Устройство для управления асинхронным электродвигателем Советский патент 1986 года по МПК H02P5/40 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для включения, отключения и реверса асинхронных электродвигателей.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство для управления асинхронным электродвигателем содержит пять групп 1-5 оптотиристоров, каждая из которых состоит из двух встречно-параллельно включенных оптотиристоров, три трансформатора 6-8 тока, три диода 9-11, стабилитрон 12, два резистора 13 и 14, кнопку «Вперед с замыкающим и размыкающим контактами 15 и 16, кнопку «Назад с замыкающим и размыкающим контактами 17 и 18, кнопку «Стоп с замыкающим контактом 19, анод светодиода первого оптотиристора первой группы 1 оптотиристоров подключен к одному выводу первого резистора 13, катод указанного светодиода через последовательно соединенные светодиод второго оптотиристора группы 1 оптотиристоров, светоди- оды второй группы 2 оптотиристоров, светодиод первого оптотиристора четвертой группы 4 оптотиристоров подключен к аноду светодиода второго оптотиристора четвертой группы 4 оптотиристоров, катод светодиода второго оптотиристора первой группы 1 оптотиристоров через последовательно соединенные светодиоды третьей группы 3 оптотиристоров и светодиод первого оптотиристора пятой группы 5 оптотиристоров подключен к аноду светодиода второго оптотиристора пятой группы 5 оптотиристоров, первичные обмотки трансформаторов 6-8 тока включены в фазы питающей сети, одни выводы вторичных обмоток трансформаторов 6-8 тока заземлены, другие выводы которых подключены к анодам соответствующих диодов 9-11, катоды которых объединены и подключены к катоду стабилитрона 12, анод которого подключен к одному выводу второго резистора 1 одни точки соединения анода и катода оптотиристоров первой группы 1 снабжены зажимом для подключения первой фазы питающей сети, одни точки соединения анода и катода оптотиристоров третьей и четвертой групп 3 и 4 объединены и снабжены зажимом для подключения второй фазы питаюпдей сети, одни точки соединения анода и катода оптотиристоров второй и пятой групп 2-5 объединены и снабжены зажимом для подключения третьей фазы питающей сети, другая точка соединения анода и катода оптотиристоров первой группы 1 снабжена зажимом для подключения первого вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя 20, другие точки соединения анода и .катода оптотиристоров второй и третьей групп 2 и 3 объединены и снабжены зажимом для

5

подключения второго вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя 20, другие точки соединения анода и катода оптотиристоров четвертой и пятой групп 4

и 5 объединены и снабжены зажимом для подключения третьего вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя 20, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой резисторы 21-26, импульсный трансформатор 27 напряжения с первой и второй обмотками 28 и 29, три тиристора 30- 32, четвертый и пятый диоды 33 и 34, светодиод 35, оптотиристор 36 управления, первый и второй конденсаторы 37 и 38, одни выводы которых объединены и подключены

5 к аноду первого тиристора 30, катод которого заземлен, другой вывод первого конденсатора 37 подключен к аноду второго тиристора 31 и к катоду светодиода второго опто тиристора четвертой 1 руппы 4, другой вывод второго конденсатора 38 подключен к аноду

0 третьего тиристора 32 и к катоду светодиода второго оптсУтиристора пятой группы 5, катоды второго и третьего тиристоров 31, 32 подключены к катоду первого тиристора 30, начало и конец соответственно первой и второй обмоток 28 и 29 импульсного трансформатора 27 напряжения объединены и подключены к катоду первого тиристора 30, конец первой и начало второй обмоток 28 и 29 импульсного трансформатора 27 напряжения через четвертый и пяQ тый диоды 33 и 34 подключены к управляющим электродам второго и третьего тиристоров 31 и 32, конец первой и начало второй обмоток 28 и 24 импульсного трансформатора 27 напряжения через соединенные последовательно соответственно замыкаю5 щий и размыкающий контакты 16 и 18 кнопок «Вперед, «Назад и размыкающий и замыкающий контакты 15 и 17 указанных кнопок подключены к аноду оптотиристора 36 управления и к одному выводу замыкающего контакта 19 кнопки «Стоп, другой

0 вывод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора 30 и к другому выводу второго резистора 14, другой вывод первого резистора 13 снабжен зажимом для подключения положительного вы, вода источника постоянного напряжения, и через третий резистор 21 - к аноду оптотиристора 36 управления, другой вывод первого резистора 13 через четвертый резистор 22 подключен к аноду первого тиристора 30, катод светодиода оптотиристора 36 управле0 ния заземлен, а его анод подключен к одному выводу пятого резистора 23, одни выводы щестого, седьмого и восьмого резисторов 24-26 снабжены зажимами для подключения выводов статорной обмотки асинхронного электродвигателя 20, другие вы5 воды щестого, седьмого и восьмого резисторов 24-26 подключены к другому выводу пятого резистора 23, каждая обмотка 28 и 29 импульсного трансформатора 27 напря

жения зашунтирована девятым и десятым резисторами 39 и 40.

Для повышения надежности контроля пропадания фаз при нарушении контакта резисторы 24 - 26 следует расположить в клеммной коробке электродвигателя 20.

Устройство работает следуюш.им образом.

При включении, например, тиристора 31 в цепи светодиодов оптотиристоров групп 1, 2 и 4 протекает ток. Эти ключи открываются, и электродвигатель 20 начинает вра- шаться, например, влево. При этом конденсатор 37 заряжается через резистор 22 и тиристор 31. При включении тиристора 30 ток разряда конденсатора 37, заряженного к этому времени, течет в направлении, противоположном прямому току через тиристор 31, закрывая его. Оптотиристоры групп 1, 2 и 4 закрываются и электродвигатель 20 выключается.

При включении тиристора 32 в цепи светодиодов оптотиристоров групп 1, 3 и 5 про- текает ток. Эти ключи открываются, электродвигатель начинает врашаться «вправо, а конденсатор 38 заряжается через резистор 22 и тиристор 32. При включении тиристора

30ток разряда конденсатора 38, заряженного к этому времени, течет в направлении противоположном прямому току через тиристор 32, закрывая его. Оптотиристоры групп 1, 3 и 5 закрываются и электродвигатель 20 выключается.

Величина сопротивления резистора 22 выбирается таким образом, чтобы ток через тиристор 30 был меньше тока удержания, следовательно, после закрытия тиристоров

31и 32 тиристор 30 также закрывается. Устройство позволяет осуществлять реверс электродвигателя 20 без его выключения. Если при открытом тиристоре 31, открытых оптотиристорах групп 1, 2 и 4 и вращении электродвигателя 20 влево открывается тиристор 32, то заряженный конденсатор 37 разряжается через незаряженный конденсатор 38 и тиристор 32, закрывая ти- ристор 31. При этом Оптотиристоры групп 2

и 4 закрываются, а Оптотиристоры групп 3 и 5 открываются. Оптотиристоры группы 1 остаются открытыми. Электродвигатель 20 тормозится протиБОвключением, останавливается и начинает вращаться вправо. Аналогично осуществляется реверс электродвигателя при открытом тиристоре 32 и подаче управляющего сигнала на тиристор 31.

При реверсе электродвигателя в коротко- замкнутом контуре, образованном оптотирис- торами групп 2 и 4 и соответствующими фазами статорной обмотки, возникает импульс ударного тока, амплитуда которого определяется моментом переключения фаз и реактансом импульсного трансформатора 27 напряжения, а длительность - разно- стью времени закрытия и открытия оптотиристоров. Ударный ток не влияет на работу электродвигателя 20, а тиристор 30,

5

5

0

0

5

0

5

0

открывающийся в результате действия ударного тока, способствует закрытию выходящего из работы тиристора (31 или 32).

Если же производить реверс электродвигатель 20 после подачи управляющего сигнала на тиристор 30 через время, достаточное для запирания оптотиристоров, исчисляемое микросекундами, то ударный ток не возникает.

Кнопки «Вперед и «Назад подключены таким образом, что одновременное включение тиристоров 31 и 32 невозможно.

Трансформатор 27 и резисторы 39 и 40 предохраняют открытие тиристоров 31, 32 при одновременной подаче импульсов на их управляющие электроды.

При перегрузке или коротком замыкании в какой-либо фазе во время работы электродвигателя 20 во вторичной обмотке соответствующего трансформатора тока 6-8 появляется импульс, который через один из диодов 9-11, стабилитрон 12 и резистор 14 подается на управляющий электрод тиристора 30, который открывается, и электродвигатель 20 выключается.

Так как пусковой ток электродвигателя значительно превышает номинальный, то тиристор 30 открывается импульсом пускового тока, однако время заряда конденсатора 37 или 38 выбрано больше времени пуска электродвигателя 20, и соответствующий конденсатор не успевает зарядиться до напряжения, обеспечивающего закрытие тиристора 31 и 32 при пуске. После уменьшения пускового тока до установившегося значения тиристор 30 закрывается.

Обрыв какой-либо фазы питающего напряжения вызывает протекание т.ока в цепи светодиода 35 оптотиристора 36 управления, который открывается и обеспечивает подачу тока на управляющий электрод тиристора 30 через светодиод 35. Тиристор 30 открывается и электродвигатель 20 выключается.

Однако оптотиристор 36 не закрывается, обеспечивая питание цепи светодиода 35, сигнализирующего отключение электродвигателя по причине обрыва фазы.

Существующие схемы защиты от обрыва фаз в реальных условиях не обспечивают защиты электродвигателя из-за нарушения контактов на клеммах, поэтому резисторы 24, 25 и 26 схемы защиты от пропадания фаз располагаются в клеммной коробке и припаиваются непосредственно к. фазным выводам двигателя 20.

Таким образом, благодаря введению трех тиристоров, двух конденсаторов, оптотиристора со светодиодом и импульсного трансформатора напряжения обеспечивается контроль и индикация режимов короткого замыкания и обрыва фаз с защитным отключением силовых оптотиристоров, что повышает функциональную надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее пять групп оптотиристоров, каждая из которых состоит из двух встречно-параллельно включенных оптотиристоров, три трансформатора тока, три диода, стабилитрон, два резистора, кнопки «Вперед и «Назад с замыкающим и размыкающим контактами каждая

подключения третьего вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя, ог- личающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены восемь резисторов, импульсный трансформатор напряжения с двумя обмотками, три тиристора, два диода, светодиод, оптоти- ристор управления, два конденсатора, одни выводы которых объединены и подключены к аноду первого тиристора, катод которого

кнопку «Стоп с замыкающим контактом, заземлен, другой вывод первого конденсатоанод светодиода первого оптотиристора первой группы оптотиристоров подключен к одному выводу первого резистора, катод указанного светодиода через последовательно

соединенные светодиод второго оптотиристо- тиристора и к катоду светодиода второго

оптотиристора пятой группы, катоды второго и третьего тиристоров подключены к катоду первого тиристора, начало и конец соответственно первой и второй обмоток импульсного трансформатора напряжения объединера первой группы оптотиристоров, светодио- ды второй группы оптотиристоров, светодиод первого оптотиристора четвертой группы оптотиристоров подключен к аноду светодиода второго оптотиристора четвертой группы оптотиристоров, катод светодиода второго 20 ны и подключены к катоду первого тирис- оптотиристора первой группы оптотиристо- тора, конец первой и начало второй обмо- ров через последовательно соединенные ток импульсного трансформатора напряже- светодиоды третьей группы оптотиристоров ния через соответствующие диоды подклю- и светодиод первого оптотиристора пятой чены к управляющим электродам второго группы оптотиристоров подключен к аноду и третьего тиристоров, конец первой и начало светодиода второго оптотиристора пятой второй обмоток импульсного трансформато- группы оптотиристоров, первичные обмотки трансформаторов тока включены в фазы

ра напряжения через соединенные последовательно соответственно замыкающий и размыкающий контакты кнопок «Вперед и «Назад и размыкающий и замыкающий конпитающей сети, одни выводы вторичных обмоток трансформаторов тока заземлены.

другие выводы которых подключены к ано- такты указанных кнопок подключены к аноду

дам соответствующих диодов, катоды которых объединены и подключены к катоду стабилитрона, анод которого подключен к одному выводу второго резистора, одна точка соединения анода и катода оптотиристоров

оптотиристора управления и к одному выводу замыкающего контакта кнопки «Стоп, другой вывод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора, катод оптотиристора управления подклюпервой группы снабжена зажимом для под- 35 аноду светодиода, катод которого подключения первой фазы питающей сети, одни точки соединения анода и катода оптотиристоров третьей и четвертой групп объединены и снабжены зажимом для подключения второй фазы питающей сети, одни точключен к управляющему электроду первого тиристора и к другому выводу второго резистора, другой вывод первого резистора, снабженный зажимом для подключения положительного вывода источника постоянки соединения анода и катод оптотиристо- 40 ного напряжения, через третий резистор

ров второй и пятой групп объединены и снабжены зажимом для подключения третьей фазы питающей сети, другая точка соединения анода и катода оптотиристоров первой групподключен к аноду оптотиристора управления и через четвертый резистор подключен к аноду первого тиристора, катод светодиода оптотиристора управления заземлен.

пы снабжена зажимом для подключения пер-а его анод подключен к одному выводу пявого вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя, другие точки соединения анода и катода оптотиристоров второй и третьей групп объединены и снабжены зажимом для подключения второго вытого резистора, одни выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов снабжены зажимами для подключения выводов статорной обмотки асинхронного электродвигателя, другие выводы щестого, седьмого и восьмого

вода статорной обмотки асинхронного элект-50 резисторов подключены к другому выводу

родвигателя, другие точки соединения анодапятого резистора, каждая обмотка импульси катода оптотиристоров четвертой и пятойного трансформатора напряжения защунтигрупп объединены и снабжены зажимом длярована девятым и десятым резисторами.

Составитель В. Алешечкин

Редактор Л. ПовханТехред И. ВересКорректор А. Ильин

Закиз 6675 54Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

подключения третьего вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя, ог- личающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены восемь резисторов, импульсный трансформатор напряжения с двумя обмотками, три тиристора, два диода, светодиод, оптоти- ристор управления, два конденсатора, одни выводы которых объединены и подключены к аноду первого тиристора, катод которого

заземлен, другой вывод первого конденсатора подключен к аноду второго тиристора и к катоду светодиода второго оптотиристора четвертой группы, другой вывод второго конденсатора подключен к аноду третьего

оптотиристора пятой группы, катоды второго и третьего тиристоров подключены к катоду первого тиристора, начало и конец соответственно первой и второй обмоток импульсного трансформатора напряжения объединены и подключены к катоду первого тирис- тора, конец первой и начало второй обмо- ток импульсного трансформатора напряже- ния через соответствующие диоды подклю- чены к управляющим электродам второго и третьего тиристоров, конец первой и начало второй обмоток импульсного трансформато-

ны и подключены к катоду первого тирис- тора, конец первой и начало второй обмо- ток импульсного трансформатора напряже- ния через соответствующие диоды подклю- чены к управляющим электродам второго и третьего тиристоров, конец первой и начало второй обмоток импульсного трансформато-

ра напряжения через соединенные последовательно соответственно замыкающий и размыкающий контакты кнопок «Вперед и «Назад и размыкающий и замыкающий коноптотиристора управления и к одному выводу замыкающего контакта кнопки «Стоп, другой вывод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора, катод оптотиристора управления подклю аноду светодиода, катод которого под аноду светодиода, катод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора и к другому выводу второго резистора, другой вывод первого резистора, снабженный зажимом для подключения положительного вывода источника постоянподключен к аноду оптотиристора управления и через четвертый резистор подключен к аноду первого тиристора, катод светодиода оптотиристора управления заземлен.

а его анод подключен к одному выводу пятого резистора, одни выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов снабжены зажимами для подключения выводов статорной обмотки асинхронного электродвигателя, другие выводы щестого, седьмого и восьмого

резисторов подключены к другому выводу

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для включения, отключения и реверса асинхронных эл-двигателей. Цель изобретения - по- выщение функциональной надежности. Для достижения указанной цели в устр-во для управления асинхронным эл. двигателем введены восемь резисторов 21-26, импульсный тр-р 27 напряжения с двумя обмотками 28, 29, три тиристора 30-32, два диода 33, 34, светодиод 35, оптотиристор 36 управления, два конденсатора 37, 38. Благодаря введению указанных элементов в устр- ве обеспечивается контроль и индикация режимов к.з. и обрыва фаз с защитным отключением силовых оптотиристоров, что позволяет повысить функциональную надежность устр-ва. I ил. (Л Ю 00 ОО