Устройство для управления реверсивным электродвигателем Советский патент 1993 года по МПК H02P1/26 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам для управления электродвигателями.

Целью изобретения является повышение КПД за счет уменьшения потерь энергии.

Именно за счет того, что в устройство для управления реверсивным электродвигателем введены третий и четвертый диоды, третий и четвертый резисторы и два конденсатора, третий резистор включен между другими выводами катушки контактора Вперед и первого резистора и шунтирован третьим диодом, анод которого подклю- ,чен к другому выводу катушки контактора Вперед и к первой обкладке первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к одному выводу первого резистора, четвертый резистор включел между другими выводами катушки контактора Назад и второго резистора и шунтирован четвертым диодом, анод которого подключен к другому выводу катушки контактора Назад и к первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого подключена к одному выводу второго рези00

Сл

VJ

О

U)

.стора, достигается повышение КПД за счет уменьшения потерь энергии. Это обеспечивается тем, что в заявляемом устройстве сопротивление резистора, включенного последовательно с катушкой контактора, должно обеспечить протекание в ней тока, величина которого должна быть не ниже тока удержания контактора, а емкость конденсатора должна обеспечить протекание по цепи катушки (при включении контактора) тока не ниже тока включения контактора в течение времени его включения. Сопротивление резистора, включенного последовательно с катушкой контактора, определяется из соотношения:

Rg RK(

Е

-П

где К - коэффициент возврата контактора, взятый с необходимым запасом.

Остальные величины в этом выражении аналогичны приведенным ранее. С учетом полученного выражения общая мощность в цепи управления устройства:

Е2 / EUH RK R - К UH

+

кин

Для указанного выше контактора КНЕ- 030 величина мощности в цепях управления устройства составит:

- при К 0,5, Р 13,16 Вт;

-при К 0,3, Р 7,4 Вт

Это существенно ниже, чем в устройстве, принятом в качестве прототипа, т.е. обеспечено повышение КПД за счет уменьшения потерь энергии. Кроме того, в устройстве можно использовать контакторы с номинальным напряжением катушки, равным номинальному напряжению цепи управления, что позволяет сократить номенклатуру применяемых комплектующих изделий.

Сущность изобретения представлена на чертеже, на котором изображена схема устройства для управления реверсивным электродвигателем переменного тока.

Устройство для управления реверсив- ных электродвигателем содержит:

контактор Вперед, в который входит катушка 1 с двумя выводами 2 и 3, три силовых контакта 4 и замыкающий контакт 5 с двумя выводами 6 и 7;

контактор Назад, в который входит катушка 8 d двумя выводами 9 и 10, три силовых контакта 11 и замыкающий контакт 12 с двумя выводами 13 и 14;

кнопку 15 Стоп с двумя выводами 16 и 17;

кнопку 18 Пуск вперед с двумя выводами 19 и 20;

кнопку 21 Пуск назад с двумя выводами 22 и 23;

первый резистор 24 с двумя выводами. 25 и 26;

второй резистор 27с двумя выводами 28 и 29;

первый и второй диоды 30 и 31 соответственно;

третий резистор 32 и четвертый резистор 33;

5 третий и четвертый диоды 34 и 35 соответственно;

два конденсатора 36 и 37;

шины 38 и 39 источника питания;

зажимы 40 и 41 для подключения к ши- 0 нам 38 и 39 источника питания;

автоматический выключатель 42;

электродвигатель 43;

зажимы 44, 45 и 46 для подключения к сети переменного тока;.

5 предохранители 47 и 48 для защиты цепей управления.

В рассматриваемом устройстве силовые контакты 4 и 11 контакторов Вперед и Назад включены в цепь питания электро- 0 двигателя 43, в эту же цепь включен автоматический выключатель 42, обеспечивающий защиту электродвигателя 43. входные зажимы 44, 45 и 46 цепи питания электродвигателя подключены к сети переменного тока. 5 Вывод 16 кнопки 15 Стоп снабжен зажимом 40 для подключения к шине 38 источника питания через предохранитель 47; другой вывод 17 упомянутой кнопки подключен к выводу 19 кнопки 18 Пуск впе- 0 ред, выводу 22 кнопки 21 Пуск назад, выводу 6 замыкающего контакта 5 контактора Вперед и выводу 13 замыкающего контакта 12 контактора Назад.

Вывод 7 замыкающего контакта 5 кон- 5 тактора Вперед и вывод 20 кнопки 18 Пуск вперед подключены к аноду первого диода 30, катод которого подключен к выводу 2 катушки 1 контактора Вперед.

Вывод 14 замыкающего контактора 12 0 контактора Назад и вывод 23 кнопки 21 Пуск назад подключены к аноду второго диода 31, катод которого подключен к выводу 9 катушки 8 контактора Назад.

Вывод 26 первого резистора 24 и вывод 5 29 второго резистора 27 объединены и снабжены зажимом 41 для подключения к шине 39 источника питания через предохранитель 48.

Третий резистор 32 включен между выводом 3 катушки 1 контактора Вперед и

выводом 25 первого резистора 24, упомянутый третий резистор шунтирован третьим диодом 34, анод которого подключен к выводу 3 катушки 1 контактора Вперед и к первой обкладке конденсатора 36, вторая обкладка которого подключена к выводу 26 первого резистора 24.

Четвертый резистор 33 включены между выводом 10 катушки 8 контактора Назад и выводом 28 второго резистора 27, упомянутый четвертый резистор шунтирован четвертым диодом 35, анод которого подключен к выводу 10 катушки 8 контактора Назад и к первой обкладке конденсатора 37, вторая обкладка которого подключена к выводу 29 второго резистора 27.

Работа устройства для управления ре- версирным электродвигателем заключается в следующем.

В исходном состоянии автоматический выключатель 42 и контакторы Вперед и Назад отключены, напряжение на электродвигатель не поступает.

Для запуска электродвигателя в одном из направлений вращения (например, направлении вперед) предварительно включает автоматический выключатель 42, подготавливая цепь питания электродвигателя к включению. Затем нажимают кнопку 18 Пуск вперед, и напряжение цепи управ- ления через замкнутый контакт кнопки 15 Стоп и замкнувшийся контакт кнопки 18 поступает на следующие цепи:

1)первая цепь, состоящая из последовательно включенных диода 30, катушки 1 контактора Вперед и незаряженного конденсатора 36. по этой цепи происходит заряд конденсатора 36, причем величина емкости конденсатора 36 обеспечивает протекание зарядного тока по катушке 1 в течение времени, достаточного для включения контактора. Когда напряжение на конденсаторе 36 достигнет установившегося зна.чения (определяемого напряжением цепи управления и соотношением сопротивлений катушки 1 и резистора 24),,дальнейшее протекание тока через катушку 1 обеспечивается через диод 34 и резистор 24, причем величина сопротивления резистора 24 такова, что ток в цепи катушки 1 обеспечивает удержание контактора во включенном состоянии.

2)вторая цепь, состоящая из параллельно соединенных:

-резистора 2.7;

-резистора 33 с последовательно соединенным конденсатором 37.

Во второй цепи происходит заряд конденсатора 37 до напряжения цепи управления.

Протекание.тока по катушке 1 приводит к включению контактора Вперед, его главные контакты 4 в цепи электродвигателя 43 замыкаются, обеспечивая работу электро- 5 двигателя в выбранном направлении. Одновременно замыкается контакт 5 контактора Вперед, после чего может быть отпущена кнопка 18 Пуск вперед, а контактор Вперед остается включенным.

0Подача напряжения на резистор 27 не

приведет к протеканию тока в катушке 4 контактора Назад, т.к. этому препятствует диод 31, но наличие потенциала в общей точке диода 35, резистора 33 и резистора 27.

5 и заряженное состояние конденсатора 37 обеспечит также и невозможность включения контактора Назад до тех пор пока замкнута цепь включения контактора Вперед (кнопка-18 или контакт 5) и заряжен

0 конденсатор 37. Действительно, если нажать кнопку 21 Пуск назад, то напряжение цепи управления через замкнувшийся контакт упомянутой кнопки поступит на анод диода 31 и общую точку резисторов 24 и 32

5 и диода 34. Последнее приводит к запиранию диода 34 и дозаряду конденсатора 36 до напряжения цепи управления через ре-; зистор 32. Одновременно это влечет за собой уменьшение тока в катушке 1 вплоть до

0 отключения контактора Вперед. При отключении упомянутого контактора размыкаются его главные контакторы 4, и двигатель 43 отключается от сети; размыкается также контакт 5. и снимается напряжение с общей

5 точки резисторов 33 и 27 и диода 35. Последнее создает возможность разряда конденсатора 37 через диод 35 и резистор 27, однако если кнопка 21 Пуск назад остается нажатой, конденсатор 37 разрядки от

0 напряжения, равного напряжению цепи управления, до части напряжения цепи управления, определяемой соотношением величин сопротивлений катушки 8 и резистора 27. Ток в катушке 8 по мере разряда конден5 сатора 37 увеличивается, но достигает только значения, равного ток удержания, т.е. с большой вероятностью контактор Назад включиться вообще не сможет, хотя контактор Вперед к этому моменту уже отклю0 чен.

Чтобы обеспечить реверсирование двигателя после его пуска в выбранном направлении (например, в направлении вперед, как рассмотрено выше) необходимо нажать

5 кнопку 15 Стоп, ее размыкающий контакт лишит питания все элементы схемы управ- ления, контактор Вперед отключится, конденсатор 36 разрядится через диод 34 и резистор 24, конденсатор 37 разрядится через диод 35 и резистор 27, и устройство

будет готово к повторному пуску в любом направлении.

Как видно из изложенного выше, устройство обеспечивает пуск электродвигателя в выбранном направлении, останов и пуск в противоположном направлении, причем обеспечивается возможность как самоблокировки контакторов, так и исключение возможности их одновременного срабатывания.

Таким образом, по сравнению с устройством, принятым в качестве прототипа, заявляемое устройство обеспечивает повышение КПД за счет уменьшения потерь энергии во включенном состоянии, благодаря ограничению в установившемся режиме тока в цепи катушек контакторов до величины тока удержания. Заявляемое техническое решение наиболее рационально использовать в устройствах управления реверсивными электродвигателями, работающими в длительном режиме.

Формула изобретения Устройство для управления реверсивным электродвигателем, содержащее контакторы Вперед и Назад с катушкой и замыкающим контактом каждый, кнопку Стоп, один вывод которой предназначен для подключения к одной шине источника питания, другой вывод кнопки Стоп подключен к одним выводам шунтированных

замыкающими контактами кнопок Пуск вперед и Пуск назад соответствующих контакторов, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД за счет уменьшения потерь энергии, в него введены четыре диода, четыре резистора и два конденсатора, другой вывод кнопки Пуск вперед подключен к аноду первого диода, катод которого подключен к одному выводу катушки контактора Вперед, другой вывод кнопки Пуск назад подключен к аноду второго диода, катод которого подключен к одному выводу катушки контактора Назад, одни выводы первого и второго резисторов обьединены и снабжены зажимом для подключения к другой шине источника питания, третий резистор включен между другими выводами катушки контактора Вперед и первого резистора и шунтирован третьим

диодом, анод которого подключен к другому выводу катушки контактора Вперед и к первой обкладке первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к одному выводу первого резистора, четвертый

резистор включен между другими выводами катушки контактора Назад и второго резистора и шунтирован четвертым диодом, анод которого подключен к другому выводу катушки контактора Назад и к первой обкладке второго конденсатора, вторая обкладка которого подключена к одному выводу второго резистора.

О

Использование: в электроприводах общепромышленных механизмов. Сущность изобретения: заключается в том, что устройство управления реверсивным электродвигателем содержит два контактора направления ВПЕРЕД и НАЗАД с катушками управления и главными контактами, включенными в цепь питания электродвигателя. Устройство содержит также командные электрические цепи, состоящие из кнопокуправления, зашунтированных вспомогательными контактами контакторов на- правления, резисторы, включенные последовательно с катушками управления соответственно, а командные электрические цепи соединены с катушками управления через диоды. Командная электрическая цепь для направления вперед соединена с резистором, а командная электрическая цепь направления назад соединена с резистором. Это обеспечивает блокировку от одновременного включения контакторов направления при сохранении самоблокировки контактора. В устройство введены конденсаторы, зарядные резисторы и вспомогательные диоды. Соединение резисторов с катушками управления контактора выполнено через диоды соответственно. 1 ил. Ј