Устройство для пуска однофазного конденсаторного электродвигателя Советский патент 1991 года по МПК H02P1/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями общепромышленного применения.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже приведена схема устрой- с гва для пуска однофазного конденсаторного электродвигателя.

Устройство для пуска однофазного конденсаторного электродвигателя содержит пусковой конденсатор 1, тирис- торный ключ 2, выполненный в виде двух встречно-параллельно включенных тиристоров 3 и 4, трансформатор 5 тока, выпрямительный мост 6, динис- тор 7, балластный резистор 8, стабилитрон 9, сглаживающий и время- эадающий конденсаторы 10 и 11, разрядный и зарядный резисторы 12 и 13, разрядный диод 14, нагрузочный, первый и второй ограничительные резисторы 15-17, дополнительный тиристор 18, четыре развязывающих диоды 19 - 22, пороговый элемент 23 с усилителем на выходе, рабочий конденсатор 24.

Один вывод пускового конденсатора 1 предназначен для подключения к пусковой обмотке 25 электродвигателя. Первичная обмотка трансформатора 5 тока предназначена для включения в цепь рабочей обмотки 26 электродвигателя. Один вывод тиристорного ключа 2 соединен с другим выводом пускового конденсатора 1, а другой его вывод предназначен для подключения к зажиму питающей сети.Вторичная обмотка трансформатора 5 тока подключена к входам . выпрямительного моста 6, отрицательный выход которого соединен с анодом стабилитрона 9, первыми выводами сглаживающего и времязадающего конденсаторов 10 и 11, первым выводом разрядного резистора 12 и общей шиной устройства. Положительный выход выпрямительного моста 6 через динистор 7 и балластный резистор 8 соединен с катодами стабилитрона 9 и разрядного диода 14 и вторыми выводами сглаживающего конденсатора 10 и разрядного резистора 12, которые через зарядный резистор 13 соединены с вторым выводом времязадающего конденсатора 11, анодом разрядного диода 14 и первым информационным входом порогового элемента 23. Второй информационный вход порогового элемента 23 соединен с общей шиной устройства. Катод динис тора 7 через первый ограничительный резистор 16 соединен с управляющим электродом дополнительного тиристора 18, катод которого подключен к анодам первого и второго развязывающих диодов 19 и 20, к выходу порогового элемента 23 и через нагрузочный резистор 15 соединен с катодом динис- тора 7. Катоды первого и второго развязывающих диодов 19, 20 соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров 3, 4 тиристорно- го ключа 2. Выводы тиристорного ключа 2 соответственно через третий и четвертый развязывающие диоды 21, 22 соединены с одним выводом второго ограничительного резистора 17, другой вывод которого соединен анодом допол нительного тиристора 18.

Пороговый элемент 23 может быть выполнен на элементах 2ИЛИ-НЕ КМОП-ло гики, а его выходной усилитель - на транзисторе.

Устройство для пуска однофазного конденсаторного электродвигателя работает следующим образом.

При включении напряжения сети по пусковой и рабочей обмоткам 25, 26 электродвигателя протекает пусковой ток. На вторичной обмотке трансформатора 5 тока наводится ЭДС, которая выпрямляется и подается на динистор 7. Последний открывается и на его выходе и на конденсаторе 10 по- является нестабилизированное и стабилизированное напряжения. Открываются транзистор 27 порогового эле

Q 5 0 5 Q Q

5

5

мента 23, тиристоры 18, 3 и 4, в результате пусковой конденсатор 1 подключается параллельно рабочему конденсатору 24 и последовательно с пусковой обмоткой 25. Электродвигатель запускается и выходит на рабочую ветвь механической характеристики. В результате ток в статоре уменьшается, ЭДС трансформатора 5 тока уменьшается, динистор 7 закрывается, тиристорный ключ 2 закрывается и пусковой конденсатор 1 отключается от сети. Одновременно с подачей нестабилизированного напряжения на тиристорный ключ 2 и коллектор транзистора 27 в начале процесса пуска стабилизированное напряжение подается на времязадающий конденсатор 11, который начинает заряжаться. Так как данный конденсатор 11 в начале процесса пуска не заряжен, то на информационные входы порогового элемента подается 0м, при этом транзистор 27 открывается, обеспечивая открытие тиристорного ключа 1 и нормальный пуск электродвигателя.

После окончания нормального пуска стабилизированное и нестабилизированное напряжения становятся равными нулю (так как закрылся динистор 7), одновременно с закрытием тиристорного ключа 2 и отключением пускового конденсатора 1 начинается разряд времязадающего конденсатора 11 через диод .14 и резистор 12. Причем сопротивление разрядного резистора 12 может быть выбрано на несколько порядков нюхе сопротивления зарядного резистора 13. Это обеспечивает разряд конденсатора 11 за время менее одной секунды.

При необходимости отключения электродвигателя от сети и осуществления рестарта электродвигателя описанный процесс повторяется, причем времяэадающий конденсатор 11 к моменту рестарта полностью разряжен, а выдержка времени продолжительности пуска двигателя остается неизменной и равной 2.5-3,5 с. В случае несостоявшегося (заклинивание рабочей машины) или затяжного сверх допустимого времени пуска двигателя, которое устанавливается по допустимому времени нахождения пускового конденсатора пол, напряжением, пусковой конденсатор 1 должен быть отключен. Это обеспечивается в устройстве с помощью времязадающего конденсатора 11. При этом через время, не превышающее 2,5- 3,5 с потенциал на первом информационном входе порогового элемента 23 достигает порога срабатывания, т.е. на данном входе появляется 1 и транзистор 27 закрывается. После закрывания транзистора 27 закрываютс дополнительный тиристор 18 и тирис- торный ключ 2 в целом, отключая конденсатор 1 от сети. Тем самым обеспечивается его защита от выхода из строя при несостоявшемся или затянувшемся пуске.

Если электродвигатель нормально запустился и работал, но был опро - кинут моментом сопротивления рабочей машины, превышающим максимальный момент электродвигателя, скольжение ротора становится равным единице и по обмотке статора потечет пусковой ток, Устройство среагирует аналогично режиму пуска двигателя, т.е. если перегрузка моментом сопротивления рабочей машины была случайной, то произойдет рестарт электродвигателя. Если опрокидывающий момент не исчез и рестарт не состоялся, то через ,5 с срабатывает пороговый элемент 23 и конденсатор 14 отключится от сети.

Защита электродвигателя в описанных аварийных режимах осуществляется с помощью аппаратов защиты (не показаны) .

Если в результате резкого возрастния нагрузки происходит снижение угловой скорости вала двигателя, но двигатель не опрокинулся,ток в рабочей обмотке статора возрастает практически до пускового или близкого к нему. Вторичная ЭДС трансформатора 5 тока возрастает,динистор 7 открывается и с помощью тиристорного ключа 2 происходит подключение на время 2,5-3,5 с пускового конденсатора 1, что позволяет электродвигателю преодолеть аварийную перегрузку. Если при этом перегрузка не исчезла и угловая скорость привода не восстановилась, то происходит теперь уже окончательное отключение пускового конденсатора от сети.

Изменения тока удержания и открытия тиристоров под воздействием температуры окружающей среды не сказывается на работоспособности устройства, так как на базу транзистора

27 поступают или 1 (транзистор 27 и тиристорнын ключ 2 открыты) или О. Соответственно транзистор 27 и тирнсторный ключ 2 закрыты и пусковой конденсатор 1 отключен от сети

Использование предложенного устройства позволяет предотвратить выход из строя пускового конденсатора в

режимах несостоявшегося или затяжного пуска электродвигателя и при снижении угловой скорости до критической, когда токи по значению приближаются к пусковым, а конденсатор подключается

5 Для преодоления возникших перегрузок. Это особенно важно при работе электродвигателя в автоматическом режиме,когда запуск осуществляется без участия оператора.

0 ;

Кроме того, применение развязывающих диодов и дополнительного тиристора позволило упростить схему тиристорного ключа, уменьшить ток управ5 ления на его входе и уменьшить габариты трансформатора тока, так как с помощью развязывающих диодов и дополнительного тиристора силовые тиристоры 3, 4 получают ток управления

0 не со стороны трансформатора тока, а из сети.

Формула изобретения

Устройство для пуска однофазного конденсаторного электродвигателя, содержащее пусковой конденсатор, один вывод которого предназначен для подключения к пусковой обмотке электродвнгателя, тиристорный ключ, выполненный в виде двух встречно-парал лельно включенных тиристоров, трансформатор тока, первичная обмотка которого предназначена для включения

B цепь рабочей обмотки электродвигателя, один вывод тиристорного ключа соединен с другим выводом пускового конденсатора, а другой вывод предназначен для подключения к зажиму питающей сети, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены выпрямительный мост, динистор, балластный резистор, стабилитрон, сглаживающий и времязадающий конденсаторы, разрядный и зарядный резисторы, разрядный диод, нагрузочный, первый и второй ограничительные резисторы, дополнительный тиристор, четыре развязывающих диода

и пороговый элемент с усилителем на выходе, вторичная обмотка трансформатора тока подключена к входам выпрямительного моста, отрицательный выход которого соединен с анодом стабилитрона, первыми выводами сглаживающего и времязадающего конденсаторов, первым выводом разрядного резистора и общей шиной устройства, положительный выход выпрямительного моста через динистор и балластный резистор соединен с катодами стабилитрона и разрядного диода и вторыми выводами сглаживающего конденсатора и разрядного резистора, которые через зарядный резистор соединены с вторым выводом времязадающего конденсатора, анодом разрядного диода и первым информационным входо порогового элемента, второй инфор

о

мационный вход которого соединен с общей шиной устройства, катод динис- тора через первый ограничительный резистор соединен с управляющим электродом дополнительного тиристора, катод которого подключен к анодам первого и второго раэвязьшающих диодов, к выходу порогового элемента и через нагрузочный резистор соединен с катодом динистора, катоды первого и второго развязывающих диодов соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров тиристорного ключа, выводы тиристорного ключа соответственно через третий и четвертый развязывающие диоды соединены с одним выводом второго ограничительного резистора, другой вывод которого соединен с анодом дополнительного тиристора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электродвигателями общепромышленного применения. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство позволяет предотвратить выход из строя пускового конденсатора в режимах несостоявшегося или затяжного пуска электродвигателя и при снижении угловой скорости до критической, когда токи по значению приближаются к пусковым, а конденсатор подключается для преодоления возникающих перегрузок. 1 ил. с в (Л