Устройство для управления асинхронным двигателем с фазным ротором Советский патент 1993 года по МПК H02P1/26 

Изобретение относится к электротехнике.

Целью изобретения является расширение областилрименения и функциональных возможностей путем обеспечения снятия напряжения со статора без наложения механических тормозов и повторной подачи напряжения на статор без ввода в фазах ротора активных сопротивлений.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Устройство управления асинхронным двигателем 1 с фазным ротором содержит плюсовую 2 и минусовую 3 шины питания, командный пост 4, блок управления 5 активными сопротивлениями, контактор 6 включения двигателя с замыкающими контактами 7. 8 и размыкающими 9, катушку 10 электромагнита механического тормоза, в него введены первый замыкающий контакт 11, второй замыкающий контакт 12. первое реле 13 с двумя замыкающими 14, 15 и одним размыкающим 16 контактами, второе реле 17 с пятью замыкающими контактами

18-22, третье реле 23 с замыкающим 24 и двумя размыкающими контактами 25, 26, а в блок управления 5 активными сопротивлениями введен дополнительный замыкающий контакт 27 промежуточного контактора 61 этого блока. Кроме того, в прототипе имеется в каждой фазе ротора по три активных сопротивления 28, 29, 30; 31, 32, 33; 34, 35, 36, в цепи питания стопора двигателя 1 включены замыкающие контакты 37, 38, 39 контактора 6. Командный пост 4 содержит контроллер 40, нулевое реле 41 с замыкающим контактом 42. Блок управления 5 активными сопротивлениями содержит три реле времени 43, 45,47 с соответствующими размыкающими контактами 44, 46, 48. Вообще количество реле времени равно числу пусковых характеристик двигателя, т.е. числу активных сопротивлений, включенных в каждой фазе ротора двигателя 1. Блок управления 5 содержит промежуточные контакторы 49, 54, 61 по количеству реле времени. Первый промежуточный контактор 54 содержит четыре контакта 50-53. вто00

д

СЛ XI

3

рой промежуточный контактор содержит шесть контактов 55-60, третий промежуточный контактор содержит три контакта 62- 64. Блок 5 содержит также токовое реле 65 с замыкающим контактом 66.

Узлы и элементы соединены следующим образом. Плюсовая 2 и минусовая 3 шины подключены к командному посту 4 и блоку управления 5 активными сопротивлениями, а первый вывод командного поста 4 соединен со вторым выводом катушки контактора 6 включения двигателя 1, первый вывод которой соединен с минусовой шиной 3, которая через второй замыкающий контакт 8 контактора 6 соединена со вторым выводом катушки 10 электромагнита механического тормоза, первый вывод которой соединен с плюсовой шиной 2, а первый и второй входы блока управления 5 активными сопротивлениями соединены друг с другом через размыкающий контакт 9 контактора 6, а командный пост 4 соединен с блоком управления 5 активными сопротивлениями. Третий вывод блока управления 5 активными сопротивлениями подключен к минусовой шине 3 через первый замыкающий контакт 7 контактора 6. Между вторым выводом катушки контактора 6 и первым выводом командного поста 4 включен размыкающий контакт 16 первого реле 13. а минусовая шина 3 подключена к первым выводам катушек первого 13, второго 17 и третьего 23 реле, а второй вывод катушки первого реле 13 через первый размыкающий контакт 25 третьего реле 23 - с первыми выводами первых 14, 18 замыкающих контактов первого 13 и второго 17 реле, второй вывод катушки третьего реле 23 подключен к первому выводу второго замыкающего контакта 12 управления, а также через замыкающий контакт 24 третьего реле 23 с первым выводом замыкающего контакта 19 второго реле 17. Второй вывод катушки второго реле 17 соединен с первыми выводами второго замыкающего контакта 15 первого реле 13 и второго размыкающего контакта 26 третьего реле 23. вторые выводы этих же контактов 15,26 объединены между собой и подключены к выводам первого замыкающего контакта 11 управления, и третьего замыкающего контакта 20 второго реле 17, первый вывод командного поста 4 через замыкающий контакт 27 контактора 61 блока управления пятью активными сопротивлениями подключен ко вторым выводам первого замыкающего контакта 14 первого реле 13. первого 18, второго 19. третьего 20 замыкающих контактов второго реле 17, первого 11 и второго 12 замыкающих контактов. Второй замыкающий контакт 8 контактора

6 зашунтирован четвертым замыкающим контактом 21 второго реле 17.

В комэндном посту 4 первый вывод катушки нулевого реле 41 соединен с минусо5 вой шиной 3, а второй вывод соединен с плюсовой шиной 2 через первый контакт контактора 40, который замкнут только в нулевом положении контактора. Одновременно второй вывод катушки нулевого реле

0 41 через замыкающий контакт 42 соединен с плюсовой шиной 2. Первый вывод командного поста 4 соединен со вторым выводом катушки нулевого реле 41. Через второй контакт контроллера 40, который замкнут во

5 всех положениях, кроме нулевого. Кроме того, у контроллера 40 третий контакт замкнут со второго положения контроллера, четвертый контакт - с третьего, пятый - с четвертого положения, а выходы этих контактов

0 подключены к соответствующим входом блока управления активными сопротивле- . ниями 5 и далее через размыкающие контакты 44. 46. 48 соответствующих реле времени 43, 45, 47 к первым выводам про5 межуточных контакторов 49, 54, 61. Второй вывод первого промежуточного контактора 54 соединен с минусовой шиной 3, а второй вывод третьего промежуточного контактора 61 через замыкающий

0 контакт 57 второго промежуточного контактора 54 соединен со вторым выводом катушки второго промежуточного контактора 54 и замыкающим контактом 52 первого промежуточного контактора 49, Первый вывод

5 контакта 52 этого же контактора соединен с третьим выводом блока управления активными сопротивлениями 5 и далее подключен к минусовой шине 3,.через замыкающий контакт 7 контактора 6 включения двигателя

0 1. Параллельно этому контакту 7 подключен замыкающий контакт 22 второго реле 17. Первые выводы катушек реле времени 43, 45, 47 соединены с плюсовой шиной 2. Второй вывод катушки первого реле времени 43

5 соединен с первым выводом блока управления активными сопротивлениями 5, второй вывод этого же блока соединен с первыми выводами контактов 58, 59 второго промежуточного контактора 54, контакта 53 пер0 вого промежуточного i контактора 49 и через замыкающий контакт 66 токового реле 65 - с минусовой шиной 3 и первыми выводами контакта 60 второго промежуточного контактора 54. Вторые выводы контак55 тов 59. 60 второго промежуточного контактора 54 и контакта 53 первого промежуточного контактора 49 объединены и через размыкающий контакт 64 третьего промежуточного контактора 61 подсоедине- ны ко второму выводу катушки третьего реле

времени 47. Каждый вывод фазы ротора двигателя 1 соединен соответственно с входом активных сопротивлений 28, 31, 34, выходы которых в свою очередь соответственно соединены с входами сопротивлений 30,33.36, выходы которых объединены. Выход сопротивления 32 соединен соответственно с выходом сопротивлений 29 и 35 через замыкающие контакты 50 и 51 первого промежуточного контактора 49. Аналогичным образом соединены выходы и входы сопротивлений 28, 31, 34 через замыкающие контакты 55 и 56 второго промежуточного контактора 54 и замыкающие контакты 62, 63 третьего промежуточного контактора 61. Параллельно сопротивлениям 28, 31, 34 подключены соответствующие обмотки токового реле 65.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении при подаче напряжения на устройство включаются обязательно все реле времени 43. 45, 47 через цепочки, состоящие из размыкающих контактов 9 контактора б включения двигателя, контакта 53 первого промежуточного контактора 49, контактов 58, 60 второго промежуточного контактора 54 и контакта 64 третьего промежуточного контактора 61. Нулевое реле 41 на командном посту 4 включается только тогда, когда устанавливают командо-контроллер в нулевое положение. Реле 41 включится и станет на самоподхват своим замыкающим контактом 42 и тем самым подаст напряжение на вводы остальных контактов командоконтролле- ра 40 и подготовит схему к работе.

При переводе командоконтроллера 4G в четвертое положение на выходах командного поста 4 появляется напряжение, и в первую очередь, включится контактор 6 включения двигателя 1, который своими контактами 37,38,39 подает напряжение на статор двигателя 1 и двигатель начнет разгоняться по первой пусковой характеристике. Одновременно замыкающий контакт 8 контактора 6 подает напряжение на катушку электромагнита механического тормоза 10, которая снимет механические тормоза с исполнительного механизма (на чертеже не показано). В то же время контактом 9 этого же контактора 6 обесточится катушка первого реле времени 43 и соответственно через заданное время замкнет контакт 44 первого реле времени 43, и, следовательно, включится первый промежуточный контактор 49, который зашунтирует своими контактами сопротивления 30, 33, 36, в фазах ротора двигателя 1. Двигатель начнет работать по второй пусковой характеристике.

Одновременно контакт 53 обесточит второе реле времени 45 и подготовит контактом 52 цепь включения второго промежуточного контактора 54 после замыкания контакта 46

второго реле времени 45. Включение второго промежуточного контактора 54 произведет шунтирование сопротивлений 29, 32, 35 в цепи фазного ротора двигателя 1, и тем самым двигатель переходит на работу по

0 третьей пусковой характеристике и одновременно обесточит третье реле времени 47 контактом 60, а контактом 57 подготовит цепь включения третьего промежуточного контактора 61. После включения контактора

5 61 закорачиваются фазы ротора контактами 62 и 63, и двигатель выходит на характеристику короткозамкнутого ротора. Одновременно контактом 27 подключается шина 2 к шине управления реле 13, 17, 23 и тем са0 мым подготавливается к работе первое 13, второе 17 и третье 23 реле. При запуске двигателя и при переходе на новую пусковую характеристику ток в фазах ротора возрастает, что приводит к срабатыванию

5 токового реле 65, которое своим замыкающим контактом 66 шунтирует контакты 53, 60 и позволяет обесточить второе 45 и третье 47 реле времени только тогда, когда двигатель достиг заданной скорости, при которой ток в фазах ротора упадет до значе0 ния. когда токовое реле отключается, т.е. обеспечивается плавный пуск двигателя.

При переводе контроллера на командном посту в нуле.вое положение отключается контактор 6 и, следовательно, обесточивает5 ся статор двигателя и катушка 10 электромагнита механического тормоза, с последующим наложением механических тормозов на исполнительный механизм, и одновременно отключаются промежуточ0 ные контакторы 49, 54, 61 и, следовательно, в фазах ротора вводятся активные сопротивления 28-36.

Когда двигатель включен при поступлении сигнала (включение первого контакта

5 управления 11), включается второе реле 17, которое своим замыкающим контактом 18 включит первое реле 13, при этом второе реле 17 становится на самоподхват через последовательно соединенные контакты 15

0 и 20 первого реле 13, и второго реле 17 соответственно. Первое реле 13 также становится на самоподхват своим контактом 14. Размыкающий контакт 16 первого реле 13 рвет цепь питания катушки контактора 6,

5 который своими контактами 37, 38. 39 обесточивает статор двигателя 1, но при этом промежуточные контакторы ускорения 49, 54, 61 и катушка электромагнитного тормоза 10 не обесточиваются, т.к. замыкающие

контакты 7 и 8 контактора 6 зашунтированы замыкающими контактами 21, 22 второго реле 17 соответственно. Следовательно, на исполнительный механизм не накладываются механические тормоза и в цепях фаз- ного ротора не вводятся активные сопротивления 28-36.

При поступлении сигнала замыкается второй контакт 12 управления и включается третье 23 реле, которое становится на само- подхват контактом 24 через замыкающий контакт 19 второго реле 17. Одновременно размыкающим контактом 25 и 26 третьего реле 23 обесточивают катушка первого реле 13 и, следовательно, через размыкающий контакт 16 первого реле 13 включится контактор 6, при этом подается напряжение на статор через контакты 37,38,39 и двигатель начнет работать по характеристике коротко- замкнутого ротора, ввиду того, что фазы ро- тора закорочены контактами 62, 63. Одновременно контактором 15 первого реле 13 обесточивается катушка второго реле 17, которое своим замыкающим контактом 19 обесточивает катушку третьего реле 23. Схема управления вернулась в состояние, когда двигатель 1 включен в рабочем режиме (при закороченной фазе ротора).

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет управлять элект- родвигателями с фазным ротором, когда на один исполнительный механизм работают два и более двигателей. При этом возможно произвести запуск исполнительного механизма (например конвейера) всеми двигате- лями, а в период, когда конвейер не догружен, один или несколько двигателей обесточить, не отключая их от исполнительного механизма, и подать на них напряжение при возрастании нагрузки на исполнительный механизм, чем достигается экономия электроэнергии за счет исключения электрических потерь в двигателе.

Формула изобретен и я

Устройство для управления асинхрон- ным двигателем с фазным ротором с тремя ступенями резисторов в каждой фазе ротора, содержащее контактор с катушкой с тремя силовыми контактами для подключения статорной обмотки к источнику питания, двумя замыкающими и размыкающим контактами, нулевое реле с катушкой и затыкающим контактом, первый промежуточный контактор с катушкой, тремя замыкающими и размыкающим контактами, второй проме- жуточный контактор с катушкой, четырьмя замыкающими и двумя размыкающими кон тахтами, третий промежуточный контактор с катушкой, двумя замыкающими и размыкающим контактами, три реле времени с

катушкой и размыкающим контактом каждое, командоконтроллер с пятью парами выводов, катушку электромагнита механического тормоза, токовое реле с трехобмоточной катушкой и замыкающим контактом, одни выводы катушек нулевого реле и контактора и первого замыкающего контакта контактора объединены и образуют минусовую шину, другой вывод катушки нулевого реле соединен с одним выводом своего замыкающего контакта и с одним из первой пары выводов командоконтроллера, другой вывод из этой пары которого подключен к другому выводу замыкающего контакта нулевого реле, к одним выводам катушек трех реле времени, к одному выводу катушки электромагнита механического тормоза и образуют плюсовую шину, другой вывод катушки электромагнита механического тормоза подключен к другому выводу первого замыкающего контакта контактора, другой вывод катушки первого реле времени подключен к одному выводу первого размыкающего контакта контактора, другой вывод которого подключен к одному выводу замыкающего контакта токового реле, другой вывод которого подключен к одному выводу второго замыкающего контакта контактора м к одному выводу катушки первого промежуточного контактора, другой вывод которого через размыкающий контакт первого реле времени подключен к одному из второй пары выводов командоконтроллера, другой вывод второго замыкающего контакта контактора подключен к одному первого замыкающего контакта первого промежуточного контактора, другой вывод которого подключен к одним выводам первого замыкающего контакта второго промежуточного контактора и катушки второго промежуточного контактора, другой вывод которой через размыкающий контакт второго реле времени подключен к одному из третьей пары выводов командоконтроллера, другой вывод первого замыкающего контакта второго промежуточного контактора подключен к одному выводу катушки третьего промежуточного контактора, другой вывод которой через размыкающий контакт третьего реле времени подключен к одному из четвертой пары выводов командоконтроллера, другой вывод катушки второго реле времени через первый размыкающий контакт второго промежуточного контактора подключен к другому выводу размыкающего контакта контактора и к одним выводам размыкающего контакта первого промежуточного контактора и второго замыкающего контакта второго i промежуточного контактора, другие выводы которых объединены и через

размыкающий контакт третьего промежуточного контактора подключены к другому выводу катушки третьего реле времени, а через второй размыкающий контакт второго промежуточного контактора подключены к другому выводу замыкающего контакта токового реле, каждая из трех фаз катушки которого подключена параллельно соответствующему резистору первой ступени в каждой фазе ротора, второй и третий замыкающие контакты первого промежуточного контактора предназначены для закорачивания фаз обмотки ротора в местах соединения резисторов второй и третьей ступени, третий и четвертый замыкающие контакты второго промежуточного контактора предназначены для закорачивания фаз обмотки ротора в местах соединения резисторов первой и второй ступени, первый и второй замыкающие контакты третьего промежуточного контактора предназначены для закорачивания фаз обмотки ротора, отличающееся тем, что. с целью расширения области применения, в него введены первый и второй замыкающие контакты управления, первое реле с катушкой и с двумя замыкающими и размыкающим контактами. второе реле с катушкой и с пятью замыкающими контактами, третье реле с катушкой, с замыкающим и двумя размыкающими контактами, третий промежуточный контактор снабжен третьим замыкающим контактом, одни выводы катушек первого, второго и третьего реле подключены к минусовой шине, другой вывод катушки первого реле через первый размыкающий контакт третьего реле подключен к одним выводам первых замыкающих контактов первого и второго

реле, другой вывод катушки второго реле подключен к одним выводам второго замыкающего контакта первого реле и второго размыкающего контакта третьего реле, другие выводы которых объединены и подключены к одним выводам второго замыкающего контакта второго реле и первого замыкающего контакта управления, другой вывод катушки третьего реле соединен с одними выводами второго замыкающего контакта управления и замыкающего контакта третьего реле, другой вывод замыкающего контакта третьего реле подключен к одному выводу третьего замыкающего контакта второго реле, другие выводы первого замыкающего контакта первого реле, первого, второго и третьего замыкающих контактов второго реле, первого и второго замыкающих контактов управления объединены и подключены к одному выводу третьего замыкающего контакта третьего промежуточного контактора, другой вывод которого подключен к одному из пятой пары выводов командоконтроллера и через размыкающий контакт первого реле к другому

выводу катушки контактора, первый и второй замыкающие контакты контактора за- шунтированы соответственно четвертым и пятым замыкающими контактами второго реле.

Использование: в электроприводах горной промышленности. Сущность изобретения заключается в расширении области применения путем обеспечения снятия напряжения со статора и повторной подачи напряжения на статор без ввода в фазах ротора активных сопротивлений и наложения механических тормозов за счет введения двух контактов управления и трех реле, а в блок управления активными сопротивлениями введения дополнительного замыкающего контакта промежуточного контактора этого блока. 1 ил.