ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Российский патент 1999 года по МПК H02P1/42 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных и бытовых механизмов.

Известны электроприводы для запуска трехфазных электродвигателей (см., например, а.с. N 1332494, кл. H 02 P 1/44). Для обеспечения запуска электродвигателя в этом случае применяют электросхему с двумя конденсаторами и двумя диодами, подключаемыми последовательно с одной из обмоток двигателя. При максимальной простоте этого устройства оно не обеспечивает надежной работы, поскольку низка долговечность конденсаторов из-за их работы в режимах, не рекомендуемых техническими условиями. Кроме того, это устройство достаточно громоздко, так как требует конденсаторов большой емкости на большие рабочие напряжения.

Известен электропривод переменного тока по а.с. N 1690150, кл. H 02 P 1/42, представляющий собой в принципе ту же конденсаторную схему (с присущими ей недостатками), но с добавлением электронного управления подключением пускового конденсатора, что позволяет обеспечить автоматический пуск электродвигателя.

Известны также электроприводы переменного тока без конденсаторов, т.е. более компактные (см. , например, патент РФ N 2000650, кл. H 02 P 1/42). В этом электроприводе вместо конденсаторов применяют симисторный оптрон с цепью управления, состоящий из двух резисторов, конденсатора малой емкости и мостового выпрямителя, что позволяет обеспечить автоматический запуск двигателя.

Вместе с тем цепь управления симистором обладает низкой надежностью, поскольку в момент включения и выключения электродвигателя, обмотки которого имеют значительную индуктивность, возникают сильные броски напряжения, которые могут вывести из строя светодиод симисторного оптрона, прохождение тока через который ничем не ограничено.

Целью предлагаемого изобретения является разработка схемы автоматического запуска электродвигателя с повышенной надежностью всех элементов цепи.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый электропривод переменного тока, состоящий из симисторного оптрона, включенного последовательно с одной из обмоток двигателя, и схемы управления оптроном, отличается тем, что схема управления симисторным оптроном составлена из диодного моста, включенного параллельно фотосимистору симисторного оптрона, подключенного к диодному мосту через ограничительный резистор, транзисторного аналога динистора, состоящего из двух транзисторов различной проводимости и трех резисторов для обеспечения режима работы транзисторного аналога динистора по постоянному току, зарядно-разрядной цепи, состоящей из резистора и конденсатора цепи временной задержки, параллельно соединенных между собой и подключенных к транзисторному аналогу динистора, и цепи временной задержки, состоящей из параллельно соединенных резистора и конденсатора.

Такая схема запуска электродвигателя отвечает поставленной изобретением цели, поскольку при включении ее в электросеть она автоматически обеспечивает оптимальный сдвиг фаз за счет применения расчетного сопротивления резистора в зарядно-разрядной цепи, что вызывает свечение светоизлучающего диода оптрона, и включает фотосимистр симисторного оптрона, который обеспечивает протекание тока через пусковую обмотку электродвигателя в течение необходимого времени для его запуска, определяемого величиной емкости конденсатора в цепи временной задержки. Далее электродвигатель автоматически переходит в рабочий режим за счет уменьшения тока в пусковой обмотке до номинального значения, определяемого сопротивлением резистора в цепи временной задержки.

Предлагаемый электропривод переменного тока показан на электрической принципиальной схеме на примере однофазного асинхронного электродвигателя. В случае использования трехфазного двигателя, обмотки которого должны быть соединены треугольником, изменяется только порядок подключения обмоток электродвигателя к предлагаемой схеме.

Электропривод переменного тока (см. чертеж) содержит однофазный асинхронный электродвигатель, пусковая обмотка 1 и рабочая обмотка 2 которого одними выводами соединены между собой и через замыкающий контакт 3 подключены к одному зажиму источника питания. Второй вывод рабочей обмотки, первый вывод фотосимистора симисторного оптрона 4 и первый вывод диодного моста 5 по переменному току соединены между собой и со вторым зажимом источника питания. Второй вывод пусковой обмотки 1 соединен со вторым выводом фотосимистора симисторного оптрона 4 и вторым выводом диодного моста 5 по переменному току. Плюсовой вывод диодного моста 5 соединен с первым выводом резистора 6, второй вывод которого соединен с катодом стабилитрона 7 и первыми выводами резистора 8 и резистора 9. Второй вывод резистора 8 соединен с коллектором транзистора 10, базой транзистора 11 и первым выводом резистора 12. Второй вывод резистора 9 соединен с первым выводом резистора 13 и первым выводом конденсатора 14. Вторые выводы резистора 13 и конденсатора 14 соединены между собой, с эмиттером транзистора 11 и с первым выводом конденсатора 15. База транзистора 10 соединена с коллектором транзистора 11 и с первым выводом резистора 16. Вторые выводы резистора 12, резистора 16, конденсатора 15, анода стабилитрона 7, минусового вывода диодного моста 5 и катода светоизлучающего диода симисторного оптрона соединены между собой. Анод светоизлучающего диода симисторного оптрона соединен с эмиттером транзистора 10.

Электропривод работает следующим образом.

При включении замыкающего контакта 3 питающее напряжение поступает через диодный мост 5, ограничительный резистор 6, резистор 9, определяющий скорость зарядки конденсатора 15, через конденсатор 14 на конденсатор 15, который, зарядившись до величины включения транзисторного аналога динистора, собранного на транзисторах различной проводимости 10 и 11, вызывает импульс тока через светоизлучающий диод симисторного оптрона 4, который включает фотосимистор симисторного оптрона 4. При этом начинает проходить ток через пусковую обмотку 1. Для обеспечения режима работы по постоянному току транзисторными аналогами динистора служат резисторы 8, 12, 16. Изменения напряжения в питающей сети не влияют на работу электронной схемы, управляемой симисторным оптроном благодаря применению стабилитрона 7. Величина резистора 9 определяет величину тока в пусковой обмотке при запуске электродвигателя, а величина тока при установившемся режиме определяется сопротивлением резистора 13, через который начинает проходить ток после окончания режима пуска и заряда конденсатора 14.

Таким образом, данная схема обеспечивает высокую надежность работы как всей системы в целом, так и отдельных ее элементов, независимо от бросков напряжения в питающей сети и возникающих в процессе включения-выключения электродвигателя. Полностью исключена перегрузка и возможный выход из строя наиболее дорогостоящего элемента схемы - светоизлучающего диода симисторного оптрона при любых ситуациях.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах общепромышленных и бытовых механизмов. По сравнению с известными пусковыми устройствами для трехфазных электродвигателей предлагаемый электропривод, состоящий из симисторного оптрона и схемы управления оптроном, отличается тем, что схема управления оптроном составлена из оригинально соединенных с оптроном и между собой диодного моста, ограничительного резистора, транзисторного аналога динистора, зарядно-разрядной цепи и цепи временной задержки, что позволяет обеспечивать автоматический запуск электродвигателя на оптимальных режимах. Технический результат: электропривод компактен, надежен и долговечен в эксплуатации. 1 ил.

Электропривод переменного тока, содержащий однофазный асинхронный двигатель, пусковая и рабочая обмотки которого одними выводами соединены между собой и через замыкающий контакт подключены к одному зажиму источника питания, второй вывод рабочей обмотки соединен со вторым зажимом источника питания, второй вывод пусковой обмотки соединен со вторым выводом фотосимистора оптрона, диодный мост и схему управления симисторным оптроном, отличающийся тем, что диодный мост включен по переменному току параллельно фотосимистору оптрона, первый вывод которого соединен со вторым зажимом источника питания, а схема управления симисторным оптроном состоит из стабилитрона, первый вывод которого через ограничительный резистор подключен к первому выводу диодного моста по постоянному току, второй вывод которого соединен со вторым выводом стабилитрона, двумя резисторами, обеспечивающими режим работы по постоянному току транзисторного аналога динистора, состоящего из двух транзисторов различной проводимости, и конденсатором зарядно-разрядной цепи, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и резистора, соединенного с первым выводом стабилитрона, из цепи временной задержки, состоящей из параллельно включенных резистора и конденсатора, включенной последовательно с резистором зарядно-разрядной цепи, транзисторный аналог динистора подключен одним концом к конденсатору зарядно-разрядной цепи, а другим - к первому выводу светодиода симисторного оптрона, второй вывод которого соединен со вторым выводом диодного моста по постоянному току.