×
19.04.2019
219.017.320d

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ОТ ПЕРЕГРЕВА

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002456731
Дата охранного документа
20.07.2012
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам защиты потребителей электроэнергии от тепловой перегрузки. Технический результат - обеспечение защиты потребителей электроэнергии от тепловой перегрузки без разрыва контактов в цепи управления В устройстве, демонстрирующем предложенный способ, имеется замкнутая магнитная цепь, которая выполнена наподобие магнитного усилителя и состоит из трех стержней. Два крайних стержня содержат силовые обмотки, соединенные согласно, последовательно и последовательно с нагрузкой. В среднем стержне имеется обмотка намагничивания и помещают ферромагнитную вставку, обладающую температурой фазового перехода второго рода, при котором материал теряет свои магнитные свойства при нагревании, и восстанавливает их до первоначального уровня при остывании. Ферромагнитная вставка снабжена нагревательным элементом, имеющим обмотку, соединенную последовательно с нагрузкой. Если в обмотке управления подается ток, то магнитопровод насыщается. Из-за небольшого сопротивления рабочих обмоток, соединенных последовательно с нагрузкой, к которым подведено переменное напряжение, почти все напряжение падает на нагрузке. При нагреве вставки магнитное сопротивление в среднем стержне резко возрастает. Магнитопровод оказывается ненасыщенным. В результате реактивное сопротивление рабочих обмоток резко увеличивается, а величина тока в цепи нагрузки уменьшается. При охлаждении вставки она восстанавливает свои первоначальные магнитные свойства, и ток нагрузки возрастает. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам защиты различных потребителей электроэнергии от тепловой перегрузки при повышенных токах или повышении температуры защищаемого корпуса изделия.

Известен способ защиты электроустановок от перегрева, описанный в патенте (RU 2412336 С1. 20.02.2011).

В известном способе защита осуществляется за счет формирования насыщающейся магнитной цепи в измерительных элементах для тока. При превышении токовой нагрузки происходит изменение параметров измерительных элементов, что и приводит к срабатыванию тепловых реле с последующим отключением соответствующих силовых контактов.

Недостаток известного способа состоит в том, что в нем исполнительные устройства содержат силовые контакты, которые могут «залипнуть» или спаяться при больших токах нагрузки.

Работа большого числа электрических приборов (реле, контакторов, выключателей) основана на использовании разрывных контактов.

Как известно, при работе электрических контактов, как правило, возникает дуговой или искровой процесс, что ведет к постепенному разрушению материала контактных поверхностей. Разрывные контакты могут разрушаться в результате:

- коррозии, возникающей при химической реакция во время появления искры или дуги;

- эрозии, т.е. переноса металла с контакта на контакт при прохождении электрического тока;

- износа, вызываемого своеобразием характера работы разрывных контактов, - ударами и трением одного контакта о другой.

Между тем существует ряд производств, в которых появление дуги или искры недопустимо. К таким производствам относятся нефтехимические, горнорудные предприятия и т.д.

В качестве прототипа выбран способ, который может быть использован в качестве защиты от перегрева, описанный в патенте RU 2379820 С1 20.01.2010.

В известном способе механические разрывы электрической цепи отсутствуют, и все изменения происходят в замкнутой магнитной цепи за счет ферромагнитной вставки, обладающей температурой фазового перехода второго рода, при котором материал теряет свои магнитные свойства при нагревании. При охлаждении ферромагнитная вставка восстанавливает свои свойства до первоначального уровня.

Достоинства данного способа заключаются в том, что изменение магнитного поля не приводит к механическим разрывам в контактной цепи.

Недостаток известного способа состоит том, что он не может быть впрямую использован для тепловой защиты при перегревах электротехнического объекта.

Задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить защиту различных потребителей электроэнергии от тепловой перегрузки при повышенных токах или повышении температуры защищаемого корпуса изделия без разрыва контактов в цепи управления, а в некоторых случаях и без разрыва силовой цепи.

Техническим результатом является создание способа защиты различных потребителей электроэнергии от тепловой перегрузки при повышенных токах или повышении температуры защищаемого корпуса изделия, при котором не происходит разрыва электрической цепи управления.

Дополнительным техническим результатом является защита потребителей электрической энергии с относительно небольшой нагрузкой без разрыва электрической силовой цепи.

Технический результат достигается за счет того, что в способе защиты электроустановок от перегрева путем изменения магнитного потока в насыщающейся магнитной цепи за счет ферромагнитной вставки, обладающей температурой фазового перехода второго рода, при котором материал теряет свои магнитные свойства при нагревании и восстанавливает их до первоначального уровня при остывании, согласно изобретению, формируют замкнутую магнитную цепь наподобие магнитного усилителя, состоящую из трех стержней, в которой на два крайних стержня устанавливают силовые обмотки, соединенные согласно, последовательно и последовательно с нагрузкой, в среднем стержне формируют постоянный магнитный поток, насыщающий магнитную цепь и крайние стержни, указанную ферромагнитную вставку помещают в среднем стержне и отключение нагрузки производят путем воздействия на нее теплом.

Ферромагнитную вставку могут нагревать с помощью нагревательного элемента, содержащего обмотку, соединенную последовательно с нагрузкой.

Магнитный поток в среднем стержне может быть образован за счет постоянного магнита.

Магнитный поток в среднем стержне может быть образован за счет обмотки намагничивания, получающей питание от стороннего источника постоянного тока.

Формирование замкнутой магнитной цепи наподобие магнитного усилителя, состоящей из трех стержней, в которой на два крайних стержня устанавливают силовые обмотки, соединенные согласно, последовательно и последовательно с нагрузкой, а в среднем стержне формирование постоянного магнитного потока, насыщающего магнитную цепь, позволяет получать относительно простую конструкцию.

Помещение ферромагнитной вставки в среднем стержне и воздействия на нее теплом позволяет производить отключение питания при перегрузке без видимого разрыва электрической цепи.

Воздействие на ферромагнитную вставку с помощью нагревательного элемента, имеющего нагревательную обмотку, соединенную последовательно с нагрузкой, обеспечивает обратную связь между силовым током и системой отключения.

Образование магнитного потока в среднем стержне за счет наличия в нем постоянного магнита упрощает систему управления и повышает надежность работы теплового реле.

Образование магнитного потока в среднем стержне за счет обмотки намагничивания, получающей питание от стороннего источника постоянного тока, дает возможность обеспечить независимость работы реле.

Способ защиты электроустановок от перегрева иллюстрируется тремя фигурами.

На фиг.1 изображена принципиальная конструкция магнитной цепи.

На фиг.2 показана принципиальная электрическая схема соединения элементов.

На фиг.3 нарисована характеристика управления тепловым реле.

Устройство, демонстрирующее предложенный способ защиты электроустановок от перегрева, выполнено следующим образом. Замкнутая магнитная цепь 1 (фиг.1, 2) выполнена наподобие магнитного усилителя и состоит из трех стержней 2, 3 и 4. Два крайних стержня 2 и 4 содержат силовые обмотки 5 и 6, соединенные согласно, последовательно и последовательно с нагрузкой 7. В среднем стержне 3 выполняют обмотку намагничивания 8, получающую питание от сети постоянного тока. Такая сеть может содержать мостовой двухполупериодный выпрямитель 9, питаемый от цепи переменного тока, к которой подсоединены и обмотки 5 и 6. В среднем стержне 3 помещена ферромагнитная вставка 10, обладающая температурой фазового перехода второго рода, при котором материал теряет свои магнитные свойства при нагревании, и восстанавливает их до первоначального уровня при остывании. Ферромагнитная вставка снабжена нагревательным элементом 11, имеющим обмотку 12, соединенную последовательно с нагрузкой 7.

Вольтамперная характеристика управления 13 тепловым реле аналогична характеристике магнитного усилителя и представляет собой зависимость силового тока Iс (фиг.3) в обмотках 5 и 6 от тока намагничивания Iн, протекающего в обмотке намагничивания 8. На характеристике имеется рабочая точка а, соответствующая режиму, когда ферромагнитная вставка находится в холодном состоянии, и точка b, соответствующая режиму, при котором ферромагнитная вставка нагрета до состояния, когда она теряет свои магнитные свойства.

Способ защиты электроустановок от перегрева действует следующим образом. Если в обмотку намагничивания 8 (фиг.1, 2) подается ток Iн, а к рабочим обмоткам 5, 6, соединенным последовательно с нагрузкой 7, подведено переменное напряжение, то магнитопровод насыщается. При этом из-за небольшого сопротивления рабочих обмоток почти все напряжение падает на нагрузку 7. На нагрузке в этом случае выделяется максимальная мощность (см. рабочую точку а на фиг.3).

Если теперь произвести нагрев ферромагнитной вставки 10, доведя ее температуру до такого уровня, при котором материал теряет свои магнитные свойства, то магнитное сопротивление в среднем стержне резко возрастает. При этом магнитопровод оказывается ненасыщенным. В результате реактивное сопротивление рабочих обмоток 5, 6 резко увеличивается, а величина тока в цепи нагрузки уменьшается (точка b на фиг.3). При охлаждении вставки 10 она восстанавливает свои первоначальные магнитные свойства, и ток нагрузки возрастает. Таким образом, воздействуя теплом на ферромагнитную вставку, обладающую температурой фазового перехода второго рода, при котором материал теряет свои магнитные свойства при нагревании и восстанавливает их до первоначального уровня при остывании, можно обеспечить защиту нагрузки от перегрева. Во всех случаях включения и отключения в цепи нагрузки нет разрывов электрического тока, нет искр и электрической дуги.

Магнитный поток в среднем стержне может быть образован за счет постоянного магнита, встроенного в тело среднего стрежня 3 (на фиг. не показан). В этом случает наличие обмотки намагничивания 8 и выпрямителя 9 необязательно. На характеристике 12 рабочая точка а даже при отсутствии тока намагничивания смещается вправо. Нагрев ферромагнитной вставки оказывает действие, аналогичное, вышеописанному.

Магнитный поток в среднем стержне 3 может быть образован за счет питания обмотки намагничивания 8 от стороннего источника постоянного тока, например от аккумулятора (на фиг. не показан), что повышает надежность теплового реле.

Достоинства предлагаемого способа защиты электроустановок от перегрева заключаются в том, что устройства формируются из простых известных технических средств, что позволяет легко осуществить такую защиту. При срабатывании защиты не происходит разрыва электрической цепи, благодаря чему при включении и выключении отсутствуют искры. Эта особенность способа обеспечивает, с одной стороны, высокую надежность таких реле, и с другой стороны, позволяет использовать такой тип тепловой защиты даже в средах, где появление искр недопустимо, например в угольных шахтах. В процессе работы в предлагаемых согласно способу устройствах не происходит окисление участвующих в отключении элементов.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 101.
20.01.2013
№216.012.1d86

Устройство для измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Сущность: устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473052
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d88

Способ измерения уровня вещества в открытой металлической емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях. Сущность: в способе измерения уровня вещества в открытой металлической емкости предварительно в верхней незаполняемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473054
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d89

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкости в различных открытых и замкнутых металлических емкостях. В частности, оно может быть применено для определения уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургического производства. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473055
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d8a

Способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473056
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d95

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ диагностирования ДВС заключается в возбуждении в камере сгорания электромагнитных колебании фиксированной длины волны и определении амплитуды принимаемого сигнала. При проведении диагностирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473067
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c3

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Сущность: в поверхностный слой контролируемого участка дороги встраивают резонатор с изменяющейся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473888
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c4

Способ измерения физической величины

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. К их числу относятся механические величины, геометрические параметры объектов, физические свойства веществ и др. К ним же относятся также электрофизические,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473889
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.210b

Способ нахождения максимальных повторяющихся участков последовательности символов конечного алфавита и способ вычисления вспомогательного массива

Изобретение относится к компьютерной обработке цифровых данных, точнее к способам сжатия массивов цифровой информации путем нахождения совпадающих фрагментов последовательности данных. Техническим результатом является уменьшение количества памяти, требующейся для представления всех максимальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473960
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
Показаны записи 1-10 из 52.
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.03.2013
№216.012.2f84

Прямоточный движитель для водного транспорта

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в качестве движителя для судов различного назначения. Прямоточный движитель для водного транспорта содержит трубопроводы и устройство, создающее струю воды за счет формирования в трубопроводе бегущих водяных волн. Трубопроводы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477699
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.05.2013
№216.012.44fe

Способ утилизации энергии сжатого газа

Способ предназначен для утилизации энергии, запасенной в сжатом газе, например в метане, в виде получения электрической энергии и холода за счет понижения начального давления газа, пропускаемого по магистрали газопровода. Способ предусматривает использование двух объемно-роторных лопастных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483239
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.05.2014
№216.012.c405

Инерционный магнитоэлектрический генератор

Изобретение относится к электротехнике и может служить автономным источником питания для различных систем. Технический результат состоит в получении высоких удельных показателей генерации электрических сигналов с величиной, достаточной для электропитания различных электротехнических устройств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515940
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.07.2014
№216.012.dc1c

Флажковый ветрогенератор

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Флажковый ветрогенератор содержит ветроприемник, выполненный в виде струн, расположенных в ветровом потоке между стойками, преобразователь колебаний струн в полезную энергию. Струны, натянутые между стойками, содержат навешанные на них полотнища...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522126
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc1f

Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию путем воздействия на струны набегающего потока воздуха. Колебания струн под действием потока воздуха усиливают за счет увеличения их поверхности путем навешивания на них полотнищ....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522129
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.10.2014
№216.012.fe4e

Устройство для утилизации энергии природного сжатого газа

Изобретение относится к устройству для утилизации энергии сжатого газа. Устройство содержит каскады низкого и высокого давления, блок измерения расхода газа, радиатор, средства для регулирования температуры газа, поступающего потребителю, основной теплообменник, холодильную камеру, потребитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530958
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.04.2015
№216.013.393d

Индукторный электрогенератор с гибким статором

Изобретение относится к электротехнике, к получению электрической энергии при колебании различных механических деталей относительно друг друга и может быть использовано для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546141
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3942

Способ получения электрической энергии в индукторном генераторе с гибким статором

Изобретение относится к электротехнике, к получению электрической энергии при колебании различных механических устройств и может быть использовано, в частности, для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546146
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД