Результат интеллектуальной деятельности: Устройство подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе, и может быть использовано для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих со значительными перерывами между включениями в помещениях с повышенной влажностью и вне помещений.

Известно устройство для предотвращения увлажнения обмоток трехфазных асинхронных электродвигателей во время эксплуатационных пауз (см. а.с. SU №1361681, кл. Н02К 15/12, опуб. 1987 г.), содержащее конденсаторы, соединенные последовательно с обмотками трехфазного асинхронного электродвигателя, между которыми установлены замыкающие контакты, нулевая точка обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя соединена с нулевым проводом питающей сети.

Недостаток данного устройства: требуется вывести нулевую точку у трехфазного асинхронного электродвигателя, что на практике в большинстве случаев невыполнимо.

Известен трехфазный конденсатор компании ОАО «Миркон» серии RCM3 (см. ссылку http://промкаталог.рф/Products?firmId=76710=76710), содержащий три однофазных конденсатора, последовательно соединенные в контур, на основе металлизированной полипропиленовой пленки с самовосстанавливающимися свойствами, в металлическом корпусе с тремя выводами для подключения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для предотвращения увлажнения обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе (см. патент на полезную модель RU 92998, Н02K 15/12, 2010 г.), содержащее три трехфазных конденсатора с тремя выводами, с одной стороны, соединенные с выводами трехфазного источника питания, с другой стороны, соединенные с тремя выводами трехфазного асинхронного электродвигателя, трехфазный контактор.

Недостаток прототипа: низкая надежность работы, обусловленная режимом резонанса тока на гармонике с большой частотой, что приводит к неконтролируемому и неуправляемому распариванию изоляции обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя в устройстве для предотвращения увлажнения обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе.

Техническим результатом является повышение надежности работы за счет исключения резонанса тока на гармонике с большой частотой, следовательно, исключение снижения качества изоляции обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя и повышение стабильности работы устройства подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе.

Технический результат достигается тем, что устройство подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе, содержащее три трехфазных конденсатора с тремя выводами у каждого, с одной стороны, соединенные с выводами трехфазного источника питания, с другой стороны, соединенные с тремя выводами трехфазного асинхронного электродвигателя, трехфазный контактор, согласно изобретению содержит основной, подключенный к источнику питания, и дополнительный, подключенный к основному, трехфазные автоматические выключатели, при этом входные три вывода основного автоматического выключателя соединены соответственно с тремя выводами источника питания, а выходные три вывода - соответственно с тремя входными выводами дополнительного автоматического выключателя и соответственно с тремя входными выводами контактора, причем первый и второй выводы первого трехфазного конденсатора соединены соответственно с первым и вторым выходными выводами дополнительного автоматического выключателя, а третий вывод первого трехфазного конденсатора соединен с третьим выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, при этом первый и второй выводы второго трехфазного конденсатора соединены соответственно с первым и третьим выходными выводами дополнительного автоматического выключателя, а третий вывод второго трехфазного конденсатора соединен со вторым выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, также первый и второй выводы третьего трехфазного конденсатора соединены соответственно с третьим и вторым выходными выводами дополнительного автоматического выключателя, а третий вывод третьего трехфазного конденсатора соединен с первым выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, где выходные три вывода контактора соответственно соединены с тремя выводами трехфазного асинхронного электродвигателя.

Обоснование критериев охраноспособности изобретения:

Эффективность работы устройства подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе подтверждена результатами испытаний, которые были проведены на цеховых электрических машинах учхоза «Кубань» при работе электрооборудования в штатном режиме. Доказана целесообразность применения трехфазных конденсаторов в качестве защиты от резонанса тока на высокой частоте. Заявленное изобретение позволяет автоматически подсушивать изоляцию обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя при своей простой и рациональной конструкции. Отсюда можно положить, что выполняется критерий «изобретательский уровень».

Новизна обусловлена тем, что предлагаемая совокупность существенных признаков не известна из сведений об уровне техники, а именно: соединение первого и второго выводов первого трехфазного конденсатора соответственно с первым и вторым выходными выводами дополнительного автоматического выключателя, а третьего вывода первого трехфазного конденсатора - с третьим выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, соединение первого и второго выводов второго трехфазного конденсатора соответственно с первым и третьим выходными выводами дополнительного автоматического выключателя, а третьего вывода второго трехфазного конденсатора - со вторым выводом трехфазного асинхронного электродвигателя, соединение первого и второго выводов третьего трехфазного конденсатора соответственно с третьим и вторым выходными выводами дополнительного автоматического выключателя, а третьего вывода третьего трехфазного конденсатора - с первым выводом трехфазного асинхронного электродвигателя.

Промышленная применимость подтверждается возможностью осуществления технического решения в электроустановках с трехфазными асинхронными электродвигателями, предназначенных для технологических процессов в области сельского хозяйства и пищевой промышленности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе.

Устройство подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе содержит три трехфазных конденсатора 1, 2, 3 с тремя выводами у каждого 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, с одной стороны, соединенные с выводами 13, 14, 15 трехфазного источника питания 16, с другой стороны, соединенные с тремя выводами 17, 18, 19 трехфазного асинхронного электродвигателя 20, трехфазный контактор 21. Заявленное устройство также содержит основной, подключенный к источнику питания 16, и дополнительный, подключенный к основному, трехфазные автоматические выключатели 22 и 23, при этом входные три вывода 24, 25, 26 основного автоматического выключателя 22 соединены соответственно с тремя выводами 13, 14, 15 источника питания 16, а выходные три вывода 27, 28, 29 - соответственно с тремя входными выводами 30, 31, 32 дополнительного автоматического выключателя 23 и соответственно с тремя входными выводами 33, 34, 35 контактора 21, причем выводы 4, 5 первого трехфазного конденсатора 1 соединены соответственно с выходными выводами 36, 37 дополнительного автоматического выключателя 23, а вывод 6 трехфазного конденсатора 1 соединен с выводом 19 трехфазного асинхронного электродвигателя, при этом выводы 7, 8 второго трехфазного конденсатора 2 соединены соответственно с выходными выводами 36, 38 дополнительного автоматического выключателя 23, а вывод 9 второго трехфазного конденсатора 2 соединен с выводом 18 трехфазного асинхронного электродвигателя, также выводы 10, 11 третьего трехфазного конденсатора 3 соединены соответственно с выходными выводами 38, 37 дополнительного автоматического выключателя 23, а вывод 12 третьего трехфазного конденсатора соединен с выводом 17 трехфазного асинхронного электродвигателя, где выходные три вывода 39, 40, 41 контактора 21 соединены соответственно с тремя выводами 17, 18, 19 трехфазного асинхронного электродвигателя.

Устройство подсушки изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя в технологической паузе работает следующим образом.

При включенном контакторе 21 и автоматических выключателях 22, 23 конденсаторы 1, 2, 3 выполняют роль компенсаторов реактивной мощности трехфазного асинхронного электродвигателя 20 и, кроме того, способствуют улучшению технических условий пуска электродвигателя 20, поскольку по одному из «законов коммутации» напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, и, следовательно, опасного импульсного всплеска напряжения не будет наблюдаться.

При выключенном контакторе 21 и включенных автоматических выключателях 22, 23 возникает подсушивание изоляции обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя 20: конденсаторы 1, 2, 3 обеспечивают электрическую связь между выводами 13, 14, 15 трехфазного источника питания 16 и выводами 17, 18, 19 трехфазного асинхронного электродвигателя 20 в соответствии с заявленным устройством обеспечивает ток подсушки обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя 20 достаточной величины, чтобы поддерживать температуру изоляции обмоток на 2-3°С выше температуры окружающей среды, что исключает существование влаги на изоляции обмоток.

Особенностью предлагаемого устройства по сравнению с прототипом состоит в том, что во время подсушивания по обмоткам трехфазного асинхронного электродвигателя 20 протекает ток с частотой 50 Гц, величина которого на 10% больше, чем у прототипа, а также токи высших гармонических составляющих. Это значительно повышает эффективность посушки, так как для наиболее выраженных реально возникающих 5, 7, 9, 11-х гармоник активное сопротивление увеличивается соответственно на 22, 27, 31, 34% от номинального активного сопротивления, при этом амплитуды тока вышеперечисленных гармонических составляющих может достигать от 3-15% от номинального значения тока трехфазного асинхронного электродвигателя 20, что в среднем на 30% больше, чем у прототипа, в зависимости от дальности размещения электродвигателя 20 и трехфазных конденсаторов 1, 2, 3.