Фазочувствствительная защита отключает трехфазный двигатель при большой несимметрии напряжения или обрыве фазы.
Фазочувствительные устройства защиты электродвигателей ФУЗ-М и ФУЗ-У
На рисунке 1 показана схема такой защиты типа ФУЗ-У. В устройстве объединены фазовый, токовый и температурный принципы выявления аварийных режимов. ФУЗ-У содержит фазовращательные трансформаторы тока TV1 и TV2, фазовый кольцевой детектор VD1 -VD4 и R1 - R4, исполнительное реле KV, управляемый выпрямитель с температурной коррекцией VS1 и R5 - R9, зарядно-разрядную цепь R10, VD7, R11, R12, накопительный конденсатор С1, пороговые элементы VТ, VD6, R13, С2, VD5 и R14, тиристор VS2.
Схема работает следующим образом. При работе электродвигателя в недопустимом режиме (на двух фазах) угол сдвига фаз между напряжениями вторичных обмоток трансформаторов TV1, TV2 становится равным 0° или 180°, вследствие чего ток в реле KV резко возрастает, реле срабатывает и своим размыкающим контактом отключает электромагнитный пускатель управления электродвигателем.
Для защиты электродвигателя от перегрузки контролируют напряжение вторичной обмотки трансформатора тока которое пропорционально току нагрузки. При нормальной нагрузке и температуре электродвигателя тиристор управляемого выпрямителя VS1 закрыт и напряжения на конденсаторе С1 нет.
Рис. 1. Электрическая схема устройства защиты ФУЗ-У и схема его подключения
При определенной перегрузке, когда измеряемое напряжение достигает порога открывания тиристора VS1, установленного потенциометром R6, начинается зарядка конденсатора С1 через тиристор и зарядный резистор R11.
Угол открывания тиристора зависит от измеряемого напряжения, поэтому продолжительность зарядки конденсатора меньше при больших перегрузках. Для того, чтобы уменьшить продолжительность срабатывания устройства при очень больших перегрузках (заклинивание ротора электродвигателя), зарядный резистор R11 шунтирован дополнительной цепочкой R11, VD7, причем R10
При большой перегрузке стабилитрон VD7 «пробивается» и зарядка конденсатора проходит через параллельно включенные резисторы R10 и R11, обеспечивая задержку по времени не более 5 - 6 с.
Когда напряжение на накопительном конденсаторе достигает напряжения включения однопереходного транзистора VT, конденсатор С1 быстро через него разряжается и импульсом тока открывает тиристор VS2, при этом получается разбаланс моста кольцевого детектора, появляется ток в катушке KV и происходит отключение двигателя.
Установка позистора R7 на корпус электродвигателя позволяет обеспечить дополнительную защиту на случай нарушения охлаждения электродвигателя. При опасном перегреве электродвигателя сопротивление позистора резко возрастает, повышается потенциал базы тиристора VS1, он полностью открывается, конденсатор С1 быстро заряжается и происходит отключение двигателя.
Терморезистор R9 (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления) установлен в устройстве защиты и предназначен для стабилизации защитной характеристики при колебаниях температуры окружающей среды.
На рисунке 2 показаны защитные характеристики ФУЗ-У при температурах окружающей среды 40 °С (сплошная линия) и 20 °С (пунктирная линия). Из характеристик видна высокая температурная стабильность устройства.
Рис. 2. Защитные характеристики устройства защиты ФУЗ-У
Достоинства фазочувствительной защиты ФУЗ-У следующие:
-
быстрое реагирование на прямые аварийные режимы, такие как обрыв фаз и незапускание (заклинивание) электродвигателя;
-
стабильность защитных характеристик;
-
простота его подключения и регулировки реле.
Фазочувствительные устройства защиты ФУЗ-М, ФУЗ-У изготавливают в пяти типоразмерах с диапазоном рабочих токов электродвигателей от 1 до 32 А. Эти устройства можно выбирать в соответствии с номинальным током электродвигателя.