Устройство для торможения асинхронного электродвигателя Советский патент 1979 года по МПК H02P3/22 

изобретение относится к области асин хронного электропривода и может быть применено для торможения асинхронных двигателей механизмов, работающих как в статических, так и в динамических тормозных режимах, в частности, для механизмов подъема при опускании грузов. Известны устройства конденсаторного торможения асинхронных двигателей, в которых ДЛЯ расширения диапазона регу;лирования скорости конденсаторы сектю }нированы и каждаяя секция подключается к двигателю с помощью отдельного контактора 1J. Известны также устройства, в которых параллельно конденсаторам присоединякугся нагрузочные резисторы J. Присоединениерезисторов обеспечивае сдвиг характеристики конденсаторного торможения вверх по оси скорости, т. е. в область высоких скоростей. Для получе ния нужного числа характеристик требуется такоеже чиспо ступеней резисторов, либо такое же число секций конденсаторов, коммутируемых посредством трехполюсных комк утационных аппаратов. Резисторы могут подключаться также и через вьтрямитель- 3, где нйгрузочный резистор включен на выход мостового выпрямителя, вход которого присоединен к общим зажимам двигателя и конденсаторов. Изменяя величину емкости или сопротивления резистора, можно получить ряд тормозных характеристик. При торможении механизма с активным моментом нагрузки, например, при опускании груза на механизме подъема с асинхронным двигателем для увеличения скорости опускания в установившемся тормозном режиме отключается часть конденсаторов ИЛИ уменьшается сопротивление резистора. Однако изменение емкости требует увеличения числа конденсаторов при сохранении той же величины их общей емкости и соответствующего увеличения количества трехполюсных коммутирующих аппаратов. Кроме того, уменьшение емкоетй бграничивйется некоторым пределом, ниже которого самовозбуждение асинхронного двигателя затруднено, Уменьше нйе же сопротивления резистора возможно только до определенного значения, за ictitopfiiM сказывается его шунтирующее действие по отношению к емкости, что может привести к срыву самовозбуждения и прекращению тормозного процесса. Следовательно, диапазон регулирования скорости в известном устройстве ограничен. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости в торьдозном режиме. Для достижения этой пели выход выпрямителя через погрузочный резистор икоммутирующие элементы подключен к о ной фазе обмотки статора отключенной от остальных фаз, а к общей точке последних присоединен из входных зажимов выпрямителя и один вывод конденсаторов. На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - его тормозные характеристики.. Устройство содержит статор 1 асинхронного двигателя, к которому с помощь контактов коммутирующего аппарата 2 присоединены трехфазный конденсатор 3 и мостовой выпрямитель 4. Выход выпрямителя через контакты коммутирующе го аппарата 5 и нагрузочный резистор 6 подключен к ошюй фазе статора. Для работы на низкой скорости, например, при опускании груза на .механизме подъема включается коммутирующий аппарат 2, который подключает конденсатор 3 к началам всех фаз обмотки стато ра 1. Коммутир7ЮЩ1й аппарат 5 отклк чен.. В этом случае осуществляется обыч ное конденсаторное торможение, двигател работает на характеристике 7 (фиг. 2). Для перехода на более высокую скорость опускания груза включается коммутирующий аппарат 5, Его размыкающие контак ты отключают фазу обмотки статора от емкости и от остальных фаз статорной обмотки. Замыкающие контакты 5 подключают указанную фазу на выход выпрямителя 4 через резистор 6. Один замыкающий контакт коммутирующего аппарата 5 подключает оказавщийся свободным вывод конденсатора 3 и выпрямителя 4 к общей точке остальных фаз статора 1. , При этом через подключенную к выходу вы .прямителя фазу и резистор 6 протекает вьшрямленный ток, что сопровонадается насыщением магнитной цепи двигателя и уменьшением его полного индуктивного сопротивления. Поскольку скорость вращения двигателя в установившемся тормозном режиме обратно пропорциональна полному индуктивному сопротивлению статора в степени 0,5, происходит увеличение скорости опускания груза в рассматриваемом режиме - двигатель переходит на характеристику 8. Таким образом, регулирующее действие данного устройства по изменению скорости обусловлено двумя факторами: а)шунтирующим по отношению к емкости действием резистора 6 (как и в известном устройстве) б)уменьшением индуктивного сопротивления статора тормозного двигателя, вызываемым протеканием постоянного тока в одной фазе статора. Второй фактор оказывается более действенным. В данном устройстве резистор 6 выполняет вспомогательную роль, ус.та11авл тает требуемую,величину вьшрямленного тока в отключенной от остальных фазе статора, а вместе с этим степень насыщения магнитной пепи двигателя и, Ьледовательно, заданную скорость опускания груза. Так, у еньшив сопротивление резистора 6, перейдем в режим торможения, которому отвечает характеристика 9 (фиг. 2). Следует отметить, что протекание постоянного тока по одной из фаз статора обусловливает работу двигателя одновременно, в режимах конденсаторного и ди 1амйческого торможения, причем две фазы статора двигателя участвуют в режиме конденсаторного торможения, а одна фаза - в- динамическом торможении. По этой причине жисткость тормозных характеристик достаточно высока, причем с переходом на характеристику с большей скоростью жесткость характеристики возрастает. В динамических режимах, при торможении с целью остановки, включение коммутирующего аппарата 5 производится вблизи нияшей критической скорости коднесаторного торможения, когда напряжение двигателя еще значительно. Тогда проте-. кание постоянного тока через резистор и одну фазу статора, во-первых, создает дополнительные потери, что способствует поддержанию тормозного момента (как и в известном устройстве), и, во-вторых, переводит двигатель в режим динамического торможения, для которохчэ характерен большой тормозной момент при низких скоростях. В результате двигатель тормозится до скорости, намного меньшей критической, а при малом момен те инерции механизма - и до полной остановки. Использование нового соединения элементов в рассматриваемом устройстве, заключающееся в подключении выхода вьшрямителя к одной из фаз статора, отключенной от остальных фаз статорной обмотки и присоединении одного вывода конденсатора и вьшрямителя к общей точке остальных фаз статора, обеспечивает существенное расширение диапазона регулирования скорости. торможения двигателя механизмов с активным моментом нагруэ ки за счет повьпцения верхнего предела скорости торможения и усиление регулирующего действия в целом. Отмеченное качество позволяет повысить производительность механизмов подъема при спуске грузов. В динамических режимах для низкоинерционных механизмов уменьшает ся нижняа граница торможения. Испытания устройства подтвердили надежную его работу. Скорость торможения в установившемся режиме в 2-3,5 раза превьпиала скорость при .использовании одних только конденсаторов и была 1,3-1,5 раза выше, чем в известном уст ройстве. В динамике было получено торможение практически до полной останр&ки синхронного двигателя без дополнительного момента инерции. Формула изобре тения Устройство для торможения асинхронного электродвигателя, содержащее резио тор, подключенные через замыкающие контакты коммутирующего аппарата к началам двух фаз обмотки статора два вы- вода конденсаторов и вход мостового выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регуг1ирования скорости в тормозном режиме, в пего дополнительно введен второй коммутирующий аппарат, через первый замыкающий контакт которого и упомянутый резистор начало третьей фазы обмотки статора соединено с одним выводом выхода вьшрямительного моста и через последовательно соединенные размыкающий контакт второго и замыкающий контакт первого коммутирующих аппаратов со входом вьтрямительного моста и третьим выводом конденсаторов, а конец третьей фазы обмотки статора через второй замыкающ1й контакт второго коммутирующего аппарата соединен со вторым выводом выхода вьтрямителя, а через второй размыкающий контакт --с общей точкой фаз обмотки статора, которая в свою очередь через третий замыкающий контакт второго коммутиру1сяцего аппарата соедт-шена с общей точкой упомянутых последовательно соединенных размыкающего контакта второго коммутирующего аппарата и замыкающего первого коммутирующего аппарата. Источники информации, принятые во (Внимание при экспертизе 1. Кашкалов В. И. О регулировании скорости асинхронного электропривода меха- нйзмов подъема сборник Электротехническая промышленность, серия Элект ропривод, 1972, вьш. 4. . 2. Петров Л. П., Буштян Л. В. Характеристики асинхронных короткозамкнутых двигателей при конденсаторном торможекии с активными нагрузочнь1МИ сопротивлениями. Известия ВУЗов - электромеханика, 1969, № 8. 3. Авторское свидетельство СССР № 420065, кл. Н 02 Р 3/22, ЗО.О4.71,

фиг. г