ПУСКАТЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, СОЕДИНЕННЫХ ТРЕУГОЛЬНИКОМ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК H02P1/26 H02H7/09 

Изобретение относится к электротехнике. Известны магнитные пускатели, состоящие из трех контактов и механической электромагнитной системы, например а.с. 775788. Их недостатки: относительная сложность и материалоемкость конструкции, невысокая надежность.

Сущность изобретения в том, что для коммутации трехфазного электродвигателя, соединенного треугольником /а таких двигателей сейчас большинство/, достаточно включать-выключать две фазы, а третья фаза может быть соединена с двигателем постоянно /далее "транзитная" фаза/. То есть предлагаемый пускатель - двухфазный. Он состоит из одного двухконтактного /см. фиг.1/ или двух одноконтактных контакторов /фиг.1 подвариант, изображенный пунктиром/.

Постоянное наличие одной фазы на двигателе не вредит ему. А в сыром помещении это даже может быть полезно - изоляция при отсыревании будет подсушиваться микротоками утечки.

Не следует опасаться, что наличие фазы на двигателе отрицательно скажется на безопасности персонала. Большинство несчастных случаев происходит вследствие так называемого человеческого фактора - самоуверенности, забывчивости и т.п.Надеясь на то, что выключенный двигатель обесточен, электрик может начать проводить с ним работы, не проверив его индикатором, и может попасть под напряжение с "залипшего" контакта или из-за другой неисправности. Понимание же того, что двигатель постоянно находится под напряжением, будет дисциплинировать персонал и он не начнет проводить работы с двигателем, пока не убедится, что тот полностью обесточен.

Первый вариант пускателя, состоящий из двух контакторов /подключаются синхронно-параллельно или последовательно/ подключается по "классической" схеме - до своих контактов и с блок-контактом, шунтирующим замыкающую кнопку Пуск /фиг.1/. Второй вариант пускателя отличается от первого тем, что частично /в двух фазах/ защищает двигатель от неполнофазной работы /фиг.2/.

Он состоит из одного двухконтактного контактора, обмотка которого подключена к транзитной фазе и еще к одной фазе после своего же контакта. То есть контролирует вторичное /после своего контакта/ напряжение в транзитной фазе и еще в одной фазе. Однако при подгорании контакта напряжение после него не пропадает совсем, а остается равным примерно половине межфазного /за счет перетекания через обмотки двигателя и их самоиндукции/. Этого может оказаться достаточно для удержания контактора в замкнутом положении. Чтобы этого не произошло, последовательно обмотке контактора включен симметричный диодный тиристор, а для выключения пускателя также последовательно обмотке включена размыкающая кнопка Стоп.

Напряжение самооткрывания симметричного диодного тиристора /далее "сидистор"/ выбирается большим половине амплитудного рабочего, т.е. для сети 220/380 В примерно 350-400 В. Ток удержания сидистора должен быть меньше рабочего тока обмотки контактора. При этом сидистор пропустит большую часть рабочего напряжения /60-80%/, но совершенно не пропустит половинное напряжение.

Для возможности пуска такого пускателя параллельно упомянутому контакту контактора включена замыкающая кнопка Пуск. Кнопка пропускает пусковой ток двигателя, но в течение всего 0,01 сек /далее такую кнопку будем называть "прямой" кнопкой/. Размыкается кнопка /искроопасный режим/ будучи уже шунтированной силовым контактом. Поэтому она может коммутировать ток, значительно больший того, на который рассчитана исходя из длительной эксплуатации.

Или же пускатель может иметь дополнительную пусковую обмотку, подключаемую замыкающей кнопкой Пуск до своих контактов /аналогично упомянутому ниже моему изобретению "магнитный пускатель"/.

Третий вариант похож на второй, но контролирует вторичное напряжение не на транзитной фазе и еще одной коммутируемой, а на обоих коммутируемых фазах, что актуальнее, т.к. контакты имеют свойство подгорать. Однако для возможности пуска такого пускателя необходима двухконтактная прямая кнопка Пуск или же пусковая обмотка.

Четвертый вариант пускателя является двухфазным аналогом моего изобретения "Магнитный пускатель" заявка №2005113014/09-015008 /номер патента еще не известен/. Он состоит из двух одноконтактных контакторов, обмотка одного контактора подключена через сидистор к транзитной фазе и ко второй фазе после силового контакта, причем коммутирует этот контакт третью фазу. Обмотка же второго контактора подключена к транзитной фазе и к третьей фазе через последовательно соединенные с ней сидистор и размыкающую кнопку Стоп, причем коммутирует этот контакт вторую фазу. А также пускатель имеет замыкающую кнопку Пуск, шунтирующую силовой контакт в третьей фазе, или же один из контакторов имеет дополнительную пусковую обмотку.

Для использования совместно с автоматизированной системой управления /АСУ/ возможны два подварианта четвертого варианта. Они изображены на фиг.5, 6. Вариант на (фиг.5 проще, но в автоматическом режиме /переключатель ПК в положении 2/ не контролирует вторичное напряжение в фазе "С" /в проводе "с"/, /подвариант 4а/.

Подвариант на фиг.6 контролирует все вторичное напряжение, но дополнительно содержит реле времени с самовозвратом РВ /При включении реле замыкает управляющий контакт на 1-2 сек/, /подвариант 4б/.

Следует отметить, что в подвариантах на фиг.5, 6 пусковой ток через кнопку Пуск не проходит, т.к. два последовательно соединенных сидистора C1 и С2 не пропустят амплитудное напряжение. Но следует учесть, что ток, потребляемый контактором К1, должен быть не менее чем вдвое больше, чем ток удержания сидисторов C1 и С2, т.к. при пуске последние соединяются параллельно.

Пятый вариант является двухфазным аналогом моего изобретения "Токовый пускатель", патент №2290744. Он состоит из двух одноконтактных контакторов с токовыми обмотками, через которые проходит рабочий ток двигателя. Причем взаимно контакт одного из них включен последовательно обмотке другого. А в цепи транзитной фазы имеется токовое реле /через обмотку которого протекает рабочий ток двигателя/, размыкающий контакт которого шунтирует одну из обмоток. А также пускатель имеет замыкающую кнопку Пуск, шунтирующую один из контактов, имеет замыкающую кнопку Стоп, шунтируювую одну из обмоток, или имеет размыкающую кнопку Стоп в любой фазе /далее "токовая кнопка Стоп/. См. фиг.7.

Такой пускатель контролирует не только вторичное напряжение, но и протекающий через двигатель ток во всех трех фазах.

У такого пускателя, так же как и у его трехфазного прототипа, есть свойство, которое можно полезно использовать: при соответствующей настройке /подгибании лапок пружин/ он может самовыключаться при переходе в режим холостого хода.

На фиг.1 изображен первый вариант пускателя, на фиг.2, 3, 4, 5, 6, 7 - соответственно варианты 2, 3, 4, подварианты 4а и 4б, вариант 5. Обозначения: А, В, С - фазы /электропитание/, а, в, с, - провода, П - двухконтактный контактор, К1 и К2 - одноконтактные контакторы, КП, КПа, КПб - кнопки Пуск. КС - кнопка Стоп, КСТ - кнопка Стоп токовая, С, С1, С2, С3 - сидистор, ПК - переключатель, АСУ - контакт автоматического регулятора, РВ - реле времени с самовозвратом, ТР - токовое реле, L1 и L2 - токовые обмотки контакторов.

Пускатель на фиг.1 работает так: при нажатии кнопки КП подается напряжение на двухконтактный контактор П или /подвариант/ на два двухконтактных контактора К1, К2, соединенных параллельно и работающих как один. Замыкаются силовые контакты в фазах В и С, а кнопка шунтируется блок-контактом П. Для остановки цепь приводится в исходное состояние нажатием кнопки КС.

Пускатели на фиг.2 и 3 работают так: при нажатии кнопки КП подается напряжение на обмотку двухконтактного контактора П, силовые контакты замыкаются и пускатель блокирует сам себя. Ври нажатии кнопки КС обмотка обесточивается, контакты размыкаются.

Пускатели на фиг.4, 5, 6 в ручном режиме /переключатель ПК в положении 1/ работают так: при нажатии кнопки КП подается напряжение на контактор К1, который замыкает силовой контакт в фазе В и подается напряжение на контактор К2. После отпускания кнопки КП напряжение на K1 подается через сидистор С2. Пускатель включен.

Для остановки нажимается кнопка КС, контактор K1 отключается, обесточивая и контактор К2. Пускатель выключен.

В автоматическом режиме /переключатель ПК, в положений 2/ пускатель на фиг.5 работает так: при замыкании контакта АСУ подается напряжение: через сидистор C1 на контактор К1, замыкается силовой контакт в фазе В, подается напряжение на контактор К2. После отпускания кнопки КП напряжение на К1 подается через С2. Пускатель включен. При размыкании контакта АСУ пускатель отключается.

При пропадании напряжения в проводах "а" или "в" контактор К2 обесточивается и пускатель отключается.

Пускатель на фиг.6 работает в автоматическом режиме так: при замыкании контакта АСУ напряжение через C1 подается на К1 и на реле. времени с самовозвратом РВ. Через 1-2 секунды РВ отключается, и напряжение на К1 подается через С2 и контакт АСУ. После отключения АСУ пускатель отключается. Такой пускатель контролирует вторичное напряжение во всех трех фазах и в ручном и в автоматическом режимах.

Пускатель на фиг.6 работает так: при нажатии КП проходит ток через токовую обмотку L1 и токовое реле ТР в транзитной фазе. Замыкается силовой контакт в фазе В и размыкаемся контакт ТР. Это дает возможность включиться обмотке L2, которая замыкает контакт в фазе С. Пускатель включен.

Выключить пускатель можно двумя способами: или шунтировать L1 кнопкой КС или разомкнуть любую фазу кнопкой КСТ /показаны оба подварианта/.

При пропадании тока в проводе "а" замкнется контакт токового реле ТР, зашунтируется обмотка L2, разомкнется контакт в фазе С, обесточится L1 и пускатель отключится.

При пропадании тока в проводах "в" или "с" обесточится соответственно L2 или L1, что приведет к отключению и другого контактора. Пускатель отключится.

Предлагаемый двухфазный пускатель будет примерно в 1,5 раза легче, дешевле, надежнеее трехфазного пускателя той же "величины". Варианты 4÷7 защищают двигатель от неполнофазной работы.

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в электроприводах общепромышленного назначения. Техническим результатом является упрощение, улучшение массогабаритных показателей, уменьшение стоимости и повышение надежности. Пускатель для электродвигателей выполнен двухфазным. Одна фаза источника питания подается на двигатель транзитом. Пускатель обеспечивает защиту электродвигателя от неполнофазной работы, в том числе при работе с автоматизированной системой управления. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Пускатель для электродвигателей, соединенных треугольником, состоящий из механической электромагнитной системы и двухконтактного контактора, отличающийся тем, что обмотка двухконтактного контактора подключена к транзитной фазе и к другой фазе после его контакта или к двум фазам после его контактов через последовательно соединенные симметричный диодный транзистор и размыкающую кнопку «Стоп», а параллельно контакту (контактам) имеется соответственно одноконтактная или двухконтактная замыкающая кнопка «Пуск» или имеется дополнительная пусковая обмотка.2. Пускатель для электродвигателей, соединенных треугольником, состоящий из контактов и механической электромагнитной системы, отличающийся тем, что состоит из двух одноконтактных контакторов, а одна фаза подается на электродвигатель транзитом, и обмотка одного одноконтактного контактора подключена к транзитной фазе и ко второй фазе после силового контакта, причем коммутирует этот контакт третью фазу, а обмотка второго одноконтактного контактора подключена к транзитной фазе и третьей фазе через размыкающую кнопку «Стоп», причем коммутирует этот контакт вторую фазу, а также пускатель имеет замыкающую кнопку «Пуск», шунтирующую силовой контакт в третьей фазе, или же один из контакторов имеет дополнительную пусковую обмотку.3. Пускатель по п.2, отличающийся тем, что обмотка одного одноконтактного контактора подключена через симметричный диодный тиристор к транзитной фазе и ко второй фазе после силового контакта, причем коммутирует этот контактор третью фазу, а обмотка второго одноконтактного контактора подключена к транзитной фазе и к третьей фазе через последовательно соединенные с ней симметричный диодный тиристор и размыкающую кнопку «Стоп», причем коммутирует этот контактор вторую фазу, а также пускатель имеет замыкающую кнопку «Пуск», шунтирующую силовой контакт в третьей фазе, или же один из контакторов имеет дополнительную пусковую обмотку.4. Пускатель для электродвигателей, соединенных треугольником, состоящий из контактов и электромагнитной системы, отличающийся тем, что состоит из двух одноконтактных контакторов с токовыми обмотками, через которые проходит рабочий ток двигателя, причем взаимно контакт одного из них включен последовательно обмотке другого, а в цепи транзитной фазы имеется токовое реле, размыкающий контакт которого шунтирует одну из обмоток, а также пускатель имеет замыкающую кнопку «Пуск», шунтирующую один из контактов, имеет замыкающую кнопку «Стоп», шунтирующую одну из обмоток, или имеет размыкающую кнопку «Стоп» в любой фазе.