Автоматическое пусковое устройство для электродвигателей Советский патент 1940 года по МПК H02P5/00 H02P1/34 

Надежность в работе и простота являются важнейшими требованиями, предъявляемыми к устройствам для запуска двигателей в специальных установках. Кроме этого, весьма желательно иметь незначительные габа-, риты пусковых устройств, малый вес и возможность быстрого осмотра, контроля и ремонта. Предполагается также, что пусковое устройство должно быть автоматизировано, т. е. запуск, останов и реверс должны про ззводиться путем нажатия кнопки, отнесенной от пускового устройства и двигателя на практически любое расстояние.

Для выполнения пусковых устройств более компактными предлагалось использовать в качестве пускового сопротивления железную ленту.

Смысл применения весьма тонкой железной ленты в качестве реостатного материала заключается в следующем:

1.Железо имеет-весьма значительной величины температурный коэфипиеит электрического сопротивления, что приводит к большой зависимости величины сопротивления от тока нагрузки.

2.Незначительная величина постоянной времени нагрева и охлаждения

ленты, обусловленная как геометрической формой проводника (сильноразвитая поверхность охлаждения, при малой толщине), так и малой теплоемкостью железа, обеспечивает необходимую скорость изменения сопротивления ленты при изменениях пускового тока.

3. Способность железа без вредных, последствий выдерживать значительный нагрев до 500-600° дает возможность целесообразно использовать его.

Использование перечисленных свойств железной ленты производится следующим образом. Последовательно с якорем двигателя включается изготовленное из стальной ленты сопротивление, величина которого подбирается так, чтобы в первые моменты пуска.ток якоря не превосходил заранее заданной (по условиям сети или скорости разворачивания) величины и чтобы при этом токе нагрев. ленты не выходил за пределы 500- 600°.

Благодаря малой величине постоянной времени нагрева железной ленты и относительно большому значению постоянной времени цепи якоря и привода, в первый момент пуска не приходится опасаться сильного толчка тока, который, например, сущест-зует при включении мощных ламп с металлической нитью.

В дальнейшем, одновременно с возрастанием скорости якоря двигателя, будет иметь место уменьшение тока, -а следовательно, и снижение падения напряжения на железной ленте. Но уменьшение падения напряжения на ленте происходит не только из-за падения величин тока, но также и за счет уменьшения рабочей температуры ленты, что приводит к уменьшению ее (лецты) омического сопротивления.

Такое использование свойств железной ленты позволит получить простейшие схемы реостатного пуска двигателей постоянного тока. Моментные характеристики (зависимость момента от скорости при включенной ступени сопротивления) двигателя будут более благоприятны, чем при применении обычных реостатов большой теплоемкости с обычными реостатными материалами, сопротивле-ние которых мало меняется с температурой, работаюш,их при этом при температурах меньших 200°.

-Недостатком пускового устройства с железной лентой является высокая температура железных лент;.однако; поскольку и реостаты обычного типа имеют рабочие температуры, опасные в пожарном отношении (200°), нет оснований вотказе от использования более высоких температур для того, чтобы получить много других суш,ественных преимуществ.

Благодаря высоким плотностям то-ка в железной ленте и высокой тем-иературе последней, потребные размеры для размещения пусковых сопротивлений из железной ленты получаются небольшими.

По тем же соображениям, а также и по соображениям уменьшения постоянных времени нагрева и охлажде-яия при централизованном расположении пусковых аппаратов является желательным применение интенсивного обдува железных лент, что при правильном конструктивном оформлении не создает особых затруднений.

Предметом настоящего авторского свидетельства является подобного ..рода пусковое устройство, в котором,

согласно изобретению, для создания упомянутого обдува применен вентилятор, приводимый во вращение вспомогательным электродвигателем постоянного тока, обмотка возбуждения которого включена последовательно в цепь якоря пускаемого двигателя, а якорь подключен к щеткам последнего. Благодаря этому, интенсивность обдува пускового сопротивления в предлагаемом устройстве растет с увеличением скорости ;3апускаемого электродвигателя, а это в свою очередь улучшает процесс пуска.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

На схеме показана только цепь якоря пускаемого двигателя. Цепь возбуждения, контрольные провода (дистанционное управление) и аппаратура защиты опущены.

Схема дана применительно к нереверсируемому двигателю; разумеется, не составляет затруднений дать ее для реверсируемого двигателя.

На чертеже имеются следующие обозначения: /d-линейный контактор, С - железное сопротивление в виде ленты, Д - двигатель для привода вентилятора, Яз - контактор для замыкания накоротко пускового сопротивления, КК-, - катушка контактора /iTj, K. - нормально замкнутый контакт контактора Я,, Дг - пускаемый двигатель.

Как видно из схемы, возбуждение двигателя Д производится от тока цепи якоря двигателя Да- этого обмотка возбуждения двигателя Д, выполненная из толстой проволоки, включена последовательно в цепь якоря двигателя Д,.

Цепь якоря двигателя Д подключена к щеткам двигателя Дз через нормально замкнутый контакт Кконтактора /fgПосле включения контактора Кбольшая часть напряжения сети ложится на железное сопротивление С, которое при этом будет iиметь значительную температуру. С увеличением скорости двигателя падение напряжения на сопротивлении С будет уменьшаться не только за счет

уменьшения силы тока, но и за счет уменьшения величины сопротивления, поскольку, с одной стороны, железное сопротивление имеет значительный температурный коэфициент сопротивления, а с другой - по мере разгона двигателя Дз интенсивность обдува сопротивления С вентилятором повышается (стрелками показаны на чертеже направления потоков воздуха).

Когда на якоре двигателя напряжение достигает величины порядка 60-80% от номинального, автоматически сработает контактор К, катушка ЯЛг которого включена параллельно якорю двигателя Д, и замкнет накоротко сопротивление С и обмотку возбуждения двигателя Д, а также разомкнет цепь якоря двигателя 1, который, вследствие этого, окажется выключенным и остановится. Таким образом, двигатель j работает только во время пуска, причем по мере разгона двигателя Д, скорость двигателя Д непрерывно нарастает как за счет уменьшения воз буждения, так и за счет увеличения напряжения на щетках якоря.

При особо тяжелых условиях пуска сопротивление С можно разбить на две секции, замыкаемые в разное время соответствующими контакторами.

Контактор, замыкающий сопротивление С, может включаться и другими способами, например, от биметаллического реле времени; оптимальное решение выбирается, исходя из конкретных условий данного привода.

Двигатель Д является двигателем кратковременной работы (время работы соответствует времени разворачивания двигателя 2), спроектированным как машина с большим магнитным полем. Последнее яв.чяется весьма существенным, так как увеличивает постоянную времени цепи якоря (образуя дроссель) и тем самым снижает первоначальный толчок тока.

Предмет изобретения.

Автоматическое пусковое устройство для э.1ектродвигателей постоянного тока с применением в качестве токоограничивающего сопротивления железной ленты, включенной в цепь якоря и обдуваемой воздухом в процессе пуска с целью ее охлаждения, отличающееся тем, что для такой обдувки применен вентилятор, приводимый во вращение вспомогательным электродвигателем постоянного тока, обмотка возбуждения которого включена последовательно в цепь якоря пускаемого двигателя, а якорь подключен к щеткам последнего, с той целью, чтобы интенсивность обдува пускового сопротивления росла с увеличением скорости запускаемого электродвигате.1я.

Е авторскому свидетельству В. И. Михеева

Я« 56525