Устройство для управления однофазным электродвигателем Советский патент 1987 года по МПК H02P1/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления однофазными электродвигателями центрифуг по определенной программе.

ЦельЬ изобретения является повышение функциональной надежности.

На фиг. 1, представлена электрическая принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - силовой блок на тиристорах, вариант.

Устройство для управления однофазным электродвигателем 1 с пусковой и рабочей обмотками 2 и 3 содержит кнопку 4 «ПУСК, первый и второй диоды 5 и б, первый и второй резисторы 7 и 8, первое электромагнитное реле с обмоткой 9 и переключающим контактом 10, катоды первого и второго дио- дов 5 и 6 объединены, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой диоды 11 -15, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый резисторы 16-24, первый и второй перемен- ные резисторы 25 и 26, шесть конденсаторов 27-32, пусковое реле с обмоткой 33 и переключаюш,им контактом 34, второе электромагнитное реле с обмоткой 35, пере- ключающим и замыкающим контактами 36 и 37, разгонное реле с обмоткой 38 и за- мыкаюпдим контактом 39, тормозное реле с обмоткой 40 и замыкающим контактом 4, однопереходный транзистор 42, биполярный п-р-д-транзистор 43, два стабилитрона 44 и 45, тиристор 46, датчик скорости с импульсным контактом 47, анод первого ста- билитрона 44, один вывод второго конденсатора 28, аноды первого и третьего диодов 11 и 5 и один вывод замыкающег о контакта 39 разгонного реле объединены и снабжены зажимом для подключения одного провода питающей сети и одного вывода рабочей обмотки 3 однофазного электродвигателя 1, другой вывод замыкающего контакта 39 разгонного реле соединен с одним выводом пусковой обмотки 2 однофазного электродвигателя и через замыкающий кон- такт 41 тормозного реле - с точкой соединения катодов первого и второго диодов 5 и 6, анод второго диода 6 соединен с одним выводом замыкающего контакта 37 второго электромагнитного реле и с одним выводом первого конденсатора 27 и снабжен зажимом для подключения второго провода питающей сети, другой вывод замыкающего контакта 37 второго электромагнитного реле снабжен зажимом для подключения двух других выводов пусковой и рабочей обмоток 3 и 2 однофазного электродвигателя 1, другой вы- вод первого конденсатора 27 соединен с катодом третьего диода 11 и с анодом четвертого диода 12, катод которого соединен с другим выводом второго конденсатора 28, с катодом первого стабилитрона 44, с одним выводом обмотки 33 пускового реле и со средним выводом переключающего контакта 34 пускового реле, другой вывод обмотки 33 которого через кнопку 4 «ПУСК соединен с анодом первого стабилитрона 44, с одним выводом второго резистора 8, с одним выводом четвертого резистора 17, с одним выводом обмотки 9 первого электромагнитного реле, с анодом второго стабилитрона 45, с одним выводом замыкающего контакта 10 первого электромагнитного реле, с одним выводом обмотки 38 разгонного реле, с одним выводом одиннадцатого резистора 24, с одним выводом пятого конденсатора 31, с одними выводами восьмого и десятого резисторов 21 и 23, а через первый резистор 7 подключен к катоду тиристора 46 и к другому выводу второго резистора 8, один вывод переключающего контакта 34 пускового реле соединен с одними выводами пятого и девятого резисторов 18 и 22, с одним выводом обмотки 35 второго электромагнитного реле, со средним выводом его переключающего контакта 36, другой вывод переключающего контакта 34 пускового реле через третий резистор 16 соединен с другим выводом четвертого резистора, с анодом пятого диода 13, катод которого соединен с одним выводом и с подвижным контактом первого переменного резистора 25, с затвором однопереходного транзистора 42, с одним выводом третьего конденсатора 29, другой вывод которого соединен с другим выводом первого переменного резистора 25, со стоком однопереходного транзистора 42, с другим выводом обмотки 9 первого электромагнитного реле, с одним выводом второго переменного резистора 26, другой вывод которого соединен с другим выводом пятого резистора 18, с истоком однопереходного транзистора, с подвижным контактом второго неременного резистора 26, с катодом второго стабилитрона 45, другой вывод замыкающего контакта 10 первого электромагнитного реле соединен с другим выводом обмотки 35 второго электромагнитного реле, один вывод переключающего контакта 36 которого соединен с одним выводом седьмого резистора 20, с анодом тиристора 46 и с одним выводом обмотки 40 тормозного реле, другой вывод которой соединен с управляю- ш,им электродом тиристора 46, с коллектором биполярного п-р-п-транзистора 43, с катодом шестого диода 14, анод которого соединен с другим выводом обмотки 38 разгонного реле и с одними выводами шестого резистора 19 и четвертого конденсатора 30, другие выводы которых объединены и подключены к другому выводу переключающего контакта 36 второго электромагнитного реле, другие выводы седьмого и девятого резисторов 20 и 22 объединены и через импульсный контакт 47 датчика скорости подключены к одному выводу шестого конденсатора 32 и к другому выводу десятого резистора 23, другой вывод шестого конденсатора 32 соединен с другим выводом восьмого резистора 21 и с анодом седьмого диода 15, катод

которого соединен с другим выводом пятого конденсатора 31 и с базой биполярного п-р-п-транзистора, эмиттер которого соединен с другим выводом одиннадцатого резистора 24.

На фиг. 2 тиристоры 48 занимают контакт 39 на фиг. 1; тиристоры 49 - контакт 37; тиристор 50 - контакт 41,

Предлагаемое устройство для управления однофазным электродвигателем работает следующим образом.

При подключении питания сети через замкнутый переключающий контакт 34 пускового реле заряжается конденсатор 29. Потенциал заряда определяется соотношением значений сопротивлением резисторов 16 и 17 делителя напряжения. Нажатием кнопки «ПУСК 4 производится включение пускового реле, при этом резисторы 7 и 8 выбраны из условия, что ток, протекающий в цепи обмотки 33 реле, меньше тока его включения и больше тока отключения. Пере- ключающий контакт 34 пускового реле отключает цепь питания конденсатора 29, который начинает разряжаться через переменный резистор 25 (при этом разряду через резистор 17 препятствует диод 13) и подает питание остальным цепям устройства. Включаются первое электромагнитное реле через резистор 18 и однопереходный транзистор 42, второе электромагнитное реле через контакт 10 первого электромагнитного реле, разгонное реле через переключающий контакт 36 второго электромагнитного конденсатора 30. После заряда конденсатора разгонное реле питает через ограничивающий ток резистор 1,9. Через замыкающий контакт 37 второго электромагнитного реле подается питание к общей точке обмоток 2 и 3 электродвигателя 1, а через замыкающий контакт 39 разгонного реле - к пусковой обмотке 2 двигателя 1. Начинается разгон ротора электродвигателя 21. При этом импульсный контакт 47 датчика скорости выдает импульсы в зависимости от скорости вращения ротора, которыми через резистор 22, диод 15 и дифференциальную цепочку из резистора 36 и конденсатора 35 заряжается конденсатор 31. При разгоне ротора до 0,8-0,9 номинальной скорости транзистор 43 от потенциала конденсатора 31 отпирается, разгонное реле отключается и выключает пусковую обмотку 2 электродвигателя 1. Разгон закончен.

Двигатель 1 работает в течение выдержки времени, заданной переменным резистором 25. При этом настройка в соответствии со шкалой выдержки времени производится резистором 26 и стабилизируется стабилитроном 45. После разряда конденсатора 29 через резистор 25 запирается однопереходный транзистор 42 и отключаются оба элект- ромагнитные реле. Через переключающий контакт 36 подается питание в цепь 40 обмотки тормозного реле, которое включается

5

5

0

0 0

5

0

5

5

0

через открытый транзистор 43 и отключает питание обмоток 2 и 3 электродвигателя 1, а контакт 41 тормозного реле подключает обмотки 2 и 3 на рекуперативное торможение через диоды 5 и 6. Одновременно подается напряжение на анод тиристора 46 и дополнительно через резистор 20 - на импульсный контакт 47, увеличивая ток импульса заряда конденсатора 31. Под действием тока через диод 6 ротор электродвигателя 1 тормозится, частота импульсов через контакт 47 падает, напряжение на конденсаторе 31 уменьшается плавно до останова ротора и транзистор 43 запирается. При этом отключается тормозное реле и ток торможения через обмотки 2 и 3 двигателя 1 прекращается. После запирания транзистора 43 напряжение на его коллекторе резко повышается, тиристор 46 отпирается и шунтирует цепь, составленную из обмотки 33 и резистора 7. Пусковое реле отключается и схема возвра- ихается в ис.ходное состояние. Цикл завершен и устройство готово к следующему циклу.

На фиг. 2 показано включение двигателя через тиристорные ключи 4- н 49 и торможение через тиристорные ключи 50 и 51. При этом логика работы сохраняется, контакты реле коммутируют только токи управления тиристорами, что существенно повышает срок их службы.

Коммутирование цепей электродвигателя осуществляется только замыкающими контактами, что исключает возможность короткого замыкания в цепях с тиристорами.

Таким образом, в предложенном устройстве обеспечивается автоматизация цикла работы привода от однофазного электродвигателя, так как включение двигателя осуществляется нажатием кнопки «ПУСК. После этого устройство работает автоматически до исходного положения, что исключает ряд ручных манипуляций и тем самым повышает надежность реализации цикла и надежность привода в целом за счет исключения ошибок в управлении, которые в ряде случаев приводят к перегреву обмоток электродвигателя и выходу из строя привода.

Формула изобретения

Устройство для управления однофазным электродвигателем с пусковой и рабочей обмотками, содержащее кнопку ПУСК, первый и второй диоды, первый и второй резисторы, первое электромагнитное pe.:ie с обмоткой и замыкающим контактом, катоды первого и второго диодов объединены, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой диоды, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый резисторы, первый и второй переменные резисторы, шесть конденсаторов, пусковое реле с обмоткой и переключающим

контактом, второе электромагнитное реле с обмоткой, переключающим и замыкающим контактами, разгонное реле с обмоткой и замыкающим контактом, тормозное реле с обмоткой и замыкающим контактом, од- нопереходный транзистор, биполярный п- р-п-транзистор, два стабилитрона, тиристор, датчик скорости с импульсным контактом, анод первого стабилитрона, один вывод второго конденсатора, аноды третьего и первого диодов и один вывод замыкающего контакта разгонного реле объединены и снабжены зажимом для подключения одного провода питающей сети и одного вывода рабочей обмотки однофазного электродвигателя, другой вывод замыкающего контакта разгонного реле соединен с одним выво- дом пусковой обмотки однофазного электродвигателя и через замыкающий контакт тормозного реле, - с точкой соединения катодов первого и второго диодов, анод второго диода соединен с одним выводом за- мыкающего контакта второго электромагнитного реле и с одним выводом первого конденсатора и снабжен зажимом для подключения второго провода питающей сети, другой вывод замыкающего контакта второго электромагнитного реле снабжен зажимом для подключения двух других выводов пусковой и рабочей обмоток однофазного электродвигателя, другой вывод первого конденсатора соединен с катодом третьего диода и анодом четвертого диода, катод которого соединен с другим выводом второго конден- сатора, с катодом первого стабилитрона, с одним выводом обмотки пускового реле и со средним выводом переключающего контакта пускового реле, другой вывод обмотки которого через кнопку «ПУСК соединен с анодом первого стабилитрона, с одним выводом второго резистора, с одним выводом четвертого резистора, с одним выводом обмотки первого электромагнитного реле, с анодом второго стабилитрона, с одним выводом замыкающ.его контакта первого электромагнитного реле, с одним выводом обмотки разгонного реле, с одним выводом одиннадцатого резистора, с одним выводом пятого конденсатора,- с одними выводами восьмого и десятого резисторов, а через первый резистор подключен к катоду тирис- тора и к другому выводу второго резистора.

один вывод переключающего контакта пускового реле соединен с одними выводами пятого и девятого резисторов, с одним выводом обмотки второго электромагнитного реле, со средним выводом его переключающего контакта, другой вывод переключающего контакта пускового реле через третий резистор соединен с другим выводом четвертого резистора, с анодом пятого диода, катод которого соединен с одним выводом и с подвижным контактом первого переменного резистора, с затвором однопереходного транзистора, с одним выводом третьего конденсатора, другой вывод которого соединен с другим выводом первого переменного резистора, со стоком однопереходного транзистора, с другим выводом обмотки первого электромагнитного реле, с одним выводом второго переменного резистора, другой вывод которого соединен с другим выводом пятого резистора, с истоком однопереходного транзистора, с подвижным контактом второго переменного резистора, с катодом второго стабилитрона, другой вывод замыкающего контакта первого электромагнитного реле соединен с другим выводом обмотки второго электромагнитного реле, один вывод переключающего контакта которого соединен с одним выводом седьмого резистора, с анодом тиристора и с одним выводом обмотки тормозного реле, другой вывод которой соединен с управляющим электродом тиристора, с комплектором биполярного транзистора, с катодом шестого диода, анод которого соединен с другим выводом обмотки разгонного реле и с одними выводами щесто- го резистора и четвертого конденсатора, другие выводы которых объединены и подключены к другому выводу переключающего контакта второго электромагнитного реле, другие выводы седьмого и девятого резисторов объединены и через импульсный контакт датчика скорости подключены к одному выводу шестого конденсатора и к другому выводу десятого резистора, другой вывод шестого конденсатора соединен с другим выводом восьмого резистора и с анодом седьмого диода, катод которого соединен с другим выводом пятого конденсатора и с базой биполярного я--р-л-транзистора, эмиттер которого соединен с другим выводом одиннадцатого резистора.

Фиг. 2 Составитель В. Алешечкин

Редактор Л. ПовханТехред И. ВересКорректор А. Ильин

Заказ 393/57Тираж 661Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для реализации программного управления центрифугами. Цель изобретения - повышение функциональной надежности. В устройство входят пусковое реле (Р) с обмоткой (О) 33, Р времени на однопереходном транзисторе 42, два электромагнитных Р с обмотками 9 и 35, разгонного Р с О 38 и тормозное Р с обмоткой 40, а также датчик скорости с импульсным контактом 47, С помощью указанных Р устройство работает по заданному циклу, включающему разгон электродвигателя, работу в номинальном режиме в течение заданного времени торможения и подготовку к новому циклу. Реализация указанного цикла осуществляется воздействием на кнопку «Пуск и далее весь процесс происходит автоматически без вмешательства оператора, что позволяет повысить функциональную надежность за счет исключения ошибочных и несвоевременных действий оператора. Предусмотрено выполнение силового блока, коммутирующего обмотку эл-двигателя на тиристорах. 2 ил. SS (Л ISD оо 00 Фаг.-/