Устройство для торможения асинхронного электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее выпрямитель, входом подключенный к фазам роторной обмотки электродвигателя , реле, катушка Kq.Toporo соединена с выходом усилителя, пусковой контактор, контактор динамического торможения, в цепь питания катушки которого включен размыкакяций контакт катушки пускового контактора и замыкающий контакт реле, источник постоянного тока, подключенный к двум фазам статорной обмотки электродвигателя через замыкающие контак ты катушки контактора динамического торможения, другой размыкающий контакт которого включен D цепь питания катушки пускового контактора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия , в него введены двигатель электрогидротолкателя колодочного тормоза, блок сравнения с задающим входом, блок задержки, тормозной контактор и -вспомогательное реле, ка тушка которого включена между двумя фазами статорной обмотки электродвигателя , замыкающие контакты вспомогательного реле включены в цепи питания катушек пускового и торкюзного контакторов соответственно, размыкающий контакт вспомогательного ре о @ ле включен в цепь питания катушки контактора динамического торможения, замыкающий контакт вспомогательного реле шунтирован замыкающим контакС том реле, обмотка статора двигателя электрогидротолкателя колодочного тормоза снабжена выводакш для подключения к источнику питания через контакты катушки тормозного контактора , выход выпрямителя согдинеи с блоком сравнения с задающим входом , выход которого через блок заде ки соединен с входом усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(59 Н 02 P 3 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3527618/24-07 (22) 24,12,82 (46) 15.04.84. Бюл. М 14 (72) A.Â.Håæåíöåâ, Л.Я.Будиков и С.Н.Шевченко (71) Ворошиловградский машиностроительный. институт (53) 621.316.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 338979, кл. Н 02 Р 3/24, 1966.

2. Патент Англии 9 1066581, кл. H 2 Ю, 1967. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЖЕНИЯ

ACHHXPOHH0FO 3JiEKTPOJBHFATEJI8, содержащее выпрямитель, входом подключенный к фазам роторной обмотки электродвигателя, реле, катушка которого соединейа с выходом усилителя, пусковой контактор, контактор динамического торможения, в цепь питания катушки которого включен размыкающий контакт катушки пускового контактора и замыкающий контакт реле, источник постоянного тока, подключенный к двум фазам статорной обмотки электродвигателя через замыкающие контак ты катушки контактора динамического торможения, другой размыкающий контакт которого включен в цепь питания катушки пускового контактора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, в него введены двигатель электрогидротолкателя колодочного тормоза, блок сравнения с задающим входом, блок задержки, тормозной контактор и вспомогательное реле, ка тушка которого включена между "вумя фазами статорной обмотки электродвигателя, замыкающие контакты вспомогательного реле включены в цепи питания катушек пускового и тормозного контакторов соответственно, размыкающий контакт вспомогательного ре ле включен в цепь питания катушки Е

Р контактора динамического торможения, замыкающий контакт вспомогательного реле шунтирован замыкающим контактом реле, обмотка статора двигателя электрогидротолкателя .колодочного тормоза снабжена выводами для подключения к источнику питания через контакты катушки тормозного контак« тора, выход выпрямителя соединен с блоком сравнения с задающим входом, выход которого через блок задер ки соединен с входом усилителя.

1086532

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах механизмов подьема, передвижения и поворота подъемно-транспортных машин.

Известно устройство для торможения асинхронного электродвигателя, содержащее источник постоянного тока, выход которого подключен к обмотке статора электродвигателя (13.

Недостатком известного устройства является низкая надежность из-за отсутствия контроля окончания динамкчесусилителя, пусковой контактор, контак тор динамического торможения, в цепь питания катушки которого включен размыкающий контакт катушки пускового контактора к замыкающий контакт реле, источник постоянного тока, подклю ченный к двум фазам статорной обмотки электродвигателя через замыкающие контакты катушки контактора динамического торможения, другой размыкающий контакт которого включен в цепь питания катушки пускового контактора 523.

Известное устройство характеризуется низкой надежностью и большими потерями времени на процесс торможения механизма. Вследствие того, что вэемя отключения двигателя с момента подачи соответствующей команды завискт от величины нагрузки на валу дви гателя в начальный момент, выпрямленное напряжение подается на обмотку статора электродвигателя более длительное время при большой нагрузке на валу двигателя и более короткое — прк малой. Процесс торможения механизма при большой нагрузке проис ходит с недостаточным быстродействием, так как на низких частотах вращечкя ротора двигателя (т.е. в конце динамического торможения) момент на его валу незначителен. Это приводит к большому времени торможения механизма. Низкая надежность кзвестного устройства обусловлена также тем, что длительность подключения обмотки статора электродвигателя, например, к источнику постоянного тока зависит только от величины нагрузки в начальный момент торможения, т,е, отсутствует контроль величины нагрузки в процессе торможения. Следовательно, в случае изменения нагрузки на валу двигателя в процессе тормоЗО

59

55 бО б5 кого торможения двигателя, что приводит к дополнительному нагреву обмоток двигателя. 35

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для торможения асинхронного электродвигателя, содержащее выпрямитель, 2О входом подключенный к фазам роторной обмоткк электродвигателя, реле, катушка которого соединена с выходом жения отключение обмотки статора элек тродвигателя происходит либо значительно позже остановки механизма, что приводит к дополнительному нагреву обмоток двигателя, либо — при слиш ком высокой частоте вращения ротора электродвигателя, что приводит к резкому (c ударами) торможению механизма, Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для торможения асинх ронного электродвигателя, содержащее выпрямитель,.входом подключенный к ,фазам роторной обмотки электродви гателя, реле, катушка которого соеди нена с выходом усилителя, пусковой контактор, контактор динамического торможения, в цепь питания катушки которого включен размыкающий контакт катушки пускового контактора к замыкающий контакт реле, источник постоянного тока, подключенный к двум фазам статорной обмотки электродвигателя через замыкающие контакты катушки контактора динамического торможения, другой размыкающий контакт которого включен в цепь питания катушки пускового контактора> введены двигатель электрогидротолкателя колодочного тормоза, блок сравнения с задающим входом, блок за держки, тормозной контактор и вспомогательное реле, катушка которого включена между двумя фазами статорной обмотки электродвигателя, замыкающие контакты вспомогательного реле включены в цепи питания катушек пускового и тормозного контакторов соответственно, размыкающий контакт вспомогательного реле включен в цепь питания катушки контактора динамического торможения, замыкающий контакт вспомогательного реле шунтирован замыкающим контактом реле, обмотка статора двигателя злектрогидротолкателя колодочного тормоза снабжена выводами для подключения к источнику питания через контакты катушки тормозного контактора, выход выпрямителя соединен с блоком сравнения с задающим входом, выход которого через блок задержки соединен с входом усилителя.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для торможения аскнхрон ного электродвигателя 1 содержит выпрямитель 2, входом подключенный к фазам роторной обмотки электродвигателя 1, реле, катушка 3 которого соединена с выходом усилителя 4, пусковой контактор, контактор динамического торможения, в цепь питания катушки 5 которого включен размыкающий контакт б катушки 7 пускового контактора, и замыкающий кон1086532 такт 8 реле, источник постоянного тока 9, подключенный к двум фазам статорной обмотки электродвигателя через замыкающие контакты 10 катушки 5, контактора динамического торможения, другой размыкающий контакт

11 включен в цеп» питания катушки 7 пускового контактора, двигатель 12 электрогидротолкателя колодочного тормоза, блок сравнения 13 с задающий входом, блок задержки 14, тормозной контактор и вспомогательное реле, катушка 15 которого включена между двумя фазами статорной обмотки электродвигателя 1, замыкающие контакты 16 и 17 вспомогательного реле вклю15 ены в цепи питания катушек пускового и тормозного контакторов соответственно, размыкающий контакт 18 вспомогательного реле включен в епь питания катушки 19 тормозного ч

Ц контактора, замыкающий контакт 17 вспомогательного реле шунтирован за.мыкающим контактом 20 катушки реле, обмотка статора двигателя 12 электро гидротолкателя колодочного тормоза снабжена выводами для подключения к источнику питания через контакты

21 катушки 19 тормозного контактора, выход выпрямителя 2 соединен с блоком сравнения 13 с задающим входом, выход которого через блок задержки 14 соединен с входом усилителя 4.

Выпрямитель 2 выполнен на диодах

22-27, блок сравнения 13 выполнен в виде потенциометрического делителя на резисторах 28 и 29 и стабилитроне

30, блок задержки 14 содержит резистор 31 и конденсатор 32, усилитель 4 содержит транзисторы 33 и 34, и диод 35. „40

Устройство работает следующим образом.

Для осуществления тормозного мо»мента двигатель отключают от источника питания„ К двум фазам статорной 45 обмотки электродвигателя 1 подключается источник постоянного тока 9, в результате чего осуществляется дина-, мическое торможение. Причем при размыкании контактов вспомогательного реле катушка 19 тормозного контакто- ра не обесточивается, так как кон.такты реле в этот момент замкнуты. Это обеспечивается тем,что в ре" жиме динамического торможения в об- 55 мотках вращающегося ротора электродвигателя 1 наводится ЭДС, вызывающая переменный ток, который выпрямляется трехфазным выпрямителем 2 и через блок сравнения 13, блок задерж- 60 ки 14 и усилитель 4 постоянного то" ка поступает на обмотку 3 реле. Следовательно, в начале тормозного процесса колодочный тормоз полностью разомкнут, а электродвигатель 1 ра- 65 ботает в режиме динамического торможения. С выхода выпрямителя 2 напряже ние U« подается на один из входов блока сравнения 13. На другой вход блока сравнения 13,подается напряжение U „ от задатчика, В блоке сравненйя 13 происходит сравнение сигналов U, и ". „ . В случае, если U больше чем 0, сигнал с выхода блока сравненйя 13 поступает через блок задержки 14 и усилитель постоянного тока 4 на катуш ку 3 реле, Если же сигнал U» меньше величины U3, то на выходе блока сравнения 13 сигнала нет и катушка 3 реле обесточена. В первом случае контакты 8 и 20 замкнуты, обеспечивая динамическое торможение путем подключения источника постоянного тока 9 к обмотке статора электродвигателя 1 и двигателя 11 электрогидротолкателя колодочного тормозак сети переменного тока. Во втором случае контакты 8 и 20 разомкнуты, вследствие чего контакты 10, 11 и 21 также разомкнуты, и торможение механизма осуществляется только колодочным тормозом.

Величина напряжения Бр,> в процессе динамического торможения прямо пропорциональна частоте вращения ротора электродвигателя 1 и изменяет ся от максимального значения в начале торможения до нуля после остановки двигателя. Следовательно, в начале процесса динамического торможения частота вращения ротора высока и с выхода выпрямителя 2 на вхоц блока сравнения 13 подае -.ñ»t напряжение U „ намного превышающее напряжение U „ . При этом с выхода блока сравнейия 13 сигнал поступает через блок задержки 14 и усилитель 4 на катушку 3 реле. По мере снижения частоты вращения ротора двигателя напряжение Пр на выходе выпрямителя

2 уменьшается, и при достиязнии им заданного значения U д сигнал на выходе блока сравненйя 13 пропадает и катушка 3 реле обесточивается, что приводит к размыканию контактов 8 и 20. Вследствие этого размыкаются цепи питания контакторов 11, 10 и 21 которые отключают источник постоянного тока от обмотки статора электродвигателя 1,и двигатель 21 электрогидротолкателя колодочиого тормоза - от сети источника питания. В результате замыкаются тормозные колодки тормоза, а привод в процессе торможения переходит с одной из механических характеристик на характеристику с постоянным тормозным моментом. Таким образом, задавая определенную величину напря>кения, можно желаемым образом изменять момент отключения электродвигателя 1 в зави1086532 симости от частоты вращения ротора (или напряжения обмотки ротора U рo,) Назначение и работа блока задержки заключается в следующем.

При, переключении устройства из двигательного режима в тормозной кон- такты 8 и 20 должны быть замкнуты для того, чтобы обеспечить питание катушек 5 и 19, подключающих источник постоянного тока 9 к обмоткам статора электродвигателя 1 и электродви- 1О гатель 12 электрогидротолкателя коло дочного тормоза — к источнику питания, В течение промежутка времени с момента отключения электродвигателя от источника питания на обмот- 15 ку статора электродвигателя 1 кратковременно не подается питание, что может вызвать обесточивание катушки 3 и, следовательно, размыкание контактов 8 и 20 вследствие кратковременного отсутствия тока в цепи ротора. Для предотвращения послед. него и предназначен блок задержки 14 работа которого заключается в том, что при мгновенном исчезновении тока в обмотке ротора ток, протекающий по катушке 3, не пропадает мгновенно, а плавно уменьшается по экспоненте.

Следовательно, блок задержки 14 обеспечивает подачу напряжения на 30 катушку 3 в случае кратковременного исчезновения тока в цепи ротора элек тродвигателя 1 при переключении привода из двигательного режима в тормозной. Принцип работы элементов роторной цепи электродвигателя 1 основан на сравнении напряжения, сни, маемого с потенциометрического делителя, выполненного на резисторах 28 и 29, с напряжением стабилизации стабилитрона ЗО и получении на выходе блока сравнения 13 сигнала - команды на отключение питания катушки 3.

В режиме динамического торможения на переход эмиттер-база транзисто- 45 ра 33 через последовательно включенный стабилнтрон 30 подается напряжение, снимаемое со среднего вывода резистора 29, В начале динамического торможения указанное напряжение больше напряжения стабилизации стабилитрона 30, вследствие чего стабилитрон открыт, и в базовой цепи транзистора 33 протекает от"ирающий ток. При этом отпирается также транзистор 34 из-за протекания через его переход эмиттер-база тока коллектора транзистора 33. Поэтому через катушку Э течет ток и контакты 8 и 20 замыкают ся, обеспечивая питание катушек 5 и 19, подключающих выпрямитель 2 к обмотке статора электродвигателя 1 и двигатель 12 электрогидротолкателя колодочного тормоза — к источнику питания. По мере снижения скорости вращения ротора электродвигателя

1 напряжение на выходе делителя, выполненного на резисторах 28 и 29, уменьшается и, при достижении им значения напряжения стабилизации стабилитрона 30 последний запирается. Это приводит к исчезновению тока в базовой цепи транзистора 33 и его запиранию. Транзистор 34 также запирается, и катушка 3 обесточивается, что лриводит к размыканию контактов 8 и 20, размыканию контактов 10, 11 и 21 и замыканию тормозных колодок двигателя 12 электрогидротолкателя. Диод 35 служит для защиты транзистора 34 от перенапряжения, возникающего в результате переходных процессов при коммутации катушки 3.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в широких пределах изменять момент отключения двигателя от источника постоянного тока с одновременным срабатыванием колодочного тормоза, что дает возможность формировать оптимальный по быстродействию и динамическим нагрузкам процесс торможения крановых механизмов.

1086532

Составитель Б.Перемыслова

Редактор Л.Повхан Техред Т.Фанта Ко екто С.И3екмар

Заказ 2264/51 Тираж 667 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д.4/5

Филиал М11 "Патент",г. Ужгород,ул. Проектная, 4