Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя Советский патент 1993 года по МПК H02P3/24 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электроприводу переменного тока и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение точности динамического торможения.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2а,б - временные диаграммы, поясняющие его работу с разными уровнями кинетической энергии, запасенной в электроприводе.

Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя содержит электродвигатель 1, кнопку 2 СТОП, кнопку 3 ПУСК, контактор А, генератор пилообразного напряжения 5, датчик тока 6, датчик ЭДС вращения ротора 7, усилитель-ограничитель 8, блок задержки 9, инвертор 10. ключ 11, стабилитрон 12,

интегратор 13, формирователь импульсов 14 и управляемый выпрямитель 15.

Первая, вторя и третья обмотки статора электродвигателя 1 через первый, второй и третий силовые размыкающие контакты 4.1, 4.2, 4.3 контактора 4 соединены соответственно с первой, второй и третьей фазами Силовой трехфазной питающей сети. Первый вывод кнопки 2 СТОП подключен одновременно к третьей фазе питающей сети и через первый размыкающий контакт 4.5 контактора к второму входу генератора пилообразного напряжения 5. Второй вывод кнопки 2, СТОП через кнопку 3 ПУСК, зашунтированную замыкающим контактом 4.4 контактора 4, соединен с первым выводом обмотки А контактора, второй вывод которой подсоединен одновременно к первому входу генератора пилообразного напряжения 5 и нулевой фазе питающей сети. Первый вход датчика тока 6 соединен с втою о

о ю

рым выводом замыкающего контакта 4.3. Второй вход датчика тока 6 подключен одновременно к третьей обмотке статора и через второй размыкающий контакт 4.6 к первому входу датчика 7 ЭДС вращения ротора, второй вход которого подсоединен к второй обмотке статора электродвигателя 1, Выход датчика 7 ЭДС вращения соединен с входом усилителя-ограничителя 8, инверсный выход которого через блок задержки 9 подключен к входу инвертора. Выход инвертора 10 подсоединен к управляющему входу ключа 11, выход которого через стабилитрон 12 соединен с входом интегратора 13. Выход датчика тока 6 подключен к входу ключа 11, Прямой выход усилителя-ограничителя 8 подсоединен одновременно к управляющим входам генератора пилообразного напряжения 5 и формирователя импульсов 14. Выход интегратора 13 соединен с первым входом формирователя импульсов 14, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжений 5. Выход формирователя импульсов 14 подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя 15, подключенного между первой и второй фазами питающей сети и между первой и второй обмотками статора . двигателя 1,

Устройство работает следующим образом..

1. Рабочий режим. Этот режим устанавливается нажатием кнопки 3 ПУСК. При этом включается контактор 4, его контакты 4.1, 4.2. 4,3 и 4.4 замыкаются, а 4.5 и 4.6 размыкаются. В этом режиме с помощью блоков 6, 7, 8, 9,10,11,12,13 производится формирование сигнала, пропорциональное потерям энергии при пуске двигателя, то есть запасаемой электроприводом кинети- ческс-й энергии. Блоки 5, 15 и 14 в этом режиме не функционируют.

На вход блока задержки 9 с инверсного выхода усилителя-ограничителя 8 подается сигнал постоянного уровня. Ключ 11 открыт единичным сигналом инвертора 10. Ток статора электродвигателя 1 поступает на вход трансформатора тока 6. Выходной сигнал трансформатора тока 6 подается на вход кл юча 11, выходной сигнал которого через стабилитрон 12 поступает на входинтегра-. тора 13. Интегрирование производится до момента окончания переходного процесса в электроприводе, который подается с помощью блока задержки 9. На фиг. 2а-10, 26-10 момент окончания переходного процесс® обозначен через tn. После нажатия кнопки 3 ПУСК через время, равное длительности переходного процесса, на аыходе блока задержки 9 формируется уровень напряжения, достаточный для изменения логического состояния инвертора 10. При этом на его инверсном выходе формируется сигнал логического нуля и ключ 11 размыкается. Сигнал блока 6 на вход блока 11 не поступает. Интегрирование заканчивается. Значение выходного сигнала интегратора 13 запоминается для использования в режиме торможения.

0 2. Режим торможения. Устанавливается нажатием кнопки 2 СТОП. При этом контакты 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4 размыкаются, 4.5 и 4.6 - замыкаются. Функционируют все блоки устройства для динамического торможе5 ния.

Датчик ЭДС вращения 7 двигателя выдает сигнал о наличии вращения электродвигателя 1. Сигнал с выхода датчика 7 поступает на вход усилителя-ограничителя

0 8, на прямом выходе которого снимается сигнал постоянного уровня. Сигнал на йн версном выходе блока 8 в этом режиме ра вен нулю. Выходной сигнал блока 8с прямого выхода подается одновременно на

5 управляющие входы генератора пилообразного напряжения 5 и формирователя прямоугольных импульсов 14, которые при этом включаются. На вход генератора пилообразного напряжения 5 через контакт 4.5

0 контактора 4 поступает переменное напряжение ( Гц), на выходе которого формируется пилообразное напряжение. Начало пилы совпадает с моментом перехода через нуль переменного напряжения. Дли5 тельность пилы равна половине периода переменного напряжения. Выходныесигналы генератора пилообразного напряжения 5 и интегратора 13 подаются на первый и второй входы формирователя импульсов 14,

0 на выходе которого формируются прямоугольные импульсы. Начало импульсов совпадает с моментом перехода через нулевой уровень переменного напряжения, т.е. с началом пилы, а конец - с момен5 том перехода в положительном направлении выходного сигнала блока 5 через уровень выходного сигнала блока 13. Выходной сигнал блока 14 подается на управляющий вход управляемого выпрямителя

0 15, на силовой вход которого поступает напряжение питающей сети. На выходе управляемого выпрямителя 15 формируется импульсное напряжение постоянного тока. Частота импульсов равна удвоенной частоте

5 питающей сети, а длительность их определяется кинетической энергией, запасаемой в подвижных частях электроприводами во вращающемся роторе асинхронного электродвигателя. Происходит динамическое торможение.

Большому значению кинетической энергии электропривода соответствует большое значение тока динамического торможения и наоборот, меньшей значению кинетической энергии соответствует меньшее значение тока динамического торможения.

При остановке работа электродвигателя 1 сигнал датчика ЭДС вращения 7, а значит и сигнал на выходе усилителя-ограничителя 8 становится равным нулю. Это приводит к отключению блоков 5, 14 и 15. Двигатель вновь готов к включению.

Формула изобретения

Устройство для динамического торможения асинхронного электродвигателя, со- держащее силовой контактор с катушкой и четырьмя замыкающими контактами, кнопку Стоп, один вывод которой предназначен для подключения к одной из фаз сети, другой вывод кнопки Стоп через кнопку Пуск, шунтируемую первцм замыкающим контактом силового контактора, подключен к одному выводу катушки силового контактора, .другой вывод которой предназначен для подключения к нулю сети, управляемый выпрямитель, входные выводы которого предназначены для подключения к двум фазам сети, а выходные выводы предназначены для подключения к первой и второй фазам статорной обмотки, второй, третий и четвертый замыкающие контакты силового контактора одними выводами предназначены для подключения к фазам сети, другие выводы второго и третьего замыкающих контактов силового контактора предназна- чены для подключения к первой и второй фазам статорной обмотки, формирователь импульсов, выход которого связан с управляющим входом выпрямителя, блок зэдержки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены датчик тока, датчик ЭДС, усилитель-ограничитель, инвертор, управляемый ключ, стабилитрон, интегратор и генератор пилообразного напряжения, а силовой контактор снабжен двумя размыкающими контактами, один входной вывод датчика тока подключен к другому выводу четвертого замыкающего контакта силового контактора, другой выходной вывод датчика тока предназначен для подключения к третьей фазе статорной обмотки и подключен к одному выводу первого размыкающего контакта силового контактора, другой вывод которого подключен к первому входу датчика ЭДС, другой вход которого предназначен для подключения к второй фазе статорной обмотки, а выход датчика ЭДС подключен к входу усилителя- ограничителя, прямой выход которого подключен к первому входу формирователя импульсов и управляющему входу генератора пилообразного напряжения, первый вход которого предназначен для подключения к нулю сети, а его второй вход подключен к одному выводу второго размыкающего контакта силового контактора, другой вывод которого предназначен для подключения к одной из фаз сети, выход генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу формирователя импульсов, инверсный выход усилителя-ограничителя подключен к входу блока задержки, выход которого подключен к входу инвертора, выход которого через стабилитрон связан с. входом интегратора, выход которого соединен с третьим входом формирователя импульсов, выход датчика тока соединен с входом ключа.

Использование: а электроприводах переменного тока в любой отрасли народного хозяйства. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит коммутационную аппаратуру, управляемый выпрямитель, схему совпадения и формирователь импульсов. Новым является введение в устройство силового контактора с четырьмя замыкающими и двумя размыкающими контактами, датчика тока статора, датчика ЭДС вращения двигателя, генератора пилообразных напряжений, стабилитрона и усилителя-ограничителя. 2 ил.

9/1 о&и СФМ