ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫЙ БЕСКОНТАКТНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ Российский патент 2013 года по МПК H02P1/16 H02P1/26 

Изобретение относится к электротехнике, получающей применение в асинхронном электроприводе.

Известно, что прямой пуск асинхронного двигателя (АД) осуществляется посредством пускателей, которые могут быть электромагнитные или электронные полупроводниковые. Электромагнитные пускатели дешевле полупроводниковых, однако имеют меньший ресурс.

Наиболее простая схема прямого пуска асинхронного электропривода (см. Ильинский Н.Ф., Основы электропривода, М.: Издательский дом МЭИ, 2007) содержит в себе два электромагнитных пускателя и пульт управления. Несмотря на простоту представленной схемы, недостатком ее является большой размер и низкий ресурс в связи с обгоранием контактов.

Известно техническое решение (см. патент 2055443 (RU) Устройство для пуска трехфазного асинхронного электродвигателя/ Авт. Изобр.: Кондрашов Р.И. - опубликовано 27.02.1996) в котором предлагается использовать тиристорные ключи и управлять ими светом через фоторезисторы. Недостатком данного решения является невозможность реверса данной схемы и большое количество ключей

Известно техническое решение (см. патент на полезную модель 66632 (U1) Пускатель бесконтактный реверсивный / Авт. Изобр.: Захаров Ю.В. -опубликовано 10.09.2007) в котором четыре симисторных ключа обеспечивают пуск и реверс асинхронного двигателя. Недостатком схемы является постоянно присутствие напряжения на одной фазе и потеря мощности на резисторах.

Наиболее близким является техническое решение (см. патент на изобретение 2009115428 (RU) Взрывобезопасный магнитный пускатель / авт. Изобр. Степанов В.А. - опубликовано 27.10.2010) в котором предлагается использовать: магнитный пускатель, микроконтроллер, диод, датчики контроля фазы, блок питания, блок дистанционного управления, электронные ключи, резисторы, оптопары, конденсаторы. Конструкция выполнена в безобрывном варианте. Недостатком данной схемы является большое количество элементов, датчиков, что уменьшает общую надежность и увеличивает стоимость готового устройства.

Общим признаком прототипа и предлагаемого решения является наличие в силовых цепях схемы электронных ключей, безобрывных диодов, конденсаторов.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение ресурса работы и снижения габаритов пускателя по сравнению с электромагнитными. Пускатель содержит в себе 5 оптосимисторных ключей, параллельно каждому подключен варистор и RC-цепочка 1-5. Параллельно светодиоду каждого оптосимистра подключен конденсатор. Силовые выводы первого оптосимистра подключены к питающему напряжению и фазе двигателя. Входы второго и третьего оптосимистров объединены между собой и подключены ко второй фазе питающего напряжения. Входы четвертого и пятого оптосимистров также объединены между собой и подключены к третьей фазе питающего напряжения. Выход второго и четвертого оптосимистров объединены между собой и подключены ко второй фазе двигателя. Выходы третьего и пятого оптосимистра также объединены между собой и подключены к третьей фазе двигателя. Катод светодиода первого оптосимистра является минусом для управляющего сигнала и является общим для сигнала пуска и реверса. Анод светодиода первого оптосимистра подключен через безобрывный диод Д1 к катоду светодиода второго оптосимистра и через безобрывный диод Д2 к катоду светодиода третьего оптосимистра. Анод светодиода второго оптосимистра соединен с катодом светодиода четвертого оптосимистра. Анод светодиода третьего оптосимистра соединен с катодом светодиода пятого оптосимистра. Аноды светодиодов четвертого и пятого оптосимистра являются плюсовыми для управляющего сигнала пуска и реверса соответственно.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема асинхронного электропривода, оснащенного предлагаемым устройством, на фиг.2 показаны диаграммы управляющих сигналов.

Параллельно каждому оптосимистру подключен варистор и RC-цепочка 1-5. Параллельно светодиодам оптосимистра подключены конденсаторы. Силовой вход первого оптосимистра подключен к фазе А питающего напряжения, силовой выход к фазе А двигателя. Вход второго и третьего оптосимистра объединены между собой и подключены к фазе В питающего напряжения. Входы четвертого и пятого оптосимистра объединены между собой и подключены к фазе С питающего напряжения. Выход второго и четвертого оптосимистра объединены между собой и подключены ко фазе В двигателя. Выходы третьего и пятого оптосимистра объединены между собой и подключены к фазе С двигателя. Катод светодиода первого оптосимистра является минусом для управляющего сигнала и является общим для сигналов пуска и реверса. Анод светодиода первого оптосимистра подключен к катоду безобрывного диода Д1, анод безобрывного диода Д1 подключен к катоду светодиода второго оптосимистра. Анод светодиода первого оптосимистра подключен к катоду безобрывного диода Д2, анод безобрывного диода Д2 подключен к катоду светодиода третьего оптосимистра. Анод светодиода второго оптосимистра соединен с катодом светодиода четвертого оптосимистра. Анод светодиода третьего оптосимистра соединен с катодом светодиода пятого оптосимистра. Аноды светодиодов четвертого и пятого оптосимистра являются плюсовыми для управляющего сигнала пуска и реверса соответственно. Предлагаемое устройство увеличивает срок эксплуатации в сравнении с электромагнитными пускателями в связи с отсутствием контактов.

Устройство работает следующим образом. При подключении питающего напряжения и подачи управляющего напряжения U1, открываются ключи Т1, Т3, Т5, двигатель осуществляет движение вперед(Фиг.2, а), при подаче напряжения U2 открываются ключи Т1, Т2, Т4, двигатель осуществляет движение назад(Фиг.2, б).

RC цепи и варисторы 1-5 служат для снижения коммутационных перенапряжений. Конденсаторы К1-К5 необходимы для подавления помех в цепях управления.

В целях обеспечения взрывобезопасности устройства, элементы схемы выбираются с соответствующим запасом по мощности. Монтаж выполняется в отдельном металлическом корпусе с последующей заливкой компаундом. Для подключения внешних проводов к блоку на корпусе устанавливаются клемные колодки.

Достигаемый технико-экономический эффект обусловлен повышенным временем эксплуатации и надежности, а также уменьшение размера в сравнении с электромагнитными схемами пуска.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в асинхронном электроприводе. Техническим результатом является повышение ресурса работы и снижения габаритов пускателя по сравнению с электромагнитными. Взрывобезопасный бесконтактный пускатель содержит 5 оптосимисторных ключей, параллельно каждому подключен варистор и RC-цепочка (1-5). Параллельно светодиоду оптосимистра подключен конденсатор. Силовые выводы первого оптосимистра подключены к питающему напряжению и фазе двигателя. Входы второго и третьего оптосимистров подключены ко второй фазе питающего напряжения. Входы четвертого и пятого оптосимистров подключены к третьей фазе питающего напряжения. Выход второго и четвертого оптосимистра подключены ко второй фазе двигателя. Выходы третьего и пятого оптосимистра подключены к третьей фазе двигателя. Катод светодиода первого оптосимистра является минусом для управляющего сигнала и является общим для сигнала пуска и реверса. Анод светодиода первого оптосимистра подключен через безобрывный диод Д1 к катоду светодиода второго оптосимистра и через безобрывный диод Д2 к катоду светодиода третьего оптосимистра. Анод светодиода второго оптосимистра соединен с катодом светодиода четвертого оптосимистра. Анод светодиода третьего оптосимистра соединен с катодом светодиода пятого оптосимистра. Аноды светодиодов четвертого и пятого оптосимистров являются плюсовыми для управляющего сигнала пуска и реверса соответственно. 2 ил.

Взрывобезопасный бесконтактный пускатель, содержащий электронные ключи, конденсаторы, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен безобрывными диодами Д1 и Д2, при этом параллельно каждому оптосимистру подключен варистор и RC-цепочка, параллельно светодиодам оптосимистра подключены конденсаторы, силовой вход первого оптосимистра подключен к фазе А питающего напряжения, силовой выход - к фазе А двигателя, вход второго и третьего оптосимистра объединены между собой и подключены к фазе В питающего напряжения, входы четвертого и пятого оптосимистра объединены между собой и подключены к фазе С питающего напряжения, выходы второго и четвертого оптосимистра объединены между собой и подключены к фазе В двигателя, выходы третьего и пятого оптосимистра объединены между собой и подключены к фазе С двигателя, катод светодиода первого оптосимистра является минусом для управляющего сигнала и является общим для сигналов пуска и реверса, анод светодиода первого оптосимистра подключен к катоду безобрывного диода Д1, анод безобрывного диода Д1 подключен к катоду светодиода второго оптосимистра, анод светодиода первого оптосимистра подключен к катоду безобрывного диода Д2, анод безобрывного диода Д2 подключен к катоду светодиода третьего оптосимистра, анод светодиода второго оптосимистра соединен с катодом светодиода четвертого оптосимистра, анод светодиода третьего оптосимистра соединен с катодом светодиода пятого оптосимистра, аноды светодиодов четвертого и пятого оптосимистра являются плюсовыми для управляющего сигнала пуска и реверса соответственно.