Устройство для пуска асинхронного электродвигателя Советский патент 1982 года по МПК H02P1/26 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различных технопогических установок, в которых недопустимы отключения электрооборудования в результате кратковременного перерыва в электропитании.

Известно устройство для пуска асинхронного электродвигателя, Ьодержащее магнитный пускатель с кнопочным постом Пуск - Стоп, в котором кнопка Пуск шунтирована тиристором, времязадающий конденсатор, диод, резисторы, причем в него дополнительно введены ключ на составном транзисторе и демпфирующая RC-цепочка, а база составного транзистора соединена с времязадающим конденсатором, эмиттерс управляющим электродом, шунтирующим кнопку Пуск, коллектор подключен к диоду согласующего трансформатора, а параллельно катушке магнитного пускётеля подключена демпфирующая RC-цепочка lj .

Недостатками известного устройства являются низкая надежность в работе в связи с нестабильностью выдержки времени автоматического повторного включения при перерыве электропитания, так как выдержка времени зависит от характера изменения напряжения источника питания, а также увеличенные габариты из-за наличия согласующего трансформатора.

10

Наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности устройство для пуска асинхронного электродвигателя, содержит магнитный пускатель, контакты которого подключены к об15мотке статора электродвигателя, а его катушка подключена к источнику питания через последовательно соединенные кнопку Стоп и кнопку Пуск, 20 параллельно которой подключены замыкающий контакт магнитного пускателя и тиристор, параллельно-соединенные времязадающий конденсатор и первь1й резистор, ключ, вход которого соединен с источником питания через после довательно соединенные первый диод, динистор и второй резистор, второй конденсатор, один вывод которого соединен с управляющим электродом тиристора, а другой вывод соединен с анодом динистора, времязадающий конденсатор подключен параллельно выходу.ключа, примем один вывод времязадающего конденсатора через второй диод соединен с источником питания, а другой вывод - с катодом тиристора 2 . Недостатком этого устройства является также низкая надежность в работе в связи с тем, что выдержка вре мени на повторное включение электродвигателя зависит от величины напряжения источника питания, так как соо ветственно изменяется величина напря жения на времязадающем конденсаторе. При восстановлении напряжения источника питания осуществляется задержка на включение электродвигателя, чем снижается быстродействие системы управления. Цель изобретения - повышение надежности устройства в-работе. Указанная цель достигается тем, что в устройство для пуска асинхронного электродвигателя, содержащее магнитный пускатель, контакты которо го подключены к обойме статора элект родвигателя, а его катушка подключена к источн ику питания через последовательно соединенные кнопку Стоп и кнопку Пуск, параллельно которой подключены замыкающий контакт магнитного пускателя и тиристор, параллельно соединенные времязадающий конденсатор и первый резистор, ключ, вход которого подключен к источнику питания через последовательно соединенные первый диод, динистор и второ резистор, второй конденсатор, один вывод которого соединен с управляющи электродом тиристора, второй диод, введены демпфирующая цепь и два стабилитрона , один из которых подключен параллельно выходу ключа, соединенного одним выводом с катодом тиристора и с анодом второго диода, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора, а другой вывод выхода ключа соединен с другим выводом второго конденсатора, второй ста билитрон подключен параллельно входу ключа и времязадающему конденсатору. соединенному через демпфирующую цепь с источником питания и катодом тиристора. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство для пуска асинхронного -электродвигателя содержит магнитный пускатель 1, который через свой замыкающий контакт 2, кнопку 3 Пуск и кнопку М Стоп соединен с источником питания в точках 5 и 6. Замыкающий контакт 2 подключен параллельно кнопке 3 Пуск и тиристоРУ 7, управляющий электрод которого соединен с конденсатором 8, подключенным к эмиттеру транзистора 9,коллектбр которого соединен с катодом тиристора 7. Устройство содержит также времязадающий конденсатор 10,, параллельно которому подключен резистор 11, а также полевой транзистор 12, причем один вывод времязадающего конденсатора 10 соединен с эмиттером транзистора 9, а другой его вывод - с затвором полевого транзистора 12, исток которого соединен с базой транзистора 9, сток - с катодом тиристора 7, транзисторы 9 и 12 образуют ключ 13, вход которого соединен с источником питания через последовательно соепдиненные резистор 14, динистор 15 и диод 16, причем резистор k образует точку 17 соединения с источником питания, резистор 18 подключен между электродом и базой транзистора 9, стабилитрон 19, подключенный параллельно входу ключа 13 и времязадающему конденсатору 10, стабилитрон 20, подключенный параллельно ключа 13, соединенного одним выводом с катодом тиристора 7 и с анодом диода 21, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора 7, демпфирующую цепь 22, состоящую из диодов 23 и , анод и катод которого образуют общую точку и через конденсатор 25 соединены с источником питания, причем анод диода 23 соединен с времязадающим конденсатором 10, а катод диода 2k С9единен с катодом тиристора 7. Устройство для пуска асинхронного электродвигателя работает следующим образом. Напряжение источника питания приложено к устройству в точках 5 и 17, магнитный пускатель 1 отключен. Каждая положительная полуволна напряжения источника питания проходит через резистор 14, динистор 1.5 и диод 1б и открывает транзистор 9, который шунтирует конденсатор 8. Полевой транзистор 12 тоже находится в открытом состоянии и препятствует подзарядке токами утечки конденсатора 8, что ис ключает самопроизвольное отпирание тиристора 7. При нажатии кнопки 3 Пуск срабатывает замыкащий контакт 2 магнитного пускателя 1, в точках 5 и 6 поя ляется напряжение, запускается магнитный пускатель 1. Времязад ющий кон денсатор 10 заряжается по цепи: точка 5 транзистор 9 - конденсатор 10диод 23 -конденсатор 25 - точка 6. При достижении на конденсаторе 10 напряжения до уровня заг.ирания полевого транзистора 12 последний закрывается и снимает напряжение смещения с базы транзистора 9. Транзистор 9 запирается и дешунтирует конденсатор 8 который начинает заряжаться по цепи: точка 5 - диод 21 - конденсаторы 8 и 10 - диод 23 - конденсатор 25 - точка 6. Уровень напряжения заряда конденсаторов 8 и 10 ограничен стабилитронами 20 и 19 соответственно. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока не происходит отключение магнитного пускателя 1 кнопкой k ,Стоп или до момента исчезновения .напряжения источника питания. При нажатии кнопки k Стоп полюс-35 ное напряжение прикладывается к устройству в точках 17 и 5. Транзистор 9 снова отпирается на время положительной полуволны напряжения,и конденсатор 8 разряжается через управляющий переход тиристора 7. Время разряда конденсатора 8 определяется сопротивлением управляющего перехода тиристора 7 и значительно меньше вре мени возврата кнопки Стоп в исходное состояние. Следовательно, после отпускания кнопки, k Стоп,, тиристор 7 не открывается. Времязада ющий конденсатор 10 разряжается на резистор 11. Устройство обеспечения самозапуска приходит в исходное состояние, ётот процесс повторяется в каждую положительную полуволну напря жения источника питания. При мгновенном понижении напряжения сети до уровня ниже уровня стабилизации стабилитрона 19 начинает разряжаться времязадающий конденсатор 10 на резистор 11. При снижении напряжения на времязадающем конденсаторе 10 до уровня отсечки полевого транзистора 12 последний открывается и отпирает транзистор 9. Это приводит к разряду конденсатора 8 через управляющий переход тиристора 7. При последующем восстановлении напряжения магнитный пускатель 1 не включается. Если напряжение сети восстанавливается до уровня 0,8 }, а конденсатор 8 не разряжен, то тиристор 7 не включится из-за низкого уровня напряжения. Но при восстановлении сети и открывания транзис- напряжения тора 9 во время прихода положительной полуволны от источника питания конденсатор 8 опять разряжается через управляющий переход тиристора 7, который открывается к шунтирует контакт 2 магнитного пускателя 1. Магнитный пускатель включается и ; производит пуск электродвигателя. Тран;зистор9 закрывается, дешунтирует конденсатор -8. Время, в течение которого устройство обеспечивает возможность самозапуска электродвигателей после восстановления напряжения, определяется параметрами времязадающего конденсатора 10 и резистора 11. Отсчет выержки времени начинается с момента азряда времязадающего конденсатора 10 на резистор11, т. е. с момента исчезновения напряжения источника питания. При кратковременных перерывах напряжения сети напряжение на зажимах устройства обеспечения самозапуска асинхронншх электродвигателей в точках 5 и 17 исчезает не сразу из-за наличия остаточной.ЭДС высоковольтных асинхронных и особенно синхронных электродвигателей. В этом случае для обеспечейия заданной выдержки времени необходимо напряжение синхронизации снять раньше, чем разомкнется контакт 2 магнитного -пускателя 1. Это достигается тем, что в цепь синхронизации с источником питания включен динистор 15, напряжение включения которого не должно быть ниже напряжения отпадания якоря магнитного пускателя 1. С другой сторону, напряжение включения динистора ограничивается углом отпирания тиристора 7 В описываемом режиме напряжение отпадания якоря магнитного пускателя 1 снижается за счет снижения частоты напряжения генерируемого электродвигателя поэтому напряжение включения динистора 15.лежит в пределах 0,28-0,30 U, чем достигается угол включения тиристора 7 не более 28-30.

При понижении напряжения динистод 15 отключает цепь синхронизации. Дальнейшее снижение напряжения приводит к отпаданию якоря магнитного пускателя 1 и размыканию контакта 2. С этого времени начинается отсчет выдержки времени, так как времязадающий конденсатор 10 начинает разряжатся на резистор П. Далее устройство работает аналогично описанному выше.

Для исключения индивидуального побора тиристоров в режимах группового самозапуска введен принудительный подзаряд конденсаторов 8 и 10 в различных переходных режимах при помощи демпфирующей цепи 22, которая одновременно служит для снятия электромагнитной энергии катушки магнитного пускателя 1 в переходный момент отпа Дания его якоря.

Вследствие этого, при исчезновени напряжения источника питания и при появлении его вновь до величины ниже уровня срабатывания магнитного пускателя 1, конденсатор 8 разряжается через управляющий переход тиристора 7, последний открывается, в точках 5 и 6 появляется напряжение (положительная полуволна), и начинается заряд конденсаторов 10 и 8 до напряжения стабилизации, ограниченного ста билитронами 19 и 20.

Во время отрицательной полуволны напряжения крнденсатор 25 разряжается на магнитный пускатель 1 по цепи конденсатор-25 - диод 2, точка 5 магнитный пускатель 1 - точка 6.

Таким образом, устройство обеспечивает самозапуск асинхронного электродвигателя при высокой стабильности выдержки времени, независимой

от характера изменения напряжения источника питания, чем достигается еысокая надежность его в работе.

Формула изобретения

Устройство для пуска асинхронного электродвигателя, содержащее магнитный пускатель, контакты которого подключены к обмотке статора электродвигателя, а его катушка подключена к источнику питания.через последовательно соединенные кнопку Стоп и кнопку Пуск, параллельно которой подключены замыкающий контакт магнитного пускателя и тиристор, параллельно соединенные времязадающий конденсатор и первый резистор, ключ, вход которого подключен к источнику питания через последовательно соединенные первый диод, динистор и второй резистор, второй конденсатор, один вывод которого соединен с управляющим электродом тиристора, второй диод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены демпфирующая цепь и два стабилитрона, один из которых подключен параллельно выходу ключа, соединенного одним выводом с катодом тиристора и с анодом второго диода, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора,а другой выво выхода ключа соединен с другим выводом второго конденсатора,второй стабилитрон подключен параллельно входу ключа и времязадающему конденсатору, соединенному через демпфирующую цепь с источником питания икатодом тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Журнал Промышленная энергетика 1978, № 1, с. 12-1.

2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Н 3/06, 1978. .