Электропривод

 

Использование: в устройствах коммутации трехфазных нагрузок - электродвигате234 лей переменного тока. Расширяется область применения электропривода. Сущность изобретения: статорные обмотки электродвигателя 1 коммутируются оптронами 14 и 15, диодными мостами 10 и 11 и симисторами 8 и 9. Контроль подключения нагрузки на прямое чередование фаз осуществляется оптронами 14 и 15, динистором 24 и конденсатором 16. Одновременно при исчезновении напряжения одной из фаз питания включение электродвигателя 1 происходить не будет. Запуск электропривода осуществляется ключом управления 21. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 P 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752514/07 (22) 24.10,89 (46) 07,09,92. Бюл. К 33 (71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства (72) В.Ф.Соколов и T.Â.Ñîêîëoâà (56) Соколов В.Ф. и Пилягин Ю.А. Тиристорный коммутатор холостого хода швейных машин, Кожевенно-обувная промышленность, 1982, N1,,с. 22-23.

Авторское свидетельство СССР

N 1072234, Н 02 P 13/16, 1982. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Использование; в устройствах коммутации трехфазных нагрузок — электродвигате2 .7 4

„„5U „„1760619 А1 лей переменного тока. Расширяется область применения электропривода, Сущность изобретения: статорные обмотки электродвигателя 1 коммутируются оптронами 14 и 15, диодными мостами 10 и 11 и симисторами 8 и 9. Контроль подключения нагрузки на прямое чередование фаз осуществляется оптронами 14 и 15, динистором 24 и конденсатором 16. Одновременно при исчезновении напряжения одной из фаз питания включение электродвигателя 1 происходить не будет. Запуск электропривода осуществляется ключом управления

21. 1 ил.!

С>

О ! о

1760619

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления электродвигателями переменного тока.

Известны устройства для управления электродвигателями, содержащие симисторы, установленные в схеме соединения обмоток двигателей "в звезду" и управляемые посредством коммутации управляющих электродов с анодами симисторов через ограничительные резисторы (1).

Электропривод осуществляет бесконтактную коммутацию обмоток двигателя.

Однако известное устройство не позволяет контролировать аварийные ситуации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому.является выбранный в качестве прототипа электропривод, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, одни выводы обмотки которого предназначены для подключения к сети питания, другие выводы первой и второй фазной обмотки присоединены соответственно к одним выводам первого и второго симисторов, другие выводы которых объединены в общую точку и присоединены к другому выводу третьей фазной обмотки электродвигателя, четыре резистора, два диодных моста, два оптрона, аноды оптотиристоров которых соответственно присоединены к катодным выводам первого и второго диодных мостов, анодные выводы которых присоединены соответственно к катодам оптотиристоров первого и второго оптронов, одни выводы диодных мостов по переменному току объединены и присоединены к обшей точке соединения других выводов симисторов, другие выводы по переменному току первого и второго диодных мостов соответственно через первый и второй резисторы присоединены к управляющим электродам первого и второго симисторов, катод и анод светодиодов первого и второго оптронов объединены, ключ управления, конденсатор, диод и динистор.

Электропривод предусматривает бесконтактную коммутацию обмоток электродвигателя, а также контроль аварийных режимов при неполнофазной работе сети питания. Однако известный электропривод имеет ограниченную область применения; поскольку не предназначен для использования в системах, предусматривающих и определяющих допустимую работу электродвигателя только при определенном чередовании фаз трехфазного напряжения, Таким образом, известное устройство имеет ограниченную область применения.

Целью изобретения является расширение области применения, зи с остальными элементами схемы а за40 явленный. электропривод общая схема управления проявляет новые свойства, что приводит к расширению области применения предлагаемого устройства. Это позволяет сделать вывод с соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена схема электропривода; на фиг. 2 — осциллограммы тока и напряжения схемы управления электропри50 водом:

Электропривод содержит трехфазный асинхронный двигатель 1, первая, вторая и третья фазные обмотки которого имеют первые выводы 2 — 4 для подключения к сети

55 питания, вторые выводы 5 — 7 фазных обмоток подключены к первому и второму выводам симисторов 8 и 9. Причем второй вывод

5 первой обмотки двигателя соединен с первым выводом симистора 8, а второй вывод 7 второй обмотки соединен с первым выво10

Для этого в электропривод введены третий и четвертый оптроны, пятый резистор, один вывод третьего резистора соединен с анодом диода, катод которого присоединен к одному выводу первой фазной обмотки электродвигателя, другой вывод третьего резистора соединен с катодом светодиода третьего оптрона, анод которого присоединен к катодам оптотиристоров соотаетственно третьего и четвертого оптронов и одному выводу ключа управления, другой вывод которого присоединен к одному выводу второй фазной обмотки электродвигателя, к одному выводу третьей фазной обмотки которого присоединен анод светодиода четвертого оптрона, катод которого через четвертый резистор соединен с анодом оптотиристора третьего оптрона, анод оптотиристора четвертого оптрона соединен с катодом динистора, анод которого соединен с одним выводом пятого резистора, другой вывод которого присоединен к катоду светодиода второго оптрона и одному выводу конденсатора, другой вывод которого присоединен к аноду светодиода первого оптрона и снабжен зажимом для присоединения к нулю сети питания.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный злектропривод отличается наличием новых дополнительных элементов: оптрсноа, динистора, конденсатора, резисторов и их связями с остальными элементами схемы.

Сравнение заявленного технического решения с другими техническими решениями показывает, что дополнительные элементы, введенные в устройство, известны, Однако при их введении а указанной сая1760619 дом второго симистора 9. Второй вывод 6 третьей фазной обмотки двигателя 1 подключен к точке соединения вторых выводов симисторов 8 и 9, К точке соединения вторых выводов симисторов 8 и 9 подключены первые выводы по переменному току первого 10 и второго 11 диодных мостов. Вторые выводы мостов 10 и 11 через первый 12 и второй 13 резисторы соответственно присоединены к управляющим электродам первого 8 и второго 9 симисторов. Катодный вывод первого диодного моста 10 соединен с анодом оптотиристора первого оптронэ

14, катод данного оптотиристора подключен к анодному выводу мостг 10, Катодный вывод второго диодного моста 11 соединен с анодом оптотиристора второго оптрона

15. Катод данного оптотиристора соединен с анодным выводом диодного моста 11. Катод светодиода первого оптрона 14 соединен с анодом светодиода второго оптрона

15, Катод светодиода второго оптрона 15 подключен к первому выводу конденсатора

16, Анод светодиода первого оптрона 14 соединен с вторыми выводами конденсатора 16, который подключен к зажиму 17 для подключения к нулю сети питания, Первый вывод 2 двигателя 1 соединен с катодом диода 18. Анод диода 18 через третий резистор 19 соединен с катодом светодиода третьего оптрона 20. Первый вывод ключа управления 21 соединен с выводом 3 фазной обмотки двигателя 1. Второй вывод ключа управления 21 соединен с анодом светодиода и катодом оптотиристора третьего оптрона 20 и катодом оптотиристора четвертого оптрона 22. Вывод 4 фазной обмотки двигателя 1 подключен к аноду светодиода четвертого оптрона 22. Кэтодданного светодиода через четвертый резистор 23 соединен с катодом третьего оптронэ 20. К аноду оптотиристора оптрона 22 подключен катод динистора 24. Анод последнего через пятый резистор 25 подключен к точке соединения первого вывода конденсатора 16 с катодом светодиода оптрона 15.

Электропривод работает следующим образом, При приложении к выводам 2 — 4 трехфазного напряжения с прямым чередованием фаз АВС и разомкнутом ключе управления 21 светодиоды оптронов 20 и 22 током не обтекаются и оптотиристоры данных оптронов закрыты. Симисторы 8 и 9 в данном случае также закрыты, поскольку на конденсаторе 16 напряжение, необходимое для создания в них тока, отсутствует. При замыкании ключа управления 21 полуволны линейного напряжения, снимаемого с выводов 3 и 4, прикладываются к светодиоду

55 оптрона 20. Оптотиристор данного оптрона открывается, обеспечивая протекание тока по цепи от вывода 4 через светодиод оптрона 22, резистор 23, оптотиристор оптрона 20 к выводу 3. При наличии тока в светодиоде оптрона 22 открывается фототиристор данного оптрона и полуволны напряжения вывода 3 и зажима 17 прикладываются через динистор 24 и резистор 25 к конденсатору

16. На последнем однополупериодное напряжение сглаживается и подается на светодиоды оптронов 14 и 15. Отпирание оптотиристоров оптронов 14 и 15 обеспечивает коммутацию цепей управления симисторов 8 и 9. Симисторы 8 и 9 отпираются и по обмоткам двигателя 1 течет ток, т.е. нагрузка оказывается под напряжением.

При исчезновении напряжения в одном из фазных полюсов источника питания электропривод работает следующим образом.

Например, в ходе работы двигателя исчезло напряжение на выводе 2, При этом светодиод оптронэ 20 током обтекаться не может.

Оптотиристор данного оптрона запирается.

При запирании оптотиристора оптрона 20 прекращается ток по светодиоду оптрона

22, оптотиристор которого запирается. При запертом оптотиристоре оптрона 22 на конденсатор 16 не подается напряжение, светодиоды оптронов 14 и 15 не обтекаются током и их фототиристоры также отключаются, разрывая цепь управления симисторов 8 и 9. Симисторы 8 и 9 запираются и двигатель 1 обесточивается. Аналогичная ситуация происходит и при исчезновении напряжения на выводе 3. При исчезновении напряжения на выводе 4 светодиод оптрона

20 обтекается током, однако фототиристор данного оптрона заперт ввиду отсутствия напряжения на выводе 4.

Таким образом, при исчезновении напряжения любого из фазных полюсов источника питания двигатель 1 автоматически отключается от сети.

Электропривод контролирует чередование фаз на выводах 2 — 4. Так, при приложении к выводам 2 — фазы А, 3 — фазы В, 4— фазы С (прямое чередование фаз) и замкнутом ключе управления 21 через светодиод оптрона 20 протекают полуволны тока го, а через светодиод оптрона 22 протекают полуволны тока i22.

Оптотиристор оптрона 22 пропускает полуволны фазного напряжения вывода 3 и зажима 17. В результате этого на конденсаторе 16 формируется напряжение U16, которое определяет протекание по светодиодам оптронов 14 и 15 тока управления iy (фиг, 2).

При протекании через светодиоды оптронов 14 и 15 тока оптотиристоры данных

1760619 оптронов отпирают симисторы 8 и 9, которые коммутируют фазные обмотки двигателя 1 в "звезду" по описанной технологии.

При приложении к выводам 1 — фазы А, 2 — фазы С, 3 — фазы В (обратное чередова- 5 ние фаз) схема управления электроприводом при замкнутом ключе управления 21 работает следующим образом, Через светодиод оптрона 20 течет ток!го. Через светодиод оптрона 22 протекание тока Izz 10 ограничено фазовым сдвигом и составляет лишь часть полупериода, что определяет отпирание оптотиристора с фазовым углом порядка 170 . При этом амплитуда напряжения коммутируемой полуволны минимальна 15

Наин и не превышает 1 0 В (при фазном напряжении источника питания 220 В). Поскольку напряжение переключения Uzg динистора 25 выше минимальной амплитуды коммутируемой полуволны фазного на- 20 пряжения, на конденсатор 16 напряжения не поступает, что препятствует формированию тока управления i> в режиме обратного чередования фаз.

Электропривод может быть реализован 25 в сетях 380 В для электродвигателя мощностью 0,27 кВт и выше.

В качестве симисторов 8 и 9 применены симисторы типа КУ208Т, Выпрямительные мосты 10 и 11 — типа КЦ 405А. Оптроны 14, 30

15 20 и 22 — типа ТО 6,3 — 6. Диод 18 — Д226Б.

Динистор 24 — типа КН 102 Г. Конденсатор 16 — типа 20,0 мкФ Х 400 В. Резисторы 12 и 13 — типа МЛТ-2 1,5 кОм, Резисторы

19, 23 и 25 — ПЭВР— 10 10 — 15 кОм. 35

Асинхронный электродвигатель электропривода может быть включен только при прямом чередовании фаз и автоматически отключается при обрыве любой из фаз. Это делает возможным применение данного 40 электропривода в технологических системах, предусматривающих возможность контроля как аварийных ситуаций при неполнофазных режимах источника питания, так и работы при определенном чере- 45 довании фаз.

Электропривод применим в установках легкой промышленности, передвижных строительных установках, в устройствах с определенным направлением вращения 50 электродвигателей.

Формула изобретения

Электропривод, содержащий трехфазный асинхронный электродвигатель, одни

55 выводы обмотки которого предназначены для подключения к сети питания, другие выводы первой и второй фазной обмотки присоединены соответственно к одним выводам первого и второго симисторов, другие выводы которых объединены в общую точку и присоединены к другому выводу третьей фазной обмотки электродвигателя, четыре резистора, два диодных моста, два оптрона, аноды оптотиристоров которых соответственно присоединены к катодным выводам первого и второго диодных мостов, анодные выводы которых присоединены соответственно к катодам оптотиристоров первого и второго оптронов, одни выводы диодных мостов по переменному току объединены и присоединены к общей точке соединения других выводов симисторов, другие выводы по переменному току первого и второго диодных мостов соответственно через первый и второй резисторы присоединены к управляющим электродам первого и второго симисторов, катод и анод светодиодов первого и второго оптронов объединены, ключ управления, конденсатор, диод и динистор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения, введены третий и четвертый оптроны, пятый резистор, один вывод третьего резистора соединен с анодом диода, катод которого присоединен к одному выводу первой фазной обмотки электродвигателя, другой вывод третьего резистора соединен с катодом светодиода третьего оптрона, анод которого присоедиН8Н к катодам оптотиристоров соответственно третьего и четвертого оптронов и одному выводу ключа управления, другой вывод которого присоединен к одному выводу второй фазной обмотки электродвигателя, к одному выводу третьей фазной обмотки которого присоединен анод светодиода четвертого оптрона, катод которого через четвертый резистор соединен с анодом оптотиристора третьего оптрона, анод оптотиристора четвертого оптрона соединен с катодом динистора, анод которого соединен с одним выводом пятого резистора, другой вывод которого присоединен к катоду светодиода второго оптрона и одному выводу конденсатора, другой вывод которого присоединен к аноду светодиода первого оптрона и снабжен зажимом для присоединения к нулю сети питания, 1760619

Ь

Ъ

Ъ

> й) ) ®

1

Ъ с

Ь F(j ъ ъ .

С ч

Составитель В. Соколов

Редактор M. Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор Т. Палии

Заказ 3192 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101