno biestable (interruptor remoto) y utilizar su segundo devanado para volver a poner en funcionamiento el dispositivo de protección una vez eliminada la causa del accidente. El segundo canal del dispositivo, ensamblado en el transformador de corriente T1, el amplificador operacional DA1, el disparador DD1.1, los transistores VT2, VT3 y el relé K2, apaga inmediatamente el motor cuando se excede el valor permitido de la corriente de arranque. Los pulsos de sobrecarga que aparecieron en este caso en la salida del amplificador operacional ponen el disparador en un estado con un nivel alto en la salida, lo que conduce a la operación del relé K2, que abre el circuito de alimentación K1, un relé intermedio de el iniciador. Para eliminar las consecuencias de presionar demasiado el botón SB1, se recomienda reemplazar el interruptor remoto y el relé K2.
La placa de circuito impreso del dispositivo considerado se muestra en la fig. 2. Su establecimiento se reduce a verificar la duración de los pulsos vibradores individuales en los disparadores DD1.2 y DD3.1 y establecer los umbrales de protección con las resistencias de corte R3 y R4.
Tal problema se resuelve con éxito mediante un dispositivo ensamblado de acuerdo con el esquema que se muestra en la Fig. 3. El circuito de control del relé intermedio del contactor no se muestra aquí, pero las designaciones de posición del relé y sus contactos coinciden con las de la fig. 1. Al igual que el anterior, el dispositivo de protección se enciende cuando se cierra el grupo de contactos auxiliares del arrancador KM1.2, y los contactos del relé K2, cuando se dispara la protección, abren el circuito de bobinado del relé de arranque intermedio. Con la llegada de un voltaje estabilizado de 1 V en el emisor del transistor VT12, el capacitor C3 se carga a través de la resistencia R4. Una caída de tensión positiva en esta resistencia inicia un único vibrador en un disparador DD1.1, que genera un pulso de alto nivel lógico con una duración de 5 s. Durante este tiempo, el disparador DD1.2 se mantiene en un estado de bajo nivel en la salida y es insensible a los cambios en el nivel en la entrada C. El relé K2 está desenergizado, el motor, después de haber acelerado, cambia al modo de operación durante el pulso. Después de 5 s, el nivel en la entrada R del disparador DD1.2 se vuelve bajo, después de lo cual el primer pulso de sobrecarga recibido en la entrada C del disparador desde la salida del amplificador operacional DA1 cambiará el disparador al estado opuesto . Los transistores VT2 y VT3 estarán abiertos, el relé K2 funcionará, apagando el motor.
La placa de circuito impreso de esta versión del dispositivo de protección contra sobrecarga del motor se muestra en la fig. cuatro Relé K2 y cortocircuito en el primero y K2 en el segundo dispositivo de protección - RES22 con pasaportes RF4.500.122, RF4.500.129 o RF4.500.233. En ausencia de un transformador de corriente fabricado en fábrica, se puede hacer a partir de un relé electromagnético con una armadura fija en la posición atraída. El cable, cuya corriente debe controlarse, pasa a través de la ventana del circuito magnético cerrado resultante. La bobina del relé sirve como devanado secundario del transformador. Debe derivarse con una resistencia, como se muestra en los diagramas de la Fig. 1 y la figura. 3. Autor: A. Mankovsky, pos. Shevchenko, región de Donetsk, Ucrania; Publicación: radioradar.net
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