CS254264B1

CS254264B1 - Connection for contactless start-up and braking of a three-phase asynchronous electric motor with a short-circuit armature

Info

Publication number: CS254264B1
Application number: CS841191A
Authority: CS
Inventors: Milan Soucek; Karel Kutina
Original assignee: Milan Soucek; Karel Kutina
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS119184A1

Abstract

Očelem zapojení je použití polovo dičových prvků namísto stykačů, snížení energické náročnosti při brzdění motoru a využití elektromotoru jako odrušova- cího prvku. Uvedeného účelu se dosáhne zapojením tří triaků do hvězdy v uzlu elektromotoru a použitím těchto triaků jako tyristorů pomocí usměrněného řídi cího napětí. Brzdicí účinek se dále zvy šuje čtvrtým triakem, který v režimu brzdění zkratuje nezapojené vinutí elektromotoru a indukovaný proud vyvolá vá v rotoru sílu působící proti směru otáčení rotoru. Zapojení lze uplatnit při ovládání asynchronních třífázových elektromotorů o téměř libovolném výkonu tam, kde je žádoucí brzké uvedení stroje do klidu od okamžiku vypnutí stroje.The purpose of the connection is to use semiconductor elements instead of contactors, reduce the energy consumption during motor braking and use the electric motor as an interference suppression element. The stated purpose is achieved by connecting three triacs in a star at the electric motor node and using these triacs as thyristors using a rectified control voltage. The braking effect is further increased by a fourth triac, which in braking mode short-circuits the unconnected winding of the electric motor and the induced current causes a force in the rotor acting against the direction of rotation of the rotor. The connection can be used when controlling asynchronous three-phase electric motors of almost any power where it is desirable to bring the machine to a standstill quickly from the moment the machine is switched off.

Description

Vynález se týká zapojení pro bezkontaktní rozběh a zabrzdění třífázového asynchronního elektromotoru s kotvou nakrátko pro pohon vrtaček a podobných obráběcích strojů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a circuit for contactless start-up and braking of a three-phase asynchronous squirrel-cage electric motor for driving drills and similar machine tools.

Doposud se pro rozběh asynchronního třífázového elektromotoru s kotvou nakrátko u vrtaček a podobných obráběcích strojů používá převážně zapojení se stykači. Pro brzděni se používá bud brzdových elektromotorů/nebo brzdění stejnosměrným proudem. Doposud používaná zapojení stejnosměrné brzdy mají nízkou energetickou účinnost v důsledku značných ztrát na omezovačích odporech. V současné době je ovládací zařízení v nepříznivé ekonomické relaci vůči samotnému motoru.Until now, the use of contactors is mainly used to start up an asynchronous three-phase short-armature electric motor in drills and similar machine tools. Either braking electric motors or DC braking are used for braking. The DC brake circuit used up to now has low energy efficiency due to considerable losses in the limiting resistors. Currently, the control device is in an unfavorable economic relation to the engine itself.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k výstupním svorkám statorového vinuti třífázového asynchronního elektromotoru jsou připojeny první hlavní elektrodou první, druhý a třetí triaky jejichž druhé hlavní elektrody jsou navzájem spojeny. Mezi řídicí elektrodu prvního triaku a řídicí elektrodu druhého triaku je zapojena sériová kombinace diody k níž je paralelně připojen první spínač a druhého spínače, zatímco mezi řídicí elektrodu druhého triaku a řídicí elektrodu třetího triaku je zapojen třetí spínač.These disadvantages are overcome by the circuit according to the invention, characterized in that first, second and third triacs are connected to the output terminals of the stator winding of a three-phase asynchronous electric motor, the second main electrodes of which the second main electrodes are connected to each other. Between the first triac control electrode and the second triac control electrode, a serial diode combination is connected to which the first switch and the second switch are connected in parallel, while a third switch is connected between the second triac control electrode and the third triac control electrode.

Výhodou tohoto způsobu řešeni je, že pro spínání elektromotoru je použito levných polovodičových součástek, pro brzdění se použije část energie naakumulované v rotoru, nedochází k neužitečným ztrátám el. energie, není zapotřebí soustavy odrušovacích prvků a zařízení pro ovládání motoru je možno značně zminiaturizovat.The advantage of this method is that cheap electric semiconductor components are used for switching the electric motor, a part of the energy accumulated in the rotor is used for braking, there are no useless losses of electric power. energy suppression, there is no need for interference suppression systems, and the motor control device can be greatly miniaturized.

Na připojeném výkrese je schéma popisovaného zapojení.The attached drawing is a schematic of the described circuit.

Zdroj třífázového napětí je připojen přímo na svorkovnici elektromotoru 10. K výstupním svorkám statorového vinutí elektromotoru 10 jsou připojeny první hlavni elektrodou první, druhý a třetí triaky j>, ]_, 8^ jejichž druhé hlavní elektrody jsou navzájem spojeny. Mezi řídicí elektrodu prvního triaku a řídicí elektrodu druhého triaku 7_ je zapojena sériová kombinace diody k níž je paralelně připojen první spínač 1^ a druhého spínače g zatímco mezi řídicí elektrodu druhého triaku 7 a řídicí elektrodu třetího triaku je zapojen třetí spínač 2- Mezi první hlavní elektrodu třetího triaku g a vstupní svorku odpovídající statorové vinutí je zapojen hlavními elektrodami čtvrtý triak 9 mezi jehož řídicí elektrodu a druhou hlavní elektrodu je zapojen čtvrtý spínač 4. Konkrétní provedení spínačů není předmětem vynálezu a jejich ovládání je provedeno řídicí elektronikou.A three-phase voltage source is connected directly to the terminal block of the electric motor 10. The first, second and third triacs 8, 8, 8 of which the second main electrodes are connected to each other are connected to the output terminals of the stator winding of the electric motor 10. A serial diode combination is connected between the first triac control electrode and the second triac control electrode 7 to which the first switch 11 and the second switch g are connected in parallel, while a third switch 2- is connected between the second triac control electrode 7 and the third triac control electrode. the third triac electrode g and the input terminal corresponding to the stator winding is connected by the main electrodes of the fourth triac 9 between whose control electrode and the second main electrode is connected the fourth switch 4. A particular embodiment of the switches is not subject of the invention.

Po sepnutí spínačů j_, 2 a _3 se uvedou triaky 6, 7 a 8 do vodivého stavu a elektromotor se rozběhne. Při zastavení elektromotoru se rozpojí první spínač JL a třetí spínač 3, druhý spínač 2 se nechá sepnutý a sepne se čtvrtý spínač 4^. Třetím spínačem 2 ^se rozpojí třetí triak 8^, prvním spínačem _1 se vřadí do obvodu řídicích elektrod prvního triaku .6 a druhého triaku 7_ dioda 5, která řídicí napětí usměrní. První triak J5 a druhý triak 7_ jsou spínány pouze jednou půlvlnou střídavého napětí a propouští příslušnými vinutími elektromotoru pulsni proud se stejnosměrnou složkou. Tento proud vyvolává v elektromotoru brzdicí účinek. Sepnutím čtvrtého spínače £ se uvede čtvrtý triak 9 do vodivého stavu, zkratuje příslušné vinutí elektromotoru a vyvolává proud tekoucí tímto vinutím, který po dobu otáčení rotoru vyvolává sílu působící proti směru otáčení rotoru. Po zastavení motoru se uvedou všechny spínače do vypnutého stavu. Rušení vlivem přechodových jevů v polovodičích a jeho vyzařování do elektrorozvodné sítě odstraňuje elektromotor 10, který se v tomto případě chová jako téměř ideální odrušovací prvek.After switching the switches 1, 2 and 3, the triacs 6, 7 and 8 are brought into a conductive state and the electric motor is started. When the electric motor is stopped, the first switch 11 and the third switch 3 are opened, the second switch 2 is left closed and the fourth switch 41 is closed. By means of the third switch 2 ^{, the} third triac 8 ^is disconnected, a first switch 8 is connected to the control electrode circuit of the first triac 6 and the second triac 7 to a diode 5 which rectifies the control voltage. The first triac 15 and the second triac 7 are switched by only one half-wave alternating voltage and transmits a pulsed current with a DC component through the respective windings of the electric motor. This current causes a braking effect in the electric motor. By closing the fourth switch 8, the fourth triac 9 is brought into a conductive state, short-circuits the respective windings of the electric motor and generates a current flowing through this winding which during the rotation of the rotor exerts a force counteracting the direction of rotation of the rotor. When the engine is stopped, all switches are switched off. Interference due to transient phenomena in the semiconductors and its emission to the electricity grid is eliminated by the electric motor 10, which in this case acts as an almost ideal interference suppression element.

Zapojením mohou být vybaveny univerzální obráběcí stroje, jako jsou sloupové vrtačky, frézy apod. u kterých je žádoucí brzké uvedení stroje do klidu od okamžiku vypnutí stroje.Universal machine tools such as column drills, milling cutters, etc. can be equipped with wiring where early machine shutdown is desirable.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring for contactless start-up and braking of a three-phase asynchronous electric motor with a short armature, characterized in that the first, second and third triacs (6, 7, 8) are connected to the stator winding terminals of the three-phase asynchronous electric motor (10). the second main electrodes are connected to each other, wherein a series combination of a diode (5) is connected between the control electrode of the first triac (6) and the control electrode of the second triac (7) to which the first switch (1) and the second switch (2) are connected a third switch (3) is connected between the second triac control electrode (7) and the third triac control electrode (8).

Wiring according to claim 1, characterized in that a fourth triac (9) is connected by the main electrodes between the first main electrode of the third triac (8) and the input terminal of the corresponding stator winding of the three-phase asynchronous electric motor (10), whose control electrode and its second main the fourth switch (4) is connected to the electrode.