Самодельное устройство защиты электродвигателя от неполнофазных режимов и перегрузки

В качестве типовых элементов защиты электродвигателей чаще всего применяют электротепловые реле. Конструкторы вынуждены завышать номинальный ток этих реле, чтобы не было срабатываний при пуске. Надежность такой защиты невелика, и большой процент двигателей выходит из строя в процессе эксплуатации.

Схема устройства защиты двигателей (см. рисунок) от неполнофазных режимов и перегрузки отличается повышенной надежностью. Транзисторы VT1, VT2 совместно с присоединенными к ним эллементами образуют аналог динистора, напряжение включения которого (Uвкл) зависит от отношения R6/R7. При указанных на схеме номиналах 30 В < U вкл < 36 В в диапазоне температур -15 < t < 20° С.

Резисторы R1…R3 образуют векторный сумматор, на выходе которого напряжение равно 0, если питание двигателя полнофазное. Трансформатор Т1 является датчиком тока одной фазы электродвигателя.

Выходы датчика тока и векторного сумматора присоединены к выпрямителю, выполненному на диодах VD1…VD3. В нормальном режиме напряжение на выходе выпрямителя определяется током в первичной обмотке Т1 и отношением витков wl/w2. С помощью резистора R4 это напряжение устанавливают ниже Uвкл VT1 и VT2.

Если произойдет обрыв фазы или перегрузка двигателя, то напряжение на выходе выпрямителя превысит Uвкл, транзисторы VT1, VT2 откроются, и реле KV1 окажется под напряжением. Контакты KV1.1 разорвут цепь блокировки магнитного пускателя , и двигатель выключится. Контакты KV1.2 блокируют транзисторы VT1 и VT2, подготавливая схему к следующему циклу работы. Скорость срабатывания защиты зависит от емкости конденсатора СЗ. Длительность импульса включения реле KV1 зависит от сопротивления обмотки KV1 и емкости конденсатора СЗ. В некоторых пределах скорость защиты можно менять, подбирая номиналы С1, С2, R1 — R3.

Все детали, кроме R1…R3 и Т1, монтируют на печатной плате. После сборки платы надо подключить вольтметр к СЗ и, подав на один из входов выпрямителя (С1 или С2) переменное напряжение 20-24 В, проверяют напряжение включения VT1 и VT2. При необходимости надо подобрать сопротивление резистора R6. Реле KV1 будет периодически включаться. Окончательно налаживают схему на действующем двигателе. Сначала надо подобрать количество витков w1 в пределах 1-10 витков (зависит от мощности двигателя), чтобы в нормальном режиме на цепочку R4, R5 поступало 22-24 В. Резистором R4 устанавливают порог срабатывания защиты по перегрузке. Если происходит срабатывание при пуске, то надо увеличить емкость конденсатора СЗ, не меняя положения движка R4. После этого проверить работу схемы, имитируя непол-нофазный режим.

В качестве VD1…VD4 можно применить любые выпрямительные диоды с Uобр > 100 В и током более 30 мА. Транзисторы VT1, VT2 можно заменить на КТ361 или КТ315. Реле KV1 на напряжение 24 В с контактами, годными для коммутации в цепях 220 В переменного тока.

В трансформаторе Т1 лучше всего применить легкоразборный ленточный стержневой сердечник сечением 2-4 см2. Вторичную обмотку можно намотать проводом 0,15-0,2 мм 1000-1500 витков, а первичную — монтажным проводом подходящего сечения. Резисторы R1…R3 необходимо установить непосредственно на двигателе, залив их битумом для защиты от влаги.

Литература 1. Коломейцев К. Защита электродвигателя от работы на двух фазах //Радиолюбитель.- 1999.-№ 1.-С.29.