Устройство для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин
Устройство для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин. Технический результат: автоматизация контроля, упрощение конструкции и настройки, исключение помех в питающей сети. Сущность: последовательно соединенные пусковое устройство (7), устройство управления (6) и измеритель времени (9), а также последовательно соединенные преобразователь частоты (1), первый вход которого соединен с источником напряжения, регулирующий элемент (2), I вход которого соединен с источником напряжения, высокочастотный понижающий трансформатор (3), измеритель тока (4), выполненный в виде магнитоэлектрического измерителя, содержащего вольтметр (19), шунт (16), выпрямитель тока (17) и конденсатор (18), и настраиваемое тепловое реле (8), выход которого соединен со входом II устройства (6). Выход постоянного тока выпрямителя соединен с входами вольтметра и конденсатора, а его вход - с выходом шунта, соединенного с реле, выход II измерителя (4) соединен с входом III устройства (6). При включении устройства (7) триггер (13) устройства (6) запускает измеритель (9) и через ключ (12) устройства (6) разрешает прохождение импульсов управления от его синхронного генератора (14) и генератора с регулируемой скважностью (15) через усилитель (10) и импульсный трансформатор (11) на элемент (2). Величина тока в реле (8) измеряется измерителем тока (4) по его вольтметру. При достижении установленной температуры реле (8) срабатывает и подает сигнал на устройство (6), которое через элемент (2) отключает трансформатор (3) от преобразователя частоты и останавливает счет измерителя (9). 1. ИЛ. Фиг.1.
Полезная модель относится к области измерительной техники в частности, к устройствам и приборам для испытания электрооборудования.
Надежность защищаемых от перегрузок потребителей тока (электрических машин) определяется точностью настройки аппаратуры тепловой защиты электрических машин (тепловых реле), в связи с чем проводится их периодическая проверка и, при необходимости, настройка.
Известно серийно выпускаемое устройство для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин - прибор ППЗ-50, предназначенное для проверки реле тепловой защиты переменного тока частотой 50 Гц с током срабатывания не более 50А (см. Г.И.Китаенко, "Справочник судового электротехника", т.3, Л. "Судостроение", 1975 г. стр.316) содержащее понижающий трансформатор с секционированной вторичной обмоткой и магнитным шунтом, трансформатор тока, коммутатор, источник напряжения.
Недостатком прибора является отсутствие автоматического отключения нагревателя теплового реле и индикатора времени срабатывания, а также недостаточный предел по току - не более 50А, что не удовлетворяет требованиям потребителя.
Известно также устройство для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты - прибор ППЗ-1000 (см. Г.И.Китаенко, "Справочник судового электротехника", т.3, Л., "Судостроение", 1975 г, стр.316), содержащее пусковое устройство и последовательно соединенные электромагнитный регулирующий элемент, соединенный с источником напряжения, понижающий трансформатор, измеритель тока, источникнапряжения. Известное устройство несколько расширяет предел использования его по току.
Однако, недостатком этого известного устройства является отсутствие автоматического отключения нагревателя теплового реле и индикатора времени срабатывания, а также большой вес и габариты (33 кГ), что требует производить проверку тепловых реле в цеховых условиях на стационарных установках с большим объемом демонтажно-монтажных работ и значительным увеличением затрат на выполнение проверочных операций.
Указанные недостатки делают использование и этого известного устройства практически неприемлемым для работы без демонтажа контролируемых устройств.
Данные недостатки частично устранены в известном устройстве для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин (свидетельство на полезную модель Р.Ф 
28927), содержащем последовательно соединенные пусковое устройство, устройство управления и измеритель времени, а также последовательно соединенные регулирующий элемент, выполненный на полупроводниковых приборах, первый вход которого соединен с источником напряжения, понижающий трансформатор, измеритель тока и настраиваемое тепловое реле аппаратуры, выход которого соединен со вторым входом устройства управления. Измеритель тока, выполнен в виде магнитоэлектрического измерителя, содержащего вольтметр, шунт, выпрямитель переменного тока и фильтр низкой частоты. При этом, выход постоянного тока выпрямителя соединен с входом вольтметра и фильтра низкой частоты, а вход переменного тока выпрямителя соединен с выходом шунта, соединенного последовательно с настраиваемым тепловым реле аппаратуры. Причем второй выход измерителя тока соединен с третьим входом устройства управления, фильтр низкой частоты выполнен в виде конденсатора, а выпрямитель переменного тока выполнен в полупроводниковом исполнении.
Данное устройство принято за прототип.
Недостатком данного известного устройства является то, что регулирование в нем тока традиционно осуществляется на промышленной частоте 50 Г и приводит к тому, что понижающий трансформатор, определяющий на 80% вес и габариты устройства, затрудняет по этой причине его использование в качестве переносного, вызывая увеличение объема монтажно-демонтажных работ.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является устранение указанного недостатка известного устройства, а именно уменьшение веса и габаритов устройства для возможности его использования в качестве переносного.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин, содержащем последовательно соединенные пусковое устройство, устройство управления и измеритель времени, а также последовательно соединенные регулирующий элемент, выполненный на полупроводниковых приборах, понижающий трансформатор, измеритель тока и настраиваемое тепловое реле аппаратуры, выход которого соединен со вторым входом устройства управления, при этом измеритель тока выполнен в виде магнитоэлектрического измерителя, содержащего вольтметр, шунт, выпрямитель переменного тока и фильтр низкой частоты, выход постоянного тока выпрямителя соединен с входами вольтметра и фильтра низкой частоты, а вход переменного тока выпрямителя соединен с выходом шунта, соединенного последовательно с настраиваемым тепловым реле аппаратуры, причем, второй выход измерителя тока соединен с третьим входом устройства управления, в отличие от него заявляемое устройство дополнительно содержит, преобразователь частоты, понижающий трансформатор изготовлен в высокочастотном исполнении, и при этом, преобразователь частоты соединен своим входом с источником напряжения, а выходом - с регулирующим элементом.
Совокупность отличительных и ограничительных признаков заявляемой полезной модели обеспечивают достижение поставленной задачи с получением следующих технических результатов - автоматизация процесса контроля, измерение синусоидального тока, благодаря наличию регулирующего элемента, выполненного на полупроводниковых приборах, соединенного с преобразователем частоты и высокочастотным трансформатором, т.е. позволяет достигнуть в связи с этим уменьшения веса и габаритов устройства, что делает возможным и удобным его использование в качестве переносного, а также сохраняется исключение помех в питающей сети.
Устройство поясняется следующими графическими материалами:
На фиг.1 изображена блок-схема заявляемого устройства.
На фиг.2 изображена блок-схема устройства управления 6 (фиг.1) с его связями.
На фиг.3 изображена блок-схема измерителя тока 4 (фиг.1) с его связями.
Заявляемое устройство для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электромашин (фиг.1) содержит последовательно соединенные преобразователь частоты 1, соединенный с источником напряжения, регулирующий элемент 2, высокочастотный понижающий трансформатор 3, измеритель тока 4, а также блок питания 5, устройство управления 6, первый вход которого, соответственно, соединен с выходом пускового устройства 7, второй вход - с выходом настраиваемого теплового реле аппаратуры 8, соединенного с выходом измерителя тока 4, а третий вход устройства управления 6 сообщен с источником напряжения устройства. Первым выходом устройство управления 6 соединено со вторым входом регулирующего элемента 2, а вторым выходом - с первым входом измерителя времени 9, второй вход, которого сообщен с источником напряжения.
Устройство управления 6 (фиг.2) содержит последовательно соединенные усилитель мощности 10 и импульсный трансформатор 11, а также трехвходовой ключ 12 устройства управления, который своими входами соединен с его триггером 13, синхронным генератором 14 и генератором с регулирующей скважностью 15, вход которого соединен с напряжением уставки. Для управления триггером 13 вручную служат кнопки «Пуск» и «Стоп» пускового устройства 7, автоматически - автоматический «Стоп».
Измеритель тока 4 (фиг.3) (трехпредельный измеритель средневыпрямленного значения синусоидального тока) выполнен в виде магнитоэлектрического измерителя, содержащего измерительный шунт 16, выпрямитель 17, выполненный в полупроводниковом исполнении, фильтр низкой частоты 18, выполненный в виде конденсатора, и вольтметр 19. При этом выход постоянного тока выпрямителя 17 соединен с входами вольтметра 19 и фильтра низкой частоты 18, а вход переменного тока выпрямителя 17 соединен с выходом шунта 16, соединенного с настраиваемым тепловым реле аппаратуры 8. Причем, второй выход измерителя тока 4 соединен с третьим входом устройства управления 6.
Устройство используют следующим образом. При включении прибора кнопкой «Пуск» пускового устройства 7 триггер 13 устройства управления 6 запускает измеритель времени 9 и через трехвходовои ключ 12 разрешает прохождение импульсов управления от синхронного генератора 14 и генератора с регулируемой скважностью 15 через усилитель 10 и импульсный трансформатор 11 на регулирующий элемент 2 (который включен в первичную обмотку (не показана) высокочастотного понижающего трансформатора 3, а его вторичная обмотка через измерительный шунт 16 измерителя тока 4 соединена с испытуемым тепловым реле 7). Время включения симистора элемента 2 (не показан) - время, которое будет определятся длительностью импульса генератора с регулируемой скважностью 15. При этом, величина тока через нагреватель (не показан) теплового реле 8 измеряется трехпредельным измерителем средневыпрямленного значения синусоидального тока 4 по его вольтметру 19. При достижении нагревателя теплового реле (не показан) установленной температуры тепловое реле 8 срабатывает и подает сигнал на устройство управления 6, которое посредством регулирующего элемента 2 отключает понижающий трансформатор 3 от преобразователя частоты 1 и останавливает счет измерителя времени 9. Кроме того, выключение устройства в любой момент времени можно произвести вручную кнопкой «Стоп» пускового устройства 7.
Использование в заявляемом устройстве регулирующего элемента 2, выполненного на полупроводниковых приборах, соединенного с преобразователем частоты 1 и высокочастотным трансформатором 3, обеспечивает уменьшение веса и габаритов устройства, что делает возможным и удобным его использование в качестве переносного.
Вес и габариты устройства для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин для заданного испытательного тока на 70-80% определяются понижающим трансформатором, вес и габариты которого пропорциональны частоте преобразуемого тока. Современная элементная база позволяет преобразовать промышленную частоту до частоты 40-50 кГц и тем самым, с учетом веса и габаритов дополнительного блока - преобразователя частоты, добиться снижения веса и габаритов устройства для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин на 40-60%. В частности, расчетный вес устройства для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин с испытательным током 300 А в зависимости от выбранной конструкции составляет 3-4 кГ (прототип)
Устройство для настройки и проверки аппаратуры тепловой защиты электрических машин, содержащее последовательно соединенные пусковое устройство, устройство управления и измеритель времени, а также последовательно соединенные регулирующий элемент, выполненный на полупроводниковых приборах, понижающий трансформатор, измеритель тока и настраиваемое тепловое реле аппаратуры, выход которого соединен со вторым входом устройства управления, при этом измеритель тока выполнен в виде магнитоэлектрического измерителя, содержащего вольтметр, шунт, выпрямитель переменного тока и фильтр низкой частоты, при этом выход постоянного тока выпрямителя соединен с входами вольтметра и фильтра низкой частоты, а вход переменного тока выпрямителя соединен с выходом шунта, соединенного последовательно с настраиваемым тепловым реле аппаратуры, причем второй выход измерителя тока соединен с третьим входом устройства управления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит преобразователь частоты, понижающий трансформатор изготовлен в высокочастотном исполнении, и при этом преобразователь частоты соединен своим входом с источником напряжения, а выходом - с регулирующим элементом.
