Устройство для управления асинхронным электродвигателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для включения , отключения и реверса асинхронных эл-двигателей. Цель изобретения - повыщение функциональной надежности. Для достижения указанной цели в устр-во для управления асинхронным эл. двигателем введены восемь резисторов 21-26, импульсный тр-р 27 напряжения с двумя обмотками 28, 29, три тиристора 30-32, два диода 33, 34, светодиод 35, оптотиристор 36 управления , два конденсатора 37, 38. Благодаря введению указанных элементов в устрве обеспечивается контроль и индикация режимов к.з. и обрыва фаз с защитным отключением силовых оптотиристоров, что позволяет повысить функциональную надежность устр-ва. I ил. (Л Ю 00 ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Pg4 Н 02 P 5/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3863545/24-07 (22). 21.02.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (72) А. И. Филимонов и Ю. В. Коломиец (53) 621.313.327 (088.8) (56) Поскребко А. А., Братолюбов В. Б.

Бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе. М.: Энергия, 1978, с. 57, рис. 31.

Авторское свидетельство СССР № 921084, кл. Н 03 К 17/56, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

„„SU„„1277337 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для включения, отключения и реверса асинхронных эл-двигателей. Цель изобретения — повышение функциональной надежности. Для достижения указанной цели в устр-во для управления асинхронным эл. двигателем введены восемь резисторов 21 — 26, импульсный тр-р 27 напряжения с двумя обмотками 28, 29, три тиристора 30 — 32, два диода

33, 34, светодиод 35, оптотиристор 36 управления, два конденсатора 37, 38. Благодаря введению указанных элементов в устрве обеспечивается контроль и индикация режимов к.з. и обрыва фаз с защитным отключением силовых оптотиристоров, что позволяет повысить функциональную надежность устр-ва. 1 ил.!

277337

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для включения, отключения и реверса асинхронных электродв и г ател е й.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство для управления асинхронным электродвигателем содержит пять групп

1 — 5 оптотиристоров, каждая из которых состоит из двух встречно-параллельно включенных оптотиристоров, три трансформатора 6 — -8 тока, три диода 9 — 11, стабилитрон

12, два резистора 13 и 14, кнопку «Вперед» с замыкающим и размыкающим контактами

15 и 16, кнопку «Назад» с замыкающим и размыкающим контактами 17 и 18, кнопку

«Стоп» с замыкающим контактом 19, анод светодиода первого оптотиристора первой группы 1 оптотиристоров подключен к одному выводу первого резистора 13, катод указанного светодиода через последовательно соединенные светодиод второго оптотиристора группы 1 оптотиристоров, светодиоды второй группы 2 оптотиристоров, светодиод первого оптотиристора четвертой группы 4 оптотиристоров подключен к аноду светодиода второго оптотиристора четвертой группы 4 оптотиристоров, катод светодиода

BTopol оптотиристора первой группы 1 оптотиристоров через последовательно соединенные светодиоды третьей группы 3 оптотиристоров и светодиод первого оптотиристора пятой группы 5 оптотиристоров подключен к аноду светодиода второго оптотиристора пятой группы 5 оптотиристоров, первичные обмотки трансформаторов 6 †-8 тока включены в фазы питающей сети, одни выводы вторичных обмоток трансформаторов 6 — 8 тока заземлены, другие выводы которых подключены к анодам соответствующих диодов 9 в 11, катоды которых объединены и подключены к катоду стабилитрона 12, анод которого подключен к одному выводу второго резистора 1 одни точки соединения анода и катода оптотиристоров первой группы 1 снабжены зажимом для подключения первой фазы питающей сети, одни точки соединения анода и катода оптотиристоров третьей и четвертой групп 3 и 4 объединены и снабжены зажимом для подключения второй фазы питающей сети, одни точки соединения анода и катода оптотиристоров второй и пятой групп 2 — 5 объединены и снабжены зажимом для подключения третьей фазы питающей сети, другая точка соединения анода и катода оптотиристоров первой группы 1 снабжена зажимом для подключения первого вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя 20, другие точки соединения анода и .катода оптотиристоров второй и третьей групп

2 и 3 объединены и снабжены зажимом для

Зо

55 подключения второго вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя 20, другие точки соединения анода и катода оптотиристоров четвертой и пятой групп 4 и 5 объединены и снабжены зажимом для подключения третьего вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя 20, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой резисторы 21 — 26, импульсный трансформатор 27 напряжения с первой и второй обмотками 28 и 29, три тиристора 30—

32, четвертый и пятый диоды 33 и 34, светодиод 35, оптотиристор 36 управления, первый и второй конденсаторы 37 и 38, одни выводы которых объединены и подключены к аноду первого тиристора 30, катод которого заземлен, другой вывод первого конденсатора 37 подключен к аноду второго тиристора 31 и к катоду светодиода второго опто тиристора четвертой группы 4, другой вывод второго конденсатора 38 подключен к аноду третьего тиристора 32 и к катоду светодиода второго оптотиристора пятой группы

5, катоды второго и третьего тиристоров

31, 32 подключены к катоду первого тиристора 30, начало и конец соответственно первой и второй обмоток 28 и 29 импульсного трансформатора 27 напряжения объединены и подключены к катоду первого тиристора 30, конец первой и начало второй обмоток 28 и 29 импульсного трансформатора 27 напряжения через четвертый и пятый диоды 33 и 34 подключены к управляющим электродам второго и третьего тиристоров 31 и 32, конец первой и начало второй обмоток 28 и 24 импульсного трансформатора 27 напряжения через соединенные последовательно соответственно замыкающий и размыкающий контакты 16 и 18 кнопок «Вперед», «Назад» и размыкающий и замыкающий контакты 15 и 17 указанных кнопок подкЛючены к аноду оптотиристора

36 управления и к одному выводу замыкающего контакта 19 кнопки «Стоп», другой вывод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора 30 и к другому выводу второго резистора 14, другой вывод первого резистора 13 снабжен зажимом для подключения положительного вывода источника постоянного напряжения, и через третий резистор 21 — к аноду оптотиристора 36 управления, другой вывод первого резистора 13 через четвертый резистор

22 подключен к аноду первого тиристора 30, катод светодиода оптотиристора 36 управления заземлен, а его анод подключен к одному выводу пятого резистора 23, одни выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов 24 — 26 снабжены зажимами для подключения выводов статорной обмотки асинхронного электродвигателя 20, другие выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов 24 — 26 подключены к другому выводу пятого резистора 23, каждая обмотка 28 и

29 импульсного трансформатора 27 напря

1277337 жения зашунтирована девятым и десятым резисторами 39 и 40.

Для повышения надежности контроля пропадания фаз при нарушении контакта резисторы 24 — 26 следует расположить в клеммнои коробке электродвигателя 20.

Устройство работает следующим образом.

При включении, например, тиристора 31 в цепи светодиодов оптотиристоров групп

1, 2 и 4 протекает ток. Эти ключи открываются, и электродвигатель 20 начинает вра- 0 щаться, например, влево. При этом конденсатор 37 заряжается через резистор 22 и тиристор 31. При включении тиристора 30 ток разряда конденсатора 37, заряженного к этому времени, течет в направлении, про- тивоположном прямому току через тиристор

31, закрывая его. Оптотиристоры групп

1, 2 и 4 закрываются и электродвигатель

20 выключается.

При включении тиристора 32 в цепи светодиодов оптотиристоров групп 1, 3 и 5 протекает ток. Эти ключи открываются, электродвигатель начинает вращаться «вправо», а конденсатор 38 заряжается через резистор

22 и тиристор 32. При включении тиристора

30 ток разряда конденсатора 38, заряженного к этому времени, течет в направлении противоположном прямому току через тиристор 32, закрывая его. Оптотиристоры групп 1, 3 и 5 закрываются и электродвигатель 20 выключается.

Величина сопротивления резистора 22 выбирается таким образом, чтобы ток через тиристор 30 был меньше тока удержания, следовательно, после закрытия тиристоров

31 и 32 тиристор 30 также закрывается.

Устройство позволяет осуществлять реверс электродвигателя 20 без его выключения. Если при открытом тиристоре 31, открытых оптотиристорах групп 1, 2 и 4 и вращении электродвигателя 20 влево открывается тиристор 32, то заряженный конденсатор 37 разряжается через незаряженный конденсатор 38 и тиристор 32, закрывая ти- 40 ристор 31. При этом оптотиристоры групп 2 и 4 закрываются, а оптотиристоры групп 3 и 5 открываются. Оптотиристоры группы 1 остаются открытыми. Электродвигатель 20 тормозится противовключением, останавливается и начинает вращаться вправо. Анало- 4 гично осуществляется реверс электродвигателя при открытом тиристоре 32 и подаче управляющего сигнала на тиристор 31.

При реверсе электродвигателя в короткозамкнутом контуре, образованном оптотиристорами групп 2 и 4 и соответствующими фазами статорной обмотки, возникает импульс ударного тока, амплитуда которого определяется моментом переключения фаз и реактансом импульсного трансформатора

27 напряжения, а длительность — разно- у стью времени закрытия и открытия оптотиристоров. Ударный ток не влияет на работу электродвигателя 20, а тиристор 30, открывающийся в результате действия ударного тока, способствует закрытию выходящего из работы тиристора (31 или 32).

Если же производить реверс электродвигатель 20 после подачи управляющего сигнала на тиристор 30 через время, достаточное для запирания оптотиристоров, исчисляемое микросекундами, то ударный ток не возникает.

Кнопки «Вперед» и «Назад» подключены таким образом, что одновременное включение тиристоров 31 и 32 невозможно.

Трансформатор 27 и резисторы 39 и 40 предохраняют открытие тиристоров 31, 32 при одновременной подаче импульсов на их управляющие электроды.

При перегрузке или коротком замыкании в какой-либо фазе во время работы электродвигателя 20 во вторичной обмотке соответствующего трансформатора тока 6 — 8 появляется импульс, который через один из диодов 9 — 11, стабилитрон 12 и резистор

14 подается на управляющий электрод тиристора 30, который открывается, и электродвигатель 20 выключается.

Так как пусковой ток электродвигателя значительно превышает номинальный, то тиристор 30 открывается импульсом пускового тока, однако время заряда конденсатора 37 или 38 выбрано больше времени пуска электродвигателя 20, и соответствующий конденсатор не успевает зарядиться до напряжения, обеспечивающего закрытие тиристора

31 и 32 при пуске. После уменьшения пускового тока до установившегося значения тиристор 30 закрывается.

Обрыв какой-либо фазы питающего напряжения вызывает протекание тока в цепи светодиода 35 оптотиристора 36 управления, который открывается и обеспечивает подачу тока на управляющий электрод тиристора 30 через светодиод 35. Тиристор 30 открывается и электродвигатель 20 выключается.

Однако оптотиристор 36 не закрывается, обеспечивая питание цепи светодиода 35, сигнализирующего отключение электродвигателя по причине обрыва фазы.

Существующие схемы защиты от обрыва фаз в реальных условиях не обспечивают защиты электродвигателя из-за нарушения контактов на клеммах, поэтому резисторы

24, 25 и 26 схемы защиты от пропадания фаз располагаются в клеммной коробке и припаиваются непосредственно к. фазным выводам двигателя 20.

Таким образом, благодаря введению трех тиристоров, двух конденсаторов, оптотиристора со светодиодом и импульсного трансформатора напряжения обеспечивается контроль и индикация режимов короткого замыкания и обрыва фаз с защитным отключением силовых оптотиристоров, что повышает функциональную надежность устройства.

1277337

Формула изобретения

Составитель В. Ллешечкин

Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Тираж 631 Г1одписное

Рс гактор I. Повхан

Закан 6675 54

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для управления асинхронным электродвигателем, содержащее пять групп оптотиристоров, каждая из которых состоит из двух встречно-параллельно включенных оптотиристоров, три трансформатора тока, три диода, стабилитрон, два резистора, кнопки «Вперед» и «Назад» с замыкающим и размыкающим контактами каждая, кнопку «Стоп» с замыкающим контактом, анод светодиода первого оптотиристора первой группы оптотиристоров подключен к одному выводу первого резистора, катод указанного светодиода через последовательно соединенные светодиод второго оптотиристора первой группы оптотиристоров, светодиоды второй группы оптотиристоров, светодиод первого оптотиристора четвертой группы offтотиристоров подключен к аноду светодиода второго оптотиристора четвертой группы оптотиристоров, катод светодиода второго оптотиристора первой группы оптотиристоров через последовательно соединенные светодиоды третьей группы оптотиристоров и светодиод первого оптотиристора пятой группы оптотиристоров подключен к аноду светодиода второго оптотиристора пятой группы оптотиристоров, первичные обмотки трансформаторов тока включены в фазы питающей сети, одни выводы вторичных обмоток трансформаторов тока заземлены, другие выводы которых подключены к анодам соответствующих диодов, катоды которых объединены и подключены к катоду стабилитрона, анод которого подключен к одному выводу второго резистора, одна точка соединения анода и катода оптотиристоров первой группы снабжена зажимом для подключения первой фазы питающей сети, одни точки соединения анода и катода оптотиристоров третьей и четвертой групп объединены и снабжены зажимом для подключения второй фазы питающей сети, одни точки соединения анода и катод оптотиристоров второй и пятой групп объединены и снабжены зажимом для подключения третьей фазы питающей сети, другая точка соединения анода и катода оптотиристоров первой группы снабжена зажимом для подключения первого вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя, другие точки соединения анода и катода оптотиристоров второй и третьей групп объединены и снабжены зажимом для подключения второго вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя, другие точки соединения анода н катода оптотиристоров четвертой и пятой групп объединены и снабжены зажимом для подключения третьего вывода статорной обмотки асинхронного электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены восемь резисторов, импульсный трансформатор напряжения с двумя обмотками, три тиристора, два диода, светодиод, оптотирнстор управления, два конденсатора, одни выводы которых объединены и подключены к аноду первого тиристора, катод которого заземлен, другой вывод первого конденсатора подключен к аноду второго тиристора и к катоду светодиода второго оптотиристора четвертой группы, другой вывод второго конденсатора подключен к аноду третьего тиристора и к катоду светодиода второго оптотиристора пятой группы, катоды второго и третьего тиристоров подключены к катоду первого тиристора, начало и конец соответственно первой и второй обмоток импульсного трансформатора напряжения объедине20 ны и подключены к катоду первого тиристора, конец первой и начало второй обмоток импульсного трансформатора напряжения через соответствующие диоды подключены к управляющим электродам второго и третьего тиристоров, конец первой и начало

25 второи обмоток импульсного трансформатора напряжения через соединенные последовательно соответственно замыкающий и размыкающий контакты кнопок «Вперед» и «Назад» и размыкающий и замыкающий контакты указанных кнопок подключены к аноду оптотиристора управления и к одному выводу замыкающего контакта кнопки «Стоп», другой вывод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора, катод оптотиристора управления подключен к аноду светодиода, катод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора н к другому выводу второго резистора, другой вывод первого резистора, снабженный зажимом для подключения положительного вывода источника постоян4О ного напряжения, через третий резистор подключен к аноду оптотиристора управления и через четвертый резистор подключен к аноду первого тиристора, катод светодиода оптотиристора управления заземлен, 45 а его анод подключен к одному выводу пятого резистора, одни выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов снабжены зажимами для подключения выводов статорной обмотки асинхронного электродвигателя, другие выводы шестого, седьмого и восьмого резисторов подключены к другому выводу пятого резистора, каждая обмотка импульсного трансформатора напряжения зашунтирована девятым и десятым резисторами.