Устройство для торможения двухфазного асинхронного электродвигателя Советский патент 1983 года по МПК H02P3/24 

(50 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЖЕНИЯ ДВУХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах центрифуг стиральных машин.

Известно устройство для торможения двухфазного асинхронного электродвигателя, содержащее конденсатор и коммутационный элемент.

1 отекание постоянного тока по обмоткам электродвигателя в этом устройстве обеспечивается переключением коммутационного элемента, который создает цепь разряда конденсатора через обмотки электродвигателя 1 ..

Недсстатком данного устройства является низкая надежность и стабильность схемы, поскольку в ней отсутствует цепь обратной связи с выхода электродвигателя на вход устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство

для торможения двухфазного асинхронного электродвигателя, содержащее рабочий конденсатор, одна из обкладок которого соединена с одним выводом главной обмотки электродвигателя, первой клеммой источника питания и анодом первого диода, катод которого соединен с первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный контакт которого соеди

10 нен с другой обкладкой рабочего конденсатора, подвижный контакт переключателя соединен с одним выводом вспомогательной обмотки электродвигателя, а также ключевой элемент, один вы

15 вод которого соединен со второй клеммой источника питания- и анодом вентиля, катод которого соединен с другими выводами главной и вспомогательной 2Q обмоток электродвигателя 2.

Недостатком известного устройства является низкая на ежность схемы, обусловленная тем, что отсутствие в схеме цепной обратной связи с вы ходом на вход исключает возможность воздействия на процессы, протекающие в режиме торможения двигателя в условиях, близких к короткому замыканию силовой цепи. Кроме того,устройство не позволяет контролировать момент окончания процес са торможения двигателя,в результате чего в цепи переключателя возникает неконтролируемый по длительности переходной ток. В этих условиях может перегореть главная обмотка двигателя, а также не исключен выход из строя переключателя и связанного с ним диода. Возникновение неконтролируемого переходного тока, действующего и в момент окончания процесса торможения двигателя, сопровождается также увеличением потребляемой двигателеМэлектроэнергии. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для торможения двухcf)a3Horo асинхронного электродвигателя введены дополнительно второй, третий и четвертый диод, четыре резисfopa, три конденсатора, транзистор и блок запуска, а вентиль выполнен в виде тиристора, управляющий электрод которого через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с одним из выводов первого резистора, другой вывод которого соединен с одним выводом первого дополниетльного конденсатора, одним выводом второго резистора и катодом стабилитрона, анод которого соединен с другой об кладкой первого дополнительного конденсатора и общей точкой соединения других выводов главной и вспомогательной обмоток электродвигателя,другой вывод второго резистора соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с подвижным контактом переключателя, один из выводов третьего резистора соединен с первой клеммой источника питания, другой его вывод через второй дополнительный конденсатор соединен с катодом тиристора и другим выводом ключевого элемента, шунтированного последовательно соединенными четвертым ре зистором и третьим дополнительным конденсатором, катод тиристора соединен с первой шиной блока запуска, вторая шина которого соединена с другим выводом третьего резистора.

электродвигателя.

Устройство содержит рабочий конденсатор 1, одна из обкладок которого jj соединена с одним выводом главной обмотки 2 электродвигателя, первой клеммой источника 3 питания и ано- дом первого диода А, катод которого соединен с первым неподвижным контактом переключателя 5, второй неподвижный контакт которого соединен с другой обкладкой рабочего конденсатора 1, подвижный контакт переклкзчателя соединен с одним выводом вспомогательной обмотки 6 электродвигателя,а также ключевой элемент 7, один вывод которого соединен со второй клеммой источника питания и анодом тиристора 8, катод которого соединен с другими выводами обмоток 2 и 6 электродвигателя, при этом управляющий электрод тиристора 8 через эмиттерно-коллекторный переход транзистора 9 соединен с одним из выводов первого резистора 10, другой вывод которого соединен с одним выводом первого дополнительного конденсатора 11,одним выводом второго резистора 12 и катодом стабилитрона 13,анод которого, соединен с другой обкладкой первого дополнительного конденсатора 11 и точкой соёдйнения обмоток 2 и 6, другой вывод второго резистора 12 соединен с катодом выход блока запуска соединен с базой транзистора. Блок запуска содержит дополнитель иый резистор, четвертый конденсатор, третий диод, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, эмиттер дополнительного транзистора соединен с катодом третьего диода и одной из обкладок четвертого конденсатора, другая обкладка которого соединена с одним выводом четвертого резистора и образует первую шину блока запуска, коллектор дополнительного транзистора соединен с одними выводаИИ пятого и шестого резисторов, другой вывод пятого резистора является выходом блока запуска, другой .вывод шестого резистора через седьмой резистор соединен с базой дополнительного транзистора, анодом третьего диода и другим выводом четвертого резистора и образует вторую шину блока запуска. На чертеже представлена принципиальная схема устройства для торможения двухфазного асинхронного второго диода k, анод которого сое динен с подвижным контактом переключателя 5, один из выводов третьего резистора 15 соединен с первой клеммой источника питания, другой его вывод через второй дополнительный конденсатор 16 соединен с катодом тиристора 8 и другим выводом ключевого элемента 7 шунтированного последовательно соединенными четвертым резистором.17 и третьим дополнительным конденсатором 18, катод тиристора соединен с первой шиной блока 19 запуска, вторая шина которого соединена с другим выводом третьего резистора 15, а выход блока запуска 19 соединен с базой транзистора 9В блоке 19 запуска эмиттер дополнительного транзистора 20 соединен с катодом третьего диода 21 и одной из обкладок четвертого конденсатора 22, другая обкладка которого соединена с одним выводом четвертого резистора 23 и образует первую шину блока запуска 19, коллектор дополнительного транзистора 20 соединен с одними выводами пятого 2k и шестого 25 резисторов, другой вывод пятог резистора 2k является выходом блока 19 запуска, другой вывод шестого ре зйстора 25 через седьмой резистор 26 соединен с базой дополнительного тра зйстора 20, анодом третьего диода 21 и.другим выводом четвертого резистор 23 и образует вторую шину блока 19 з пуска.Предлагаемое устройство функциони рует следующим образом, В исходном состоянии ключевой эл мент 7 замкнут, а переключатель 5 на ходится в крайнем нижнем положении, при этом обмотки 2 и 6 электродвигателя оказываются подключенными к источнику 3 .питания, В результате этог ротор электродвигателя вращается с заданной угловой скоростью, а конденсатор 11 заряжается через диод И и резистор 12 до напряжения, опре деляемого уровнем напряжения стабили зации стабилитрона 13- Для торможени двигателя 3 ключевой элемент 7 размыкают, а переключатель 5 переводятв верхнее положение, как показано на чертеже. При этом главная обмотка 2 двигателя оказывается подключенной к источнику 3 питания через резистор 8, который управляется сигналами цеп обратной связи.На .интервале действия положительной полуволны напряжения источника 3 питания конденсатор 22 заряжается от него через резистор 15, диод 21, конденсатор 18 и резистор 17 до потенциала, определяемого величиной падения напряжения на резисторе 23. Потенциал на обкладках конденсато- ра 22 сохраняется и после окончания процесса заряда до момента его разряда при нулевом значении напрячсения источника 3 питания через переход база-эмиттер и резисторы 23 и 26. Затем конденсатор 22 разряжается через эмиттер-коллектор открывшегося транзистора 20, резистор 2, переход база-эмиттер транзистора 9 и управляющий переход тиристора 8. При эТом на базу транзистора 9 поступает импульс тока, длительность которого определяется параметрами элементов блока 19 запуска. На интервале действия указанного импульса транзистор 9 переходит в режим насыщения и конденсаТор 11, включенный в цепь об-- ратной связи, частично разряжается через резистор 10, -транзистор 9 и управляющий переход тиристора 8,что вызывает его включение в начале отрицательной полуволны напряжения источника 3 питания. В течение полупериода, когда тиристор 8 открыт, в главной обмотке 2 двига- . теля протекает постоянная составляющая тока торможения. В другой полупериод, когда тиристор 8 закрыт,постоянная составляющая тока торможения продолжает протекать через главную 2 и .вспомогательную 6 обмотки двигателя, замыкаясь через диод k и обеспечивая торможение двигателя. При этом осуществляется подзаряд конденсатора 11 под действием падения напряжения на обмотках 2 и 6 двигателя. Процесс включения тиристо-ра 8 повторяется периодически в начале отрицательной полуволны питающего напряжения под действием сигналов обратной связи, поступающих с конденсатора 11 и выхода блока 19 за--пуска. Формирование импульсных сигнаг лов обратной связи, поступающих с конденсатора 11 на вход тиристора 8 осуществляется транзистором 9. Периодическое включение тиристора 8 будет происходить до тех пор, пока не затормозится двигатель и полностью не разрядится конденсатор 11, Длительность импульсов тока, формируемых при разряде конденсатора 11 транзистором 9, определяется: параметрами блока 19 запуска и составляет доли миллисе- / кунд, что значительно меньше периода напряжения источники 3 питлния. Поэтому энергии заряда конденсатора 11, который продолжает подзаряжаться через диод 1A на начальном этапе процесса торможения двигателя, оказывается достаточно для периодического включения тиристора 8 до тех порГ Ro ка не завершится процесс торможения. Конденсатор 11 разряжается к моменту остановки ротора двигателя, в резуль тате чего тиристор 8 полностью выключается и схема готова к очередному запуску двигателя. Состояние, при котором тиристор 8 выключен и устройство торможения практически не пот ребляет электроэнергии от источника 3 питания, может продолжаться сколь угодно долго. Высокая надежность устройства и уменьшение энергопотребления в режиме торможения двигателя обусловлены дополнительным введением с выхода устройства на его вход цепи обратной связи. Благодаря последней исключена возможность перегрева и перегорания главной обмотки 2 двигателя в режиме торможения в результате ограничения длительности протекания через нее постоянного тч)Ка торможения , строго определяемой временем от начала торможения двигателя до момента его остановки. При изменении нагрузки на валу двигателя время торможения различное, однако благодаря включению конденсатора 11 в цепь обратной связи соответственно изменяется интер- ц вал .времени в течение которого происходит подзаряд конденсатора 11, а следовательно, и общее количество включений тиристора 8. Таким образом. благодаря наличию цепи обратной связи рсуществляется воздействие на процесс торможения двигателя, в результате чего достигается высокая надежность устройства и низкое энергопотребление в режиме торможения. Формула изобретения Устройство для торможения двухфаз ногоасинхронного электродвигателя, содержащее рабочий конденсатор,одна из обкладок которого соединена с одним выводом главной обмотки электродвигателя, первой клеммой источника пи-i тания и анодом первого диода, катод которого соединен с первым неподвижным контактом переключателя, второй неподвижный контакт которого соединен с другой обкладкой рабочего конденсатора, подвижный контакт переключателя соединен с одним выводом вспомогательной обмотки электродвигателя, а также ключевой элемент, один вывод которого соединен с втврой клеммой источника питания и анодом вентиля, катод которого соединен с другими выводами главной и вспомогательной обмоток электродвигателя, о т л и чающееся тем, что,с целью повышения надежности,.в него-введены дополнительно второй диод, стаби литрон, четыре резистора, три конденсатора, транзистор и блок запуска,,а вентиль выполнен в виде тиристора, управляющий электрод которого через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с одним из выводов первого резистора, другой вывод которого соединен с одним выводом первого дополнительного конденсатора, одним выводом второго резистора и катодом стабилитрона, анод которого соединен с другой обкладкой первого дополнительного конденсатора и общей точкой соединения других выводов глаВной и вспомогательной обмоток электродвигателя, другой вывод второго резистора соединен с катодом второг о диода,анод которого соединен с- подвижным контактом переключателя, один из выводов третьего резистора соединен с первой клеммой источника питания,. другой его вывод через второй дополнительный конденсатор соединен с катодом тиристора и с другим выводом ключевого элемента, шунтированного последовательно соединенными четвертым резистором и третьим дополнительным конденсатором, катод тиристора соединен с первой Шиной блока запуска, вторая шина которого соединена с другим выводом третьего резистора, выход блока запуска соединен с базой.: транзистора. 2. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что блок запуст ка содержит дополнительный транзистор, четвертый конденсатор, третий диод, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, эмиттер дополнительного транзистора соединен с катодом третьего диода и одной из обкладок четвертого крнденсатора, другая обкладка которого соединена с одним выводом четвертого резистора и образует первую шину блока запуска коллектор дополнительного транзистора соединен-с одними выводами пятого и шестого резисторов, другой вывод пятого резистора является входом блока запуска, другой вывод шестого резистора через седьмой

резистор соединен с базой дополнительного транзистора, анодом третьего диода и другим выводом четвертого резистора и образует вторую шину блока запуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Японии № 55-2833, кл. Н 02 Р 3/2, 1980.

2.Патент Японии № 5 -13565, кл. Н 02 Р 3/2А, 1979.