Корисна модель контактора призначена для ручного та автоматичного керування двигунами трифазного струму і забезпечує їх захист при виникненні неповнофазного режиму в мережі живлення.
Відмінність корисної моделі контактора від відомих моделей полягає в тому, що, в разі втрати напруги на будь-який Фазі в мережі живлення, контактор відключається безпосередньо - без впливу на нього спеціальних пристроїв релейного і теплового захисту.
Корисна модель контактора є, універсальним по застосовності, апаратом управління двигунами трифазного струму. Нова модель контактора однаково застосовна - без яких би-то не було змін конструкції, як при ручному управлінні - кнопками «Пуск» і «Стоп», так і при автоматичному управлінні - датчиком, і крім того, забезпечує виконання «Команд на відключення» при технологічної перевантаження двигуна.
Нові корисні властивості контактора надає «Трифазна трехпроводная котушка» Турусова, яка у ролі намагничивающей, замість традиційної котушки.
Інша особливість корисної моделі контактора полягає в тому, що модель не містить блок-контакту, традиційно використовуваного для шунтування кнопки «Пуск» і тим, що в контакторі передбачений додатковий затискач для приєднання ланцюга управління. Шунтування ж кнопки «Пуск» здійснюється одним із силових контактів контактора.
Корисна модель контактора має властивість не тільки керувати, а й забезпечує захист двигунів при обриві однієї фази в трифазній мережі.
Масове виробництво нової моделі контакторів і їх повсюдне використання радикально вирішує проблему захисту двигунів при неповнофазному режимі. Відпаде потреба у використанні інших пристроїв - більш складних і тому менш надійних.
Контактор для управління і захисту двигуна трифазного струму при неповнофазному режимі.
Відомі контактори Л-2, стр.627 мають той недолік, що ні відключаються при обриві однієї фази в мережі живлення, а в одному випадку обриву фази допускають включення двигуна на дві фази. Пояснюють схеми наведені у додатку.
Робота двигуна на двох фазах, і особливо його включення на дві фази, призводить до пошкодження обмотки статора двигуна, через зростання у ній струму.
Відомі численні пристрої захисту двигунів трифазного струму при обриві фази.
Однак повреждаемость двигунів трифазного струму залишається високою. Найбільш часто пошкоджуються двигуни невеликої потужності і особливо двигуни, що працюють в автоматичному повторно-короткочасному режимі.
Мета винаходу полягає в тому, щоб забезпечити більш високий ступінь надійності захисту двигунів при неповнофазному режимі.
Поставлена мета досягається шляхом створення контактора володіє властивістю відключатися при обриві будь фази і не включатися ніг дві фази.
Необхідні властивості, що відповідають поставленої мети, контактора надає трифазна трехпроводная котушка, Л-3, яка використовується в якості намагничивающей.
Котушка намотується плоским джгутом, що складається з трьох провідних полос4П, 2П, ЗП і трьох ізоляційних прокладок 1І, 2И, ЗІ між ними, Фиг.1.
Котушка утворює три стрічкових конденсатора, з'єднаних в трикутник
у яких обкладинками є три провідні смуги, Фиг.2. Причому, кожна проводить смуга є обкладанням у двох конденсаторів:
При підключенні проводять смуг до трифазної мережі зовнішніми кінцями -1Н, 2Н і 3Н по проводять смугах йдуть зарядні струми двох конденсаторів по кожній, Фиг.2. За П1 - ### U304с1 і ### U304 с3; по П2 ### U304с2 і ### U304 c1; по П3 ### U304с3 і ### U304 с2.
Відповідно до першого закону Кірхгофа:
Причому в будь-якому перетині проводить смуги ток однаковий.
Підстава-Перший закон Кірхгофа.
Векторна діаграма струмів в джгуті представлена на Фіг.3. Таким чином, трифазна трехпроводная котушка при приєднанні до джерела трифазного струму зовнішніми кінцями проводять смуг не володіє намагничивающей силою F к = Iж · Wж = 0, Л-1, стор.79 і є джерелом реактивної потужності:
Q-реактивна потужність котушки, вар .;
U л, лінійна напруга мережі включення, В;
I c -Зарядний ток конденсатора
ω кутова частота змінного струму рівна 314 радий. / с;
З-ємність конденсатора, Ф
∈ відносна діелектрична проникність матеріалу прокладки;
∈ 0 абсолютна діелектрична проникність, що дорівнює 8,86-10 '12 Ф / м;
S-площа проводить смуги, м 2;
d-товщина прокладки, м Л-4, стор.41 та Л-1, стор. 17.
Трифазна трехпроводная котушка стає намагничивающей-Індуктори ної, якщо в одній провідній смузі, наприклад в 3 IT змінити напрямок струму на протилежне, шляхом її приєднання до мережі не зовнішнім кінцем 3Н, а внутрішнім-3К, фіг.4. Тоді сумарний струм в джгуті стане дорівнює:
Векторна діаграма дана на Фіг.3.
Сила, що намагнічує трифазної трехпроводной котушки при полнофазном режимі:
Тотожний результат виходить і при зміні напрямку струму в провідному смузі 1П і 2П.
Реактивна потужність котушки Q = 3Uл · ### U304 c. вар (3)
При обриві однієї фази в мережі живлення, що намагнічує сила трифазної трехпроводной котушки зменшується. Ступінь зменшення залежить від того яка фаза обірвана.
На Фіг.6, Фіг.7, і Фіг.8 представлені три випадки обриву фази. У кожному з трьох випадків в джгуті зберігаються два конденсатора. Один -з однієї прокладкою і незмінною ємністю:
і другий-з прокладкою подвоєною товщини:
Сумарна ємність двох конденсаторів, що зберігаються в джгуті і з'єднаних паралельно дорівнює Л-1, стор.20.
а саме Сk, = 1,5 · С, де
Ск електрична ємність джгута при обриві однієї фази;
З-ємність одного конденсатора.
Сумарний зарядний струм конденсаторів котушки в кожному випадку обриву фази дорівнює Ік = 1,5Iс.
Струм в джгуті при обриві фази А і фази В показаний на пояснюючих схемах фіг.6 і фіг.7. Сила, що намагнічує котушки у випадках обриву фази А і В
Струм в джгуті при обриві фази С дорівнює нулю. Яка пояснює схема показана на фіг.8. Сила, що намагнічує котушки при обриві фази С дорівнює нулю.
Таким чином, виявляється глибоке зниження сили, що намагнічує в трифазній трехпроводной котушці при будь-якому випадку обриву фази. Співвідношення між намагнічуватися силами при полнофазном режимі і при обриві однієї фази.
Корисна модель контактора має властивість нормально функціонувати при полнофазном режимі і аварійно відключатися при обриві будь фази. Крім того, шунтування кнопки «пуск» в ланцюзі управління здійснюється силовим контактом контактора, а не блок-контактором, як це передбачається в відомих контакторах.
Корисна модель контактора (Фіг.9) складається з магнітопровода -МП з рухомим якорем-Я, механічно з'єднаний з силовими контактами K1, K 2, K3. з намагничивающей котушки-КК з провідними смугами -1П, 2П, ЗП, містить затискачі 1,2,3 для приєднання до мережі, а затиски 4,5,6 для приєднання двигуна і затиск 7, з'єднаний з кінцем 3К третьої провідної смуги. Ланцюг управління з кнопками «пуск» і «стоп» зображена штриховою лінією.
1. Вимкнене стан контактора. Дві провідні смуги котушки з'єднані постійно зовнішніми кінцями 1Н і 2Н з двома фазами ланцюга. Третя проводить смуга 3П, що включається в ланцюг управління кінцем, відключена від своєї -Третій фази, контактом кнопки «пуск». Сила, що намагнічує котушки дорівнює нулю, якір муздрамтеатру відпав і розтулив силові контакти К1, К2, К3. Двигун зупинений.
2. Включення контактора і двигуна.
Натисканням кнопки «пуск» замикається ланцюг управління. внутрішній кінець До 3 третьої провідної смуги -зажім7-кнопка «стоп» -замкнувшійся при натисканні контакт кнопки «пуск»-третя фаза. Три провідні смуги, дві з яких
з'єднані з двома фазами мережі зовнішніми кінцями 1Н і2Н і третя 3П, поєднана з третьою фазою внутрішнім кінцем 3К, збуджують в котушці контактора силу, що намагнічує Fк = 3,46-Ic · Wж, що забезпечує спрацьовування контактора. Прітянувшійся до магнітопроводу якір замикає силові контакти К1, К2, К3. Двигун включається. Відпущена кнопка «пуск» шунтируется силовим контактом До 3 по ланцюгу: зажім6-контакт кнопки «пуск» з боку кнопки «стоп». Двигун залишається в роботі. Контактор генерує в спрацював (у включеному стані) реактивну потужність. Q k = 3Uл · Ic.
3. Відключення контактора і двигуна здійснюється натисканням кнопки «стоп», яка своїм контактом розриває ланцюг управління і знімає напругу третьої фази з 3К. Дві інші провідні смуги залишаються включеними на дві фази, проте не створюють в котушці силу, що намагнічує. Якір відпадає і розмикаючи силові контакти К1, К2; До 3. відключає двигун. Котушка відключеного контактора продовжує генерувати реактивну потужність Q k = 1,5Uл · Ic.
4. Аварійне відключення контактора відбувається при обриві будь фази через глибокого зниження сили, що намагнічує в котушці-до нуля або до 0,43 від розрахункового (номінального) значення.
5. Управління двигуном при повторно-короткочасному режимі. При перекладі контактора і двигуна в повторно-короткочасний режим роботи кнопка «пуск» замінюється датчиком. Зв'язок ланцюга управління з затискачем 6 розривається.
Корисна модель контактора з трифазної трехпроводной намагничивающей котушкою, один з силових контактів якого використовується в ланцюзі управління для шунтування кнопки «пуск», вирішує надійно і найпростішим способом проблему захисту двигуна трифазного струму при неповнофазному режимі. Крім того, контактор не споживає, а генерує реактивну потужність у включеному і вимкненому стані. При масовому виробництві таких контакторів і їх широке впровадження, відпаде потреба в відомих складніших пристроях. Як правда прав мудрець, який сказав: «Спрощуйте і отримаєте найістотніше»
1. В. Е. Китаєв, П. С. Шляпінтох. Електротехніка з основами промислової електроніки «Вища школа». Москва 1973 рік.
2. І. В. чорнобриві. Релейний захист. «Енергія». Москва 1974 рік.
4. А. С. Касаткін. Основи електротехніки «Вища школа». Москва, 1975 рік.
Формула корисної моделі
Контактор для управління і захисту двигуна трифазного струму при неповнофазному режимі, що складається з магнітопровода з нерухомою частиною і рухомим якорем, механічно пов'язаних з силовими контактами для включення і відключення двигуна, з обмоткою на нерухомої частини, з зажимами для приєднання до мережі і для приєднання двигуна відрізняється тим, що в якості намагничивающей котушки використовується трифазна трехпроводная котушка, намотують трьохдротяним джгутом, дві провідні смуги якого приєднуються до двох фаз се ти зовнішніми кінцями, а третя провідна смуга приєднується до третьої фази внутрішнім кінцем по ланцюгу: третя фаза - кнопка "пуск" - кнопка "стоп" - внутрішній кінець третьої провідної смуги, причому для шунтування кнопки "пуск" використовується силовий контакт третьої фази, що сполучається затискачем з боку двигуна з контактом загальним для кнопки "пуск" і "стоп".