Устройство для управления асинхронным электродвигателем Советский патент 1992 года по МПК H02P3/24 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводу переменного тока, и может быть использовано в приводах станков и механизмов.

Известно устройство для торможения асинхронного электродвигателя, содержащее магнитный пускатель в цепи статора, первый и второй тиристоры с цепями управления и датчик частоты вращения, выполненный на усилителе

Недостатком данного устройства является его относительно низкая надежность, обусловленная тем, что обмотки двигателя и тиристоры с цепями управления находятся под напряжением и при неработающем двигателе, а также наличие искрения при размыкании контактов пускателя. Другим главным недостатком является то, что цепи

управления тиристоров питаются непосредственно от сети, т.е. достаточно высоким напряжением, в силу чего содержат в себе резистивные делители напряжения, на которых выделяется большое количество тепла.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления асинхронным электродвигателем, которое содержит два контактора, силовые контакты которых предназначены для поэтапного подключения статорной обмотки электродвигателя к источнику питания,два тиристора с цепями управления, датчики частоты вращения и напряжения.

Устройство обладает недостатками, которые заключаются в том, что искрение контактов одного их контакторов полностью не

(Л

со оо

-л

00

устраняется, а только уменьшается, а также и то, что цепи управления тиристорами питаются непосредственно от сети высоким напряжением, в силу чего содержит в себе резистивные делители напряжения, на которых выделяется большое количество тепла, что снижает надежность устройства.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее два контактора, силовые контакты которых предназначены для поэтапного подключения статорной обмотки электродвигателя к источнику питания, первый тиристор, управляющий электрод которого соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с последовательно соединенными первым и регулируемым резисторами, к общей точке соединения которых подключен своим первым выводом конденсатор, второй тиристор, управляющий электрод которого соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с последовательно соединенными вторым резистором и размыкающим контактом первого контактора, датчик частоты вращения электродвигателя, выход которого связан с коммутационным элементом, подвижный вывод которого подключен к другому выводу размыкающего контакта первого контактора, датчик напряжения, входом предназначенный для подключения к фазам статорной обмотки, а выходом связанный с коммутационным элементом в цепи подключения катушки второго контактора, третий и четвертый диоды, введен понижающий

трансформатор, катоды первого и второго тиристоров объединены, снабжены зажимом для подключения к одной фазе статора обмотки и подключены к объединенным анодам третьего и четвертого диодов, катод третьего диода подключен к другому выводу размыкающего контакта первого контактора, катод четвертого диода соединен с другим выводом регулируемого резистора и подключен к одному выводу вторичной обмотки понижающего трансформатора, другой вывод которой соединен с вторым выводом конденсатора и с неподвижным выводом коммутационного элемен- та, один вывод первичной обмотки понижающего трансформатора подключен к аноду первого тиристора и к общей точке соединения силовых контактов обоих контакторов для одной фазы статорной обмотки, другой вывод первичной обмотки понижающего трансформатора подключен

к аноду второго тиристора и другой фазе статорной обмотки электродвигателя

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления асинхронным электродвигателем 1 содержит первый контактор с катушкой 2, силовыми контактами 3, 4 в первой и третьей фазах статора двигателя 1, размыкающий контакт 5 в цепи

0 управления второго тиристора, замыкающие контакты 6, 7 в цепях подключения катушек 2, 8 контакторов, второй контактор с катушкой 8 и силовыми контактами 9, 10 в первой - последовательно с силовым кон5 тактом 3 первого контактора - и второй фазах статора, источник Е питания катушек 2, 8 контакторов, кнопки управления 11, 12 в цепи управления катушки 2 первого контактора, блок 13 торможения, включающий

0 в себя два тиристора 14, 15. понижающий трансформатор 16, первичной обмоткой подключенный к анодам тиристоров 14, 15, первый из которых подключен к общей точке соединения силовых контактов 3, 9 обоих

5 контакторов, а другой - к другой фазе статора двигателя 1, катоды которых соединены вместе и снабжены зажимом для

подключения к первой фазе статора двигателя 1, управляющий электрод перво0 го тиристора соединен с катодом первого диода 17, анод которого соединен с последовательно соединенными первым резистором 18 и регулируемым резистором 19, другой вывод которого соединен с одним

5 выводом вторичной обмотки трансформатора 16, а к общей точке соединения резисторов 16, 19 подключен своим первым выводом конденсатор 20, управляющий электрод второго тиристора 15 соединен с

0 катодом второго диода 21, анод которого соединен с последовательно соединенными вторым резистором 22 и размыкающим контактом 5 первого контактора, третий и четвертый диоды 23. 24 своими анодами

5 соединены вместе и подключены к катодам тиристоров 14, 15, катод третьего диода 23 соединен с другим выводом размыкающего контакта 5 первого контактора, катод четвертого диода соединен с одним выводом

0 вторичной обмотки понижающего трансформатора 16, другой вывод которой соединен с другим выводом конденсатора 20, датчик 25 частоты вращения двигателя 1 своим входом предназначен для подключе5 ния к трем фазам статора

двигателя 1, а выход датчика 25 связан с коммутационным элементом 26, подвижный вывод которого соединен с другим выводом размыкающего контакта 5 первого контактора, а неподвижным - с другим выводом вторичной обмотки понижающего трансформатора 16, датчик 27 напряжения, входом предназначенный для подключения к двум фазам статора двигателя, а выходом связанный с коммутационным элементом 28 в цепи подключения катушки 8 второго контактора.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на кнопку 12 Пуск получает питание катушка 2 первого контактора, включает его. При этом замыкаются его контакты 6 и 7. Контакт 6 ставит первый контактор на самопитание, а контакт 7 собирает цепь питания катушки 8 второго кон- тактора, а контакт 5 размыкает цепь управления второго тиристора 15. При этом последовательно замыкаются силовые контакты 3, 4, 9 и 10 обоих контакторов. Двигатель 1 получает питание и разгоняется до своей номинальной скорости. При замыкании силовых контактов 9, 10 второго контактора получает питание понижающий трансформатор 16. При получении питания двигателем 1 срабатывают датчик 27 напряжения и связанный с его выходом коммутационный элемент 28 в цепи катушки 8 второго контактора, а при разгоне двигателя 1 до номинальной скорости срабатывают датчик 25 частоты вращения, связанный с его выходом коммутационный элемент 26 в цепях управления тиристорами 14 и 15. При этом с вторичной обмотки понижающего трансформатора 16 по цепи,образованной регулирующим резистором 19, первым резистором 18, диодами 17, 23,

коммутационным элементом 26, на управляющий электрод первого тиристора 14 подаются сигналы управления для открывания тиристора 14. При этом вторичная обмотка трансформатора 16 сфазирована таким образом, что при наличии положительного потенциала на аноде первого тиристора 14, сигнал этой же полярности поступает на его управляющий электрод и открывает его. При этом на управляющий электрод второго тиристора 15 за счет разомкнутого контактора сигнал управления поступать не будет.

Таким образом, первый тиристор 14 будет находиться в открытом состоянии во время работы двигателя 1. те. до начала торможения.

При нажатии на кнопку 11 Стоп снимается питание с катушки 2 первого контактора и он отключается. При этом силовые контакты 3 и 4 размыкаются, а тиристор 14, будучи в открытом состоянии, шунтируетси- ловой контакт 3 первого контактора с первого момента его размыкания и тем самым

исключается образование электрической дуги на нем.

В момент окончания размыкания силовых контактов 3, 4 замыкается контакт 5 в

цепи управления тиристора 15,

Процесс торможения двигателя 1 происходит известным способом. В конце процесса торможения, когда частота вращения двигателя 1 будет равна или близка к нулю,

0 сработает датчик 25 частоты вращения и связанный с его выходом коммутационный элемент 26 разомкнется, и тем самым отключит сигналы управления с тиристоров 14, 15, которые при этом перейдут в закры5 тое состояние, после чего по обмоткам двигателя прекратит течь ток, на что среагирует датчик 27 напряжения и связанный с его выходом коммутационный элемент 28 разомкнет цепь питания катушки 8 второго кон0 тактора, который отключится и разомкнет свои силовые контакты 9, 10 и тем самым полностью отключит всю схему устройства от источника питания.

Таким образом, использование понижа5 ющего трансформатора для питания цепей управления тиристоров и в связи с этим отличное от прототипа схемное соединение элементов схемы между собой и другими элементами схемы устройства позволяют

0 устранить искрение в силовых контактах при их размыкании, уменьшить нагрев элементов схемы цепей управления тиристорами и тем самым повысить надежность устройства управления асинхронным элект5 родвигателем.

Формула изобретения Устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее два контактора, силовые контакты которых

0 предназначены для поэтапного подключения статорной обмотки электродвигателя к источнику питания, первый тиристор, управляющий электрод которого соединен с катодом первого диода, анод которого сое5 динен с последовательно соединенными первым и регулируемым резисторами, к общей точке соединения которых подключен своим первым выводом конденсатор, второй тиристор, управляющий электрод кото0 рого соединен с катодом второго диода, анод которого соединен с последовательно соединенными вторым резистором и размыкающим контактом первого контактора, датчик частоты вращения электродвигателя,

5 выход которого соединен с коммутационным элементом, подвижный вывод которого подключен к другому выводу размыкающего контакта первого контактора, датчик напряжения, входом предназначенный для подключения к фазам статорной обмотки, а

выходом связанный с коммутационным элементом в цепи подключениякатушки второго контактора, третий и четвертый диоды, о т л и ч а-ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен понижающий трансформатор, катоды первого и второго тиристоров объединены, снабжены зажимом для подключения к одной фазе статорной обмотки и подключены к объединенным анодам третьего и четвертого диодов, катод третьего диода подключен к другому выводу размыкающего контакта пщцворо контактора, катод четвертого диода соединен с другим выводом регулируемого резистора и подключен к

V

5

одному выводу вторичной обмотки понижающего трансформатора, другой вывод которой соединен с вторым выводом конденсатора и неподвижным выводом коммутационного элемента, один вывод первичной обмотки понижающего трансформатора подключен к аноду первого тиристора и к общей точке соединения силовых контактов обоих контакторов для одной фазы статорной обмотки, другой вывод первичной обмотки понижающего трансформатора подключен к аноду второго тиристора и снабжен зажимом для подключения к другой фазе статорной обмотки электродвигателя.

Использование изобретение может быть использовано в электроприводах станков и механизмов. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее магнитные пускатели с силовыми контактами и цепями управления, блок торможения, выполненный на двух тиристорах с цепями для их управления, датчик частоты вращения, датчик напряжения (тока), дополнительно введен источник питания цепей управления тиристорами блока торможения, выполненный на понижающем трансформаторе, при этом его первичная обмотка подключена к двум фазам питающей сети со стороны вторых выводов силовых контактов второго пускателя. Изобретение позволяет повысить надежность устройства для управления асинхронным электродвигателем. 1 ил