НЕРЕВЕРСИВНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ САМОТОРМОЗЯЩЕГОСЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ СО СМЕЩАЮЩИМСЯ КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ Российский патент 2023 года по МПК H02P1/04 H02P1/10 H02P3/02 H02P25/02 H02K17/00 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в действие электропривода с самотормозящимся асинхронным электродвигателем со смещающимся ротором.

Известна схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором при помощи нереверсивного магнитного пускателя (Москаленко В.В. - Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 368 с. стр. 196-197). Схема управления содержит магнитный пускатель, состоящий из контактора КМ и трех встроенных в него тепловых реле защиты КК. Схема обеспечивает прямой пуск электродвигателя (без ограничения тока и момента), отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FA) и перегрузки (тепловые реле КК).

Основными достоинствами этой схемы управления является ее простота, надежность и удобство в эксплуатации.

Однако применение данной схемы управления для электропривода с самотормозящимся асинхронным электродвигателем со смещающимся короткозамкнутым ротором имеют свои особенности, проявляющиеся в процессе его пуска.

Особенность процесса пуска самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся ротором подробно описаны в источнике на стр. 31 (Ряженцев Н.П., Швец С.А. Самотормозящийся асинхронный двигатель с конусным ротором. - Новосибирск: «Наука», 1974. - 70 с.). В нем указывается то, что после подачи напряжения ротор начнет вращаться только в тот момент, когда

где М_n - пусковой момент двигателя;

М_с - момент сопротивления всего агрегата;

М_m - тормозной момент.

Тормозной момент М_m, создаваемый тормозной пружиной, снимается аксиальным электромагнитным усилием F. Однако аксиальное электромагнитное усилие F пропорционально току намагничивания I_μ, а так как они возрастают от нуля по экспоненциальному закону, то в течение некоторого времени, пока F не увеличится до определенной величины, ротор стоит на месте в заторможенном состоянии (режим короткого замыкания асинхронного электродвигателя), что ведет к резкому увеличению протекающего тока по обмотке статора. При этом полная величина напряжения на обмотках статора создает крутящий момент на валу ротора (при заторможенном роторе), что ведет к дополнительному увеличению кратности пускового тока электродвигателя и ее интенсивному нагреву в этот момент.

Недостатком данной схемы управления является то, что ее применение не позволяет уменьшить интенсивный нагрев обмотки статора в момент пуска (когда он еще заторможен) и приводит к резкому уменьшению интенсивности пусков самотормозящихся асинхронных электродвигателей, а при интенсивной эксплуатации - к усиленному ускорению процессов старения изоляции. Все это ведет к преждевременному выходу изоляции обмоток статора из строя и уменьшению эксплуатационной надежности и долговечности работы электродвигателей.

Дополнительно к этому происходит увеличение кратности пускового тока электродвигателей, которая ведет к нежелательному увеличению величины срабатывания (отключения) установок защитной аппаратуры.

В итоге данная схема управления ухудшает эксплуатационные характеристиками электроприводов с самотормозящимися асинхронными электродвигателями со смещающимися короткозамкнутыми роторами.

Задачей изобретения является усовершенствование нереверсивной схемы управления для самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся короткозамкнутым ротором.

Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, а именно в уменьшении пусковых токов обмотки статора, увеличении интенсивности пусков, эксплуатационной надежности и долговечности работы электродвигателей.

Технический результат достигается тем, что нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся короткозамкнутым ротором содержит нереверсивный магнитный пускатель, состоящий из контактора с его катушкой и трех встроенных в него тепловых реле защиты, автоматический выключатель, предохранители, кнопки в цепи управления, при этом в цепи управления, последовательно с катушкой контактора, установлено реле времени с задержкой времени срабатывания двухлюсного контактора, подключенного к линейному проводу электродвигателя.

Одновременное подключение с задержкой времени второй и третей обмотки статора асинхронного самотормозящегося электродвигателя, за счет наличия и срабатывания реле времени с последующим подключением двухлюсного контактора, позволяет уйти во время пуска от режима, в котором ротор находится в заторможенном состоянии, при полной величине подключенного напряжения к обмоткам статора.

Это позволит уменьшить протекающий ток по обмоткам статора, уменьшить кратность пускового тока электродвигателя и уменьшить интенсивность нагрева обмотки статора в этот момент, что приведет к резкому увеличению интенсивности пусков электродвигателей, а при интенсивной эксплуатации - к уменьшению процессов старения изоляции, увеличению срока службы изоляции обмоток статора, эксплуатационной надежности и долговечности работы электродвигателей.

В итоге предлагаемая схема управления улучшает эксплуатационные характеристики электроприводов с самотормозящимися асинхронными электродвигателями со смещающимися короткозамкнутыми роторами.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фиг. 1 показана нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся короткозамкнутым ротором.

Нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателе со смещающимся короткозамкнутым ротором содержит нереверсивный магнитный пускатель, состоящий из контактора КМ1 с катушкой, трех встроенных в него тепловых реле защиты КК (фиг. 1). Автоматический выключатель QF служит для подключения электродвигатель М к трехфазному источнику напряжения.

Предохранители FA защищают электродвигатель М от коротких замыканий в цепи статора.

Пуск электродвигателя М осуществляется кнопкой SB1 в цепи управления.

Кнопка SB2 служит для торможения электродвигателя М.

Реле времени КТ установлено последовательно с катушкой контактора КМ1 и подключает с выдержкой времени двухлюсный контактор КМ2 в цепи статора.

Тепловое реле КК обеспечивает защиту электродвигателя М от перегрузок.

Работает схема управления следующим образом.

Пуск электродвигателя М, при включенном автоматическом выключателе QF, осуществляется нажатием кнопки SB1 в цепи управления, при этом получает питание катушка контактора КМ1 с подключением напряжения к одной обмотке электродвигателя М и последующим протеканием тока по ней. Протекающие токи по обмоткам статора создают магнитный поток, который пересекает магнитопровод статора и ротора. Из-за стремления магнитопровода ротора электродвигателя М расположиться в «магнитной середине» по отношению к статору возникает аксиальное электромагнитное усилие, которое сжимает тормозную пружину. Ротор приходит в движение в аксиальном направлении, тем самым освобождается от тормозного устройства.

В этот момент времени происходит срабатывание реле времени КТ (с задержкой времени срабатывания относительно начала пуска) с замыканием двухлюсного контактора КМ2, который одновременно подключает вторую и третью обмотку статора электродвигателя М. На обмотки статора электродвигателя М подается трехфазное напряжение, возникает крутящий момент, что приводит его в движение.

Для отключения электродвигателя М нажимается кнопка SB2. При этом контактор КМ теряет питание и отключает электродвигатель М от сети. Начинается процесс торможения, при котором ротор приходит в движение в аксиальном направлении под воздействием тормозной пружины и входит во взаимодействие с тормозным устройством с последующим остановом.

Для защиты электропривода во время работы от перегрузок в схеме предусмотрено тепловые реле КК.

Предохранители FA защищают электродвигатель М от коротких замыканий в цепи статора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в действие электропривода с самотормозящимся асинхронным электродвигателем со смещающимся ротором. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, а именно в уменьшении пусковых токов обмотки статора, увеличении интенсивности пусков, эксплуатационной надежности и долговечности работы электродвигателей. Технический результат достигается тем, что нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся короткозамкнутым ротором содержит нереверсивный магнитный пускатель, состоящий из контактора с его катушкой и трех встроенных в него тепловых реле защиты. Также содержит автоматический выключатель, предохранители, кнопки в цепи управления. В цепи управления последовательно с катушкой контактора установлено реле времени с задержкой времени срабатывания двухлюсного контактора, подключенного к линейному проводу электродвигателя. 1 ил.

Нереверсивная схема управления самотормозящегося асинхронного электродвигателя со смещающимся ротором, содержащая нереверсивный магнитный пускатель, состоящий из контактора с его катушкой и трех встроенных в него тепловых реле защиты, автоматический выключатель, предохранители, кнопки в цепи управления, отличающаяся тем, что в цепи управления последовательно с катушкой контактора установлено реле времени с задержкой времени срабатывания двухлюсного контактора, подключённого к линейному проводу электродвигателя.