FI71447C

FI71447C - ANORDINATION FOR OVERHEADING WITH ASYNCHRONOUS MOTOR WITH LIKSTROEMSBROMSNING

Info

Publication number: FI71447C
Application number: FI812588A
Authority: FI
Inventors: Aarno Artturi Ahola
Original assignee: Saehkoe Ky Ak
Priority date: 1981-08-21
Filing date: 1981-08-21
Publication date: 1986-12-19
Also published as: FI71447B; FI812588L

Description

1 714471 71447

Laite epätahtimoottorin valvomiseksi tasavirtajarrutuksessaDevice for monitoring an asynchronous motor during DC braking

Keksinnön kohteena on laite epätahtimoottorin valvomiseksi tasavirtajarrutuksessa, jolloin tasavirtaa on vaih-5 tovirran syötön katkaisemisen jälkeen sovitettu syötettäväksi moottorin kahteen napaan, ja jolloin jarrutusaika on sovitettu määrättäväksi moottorin kolmanteen napaan roottorin pyöriessä indusoituvaa roottorin pyörimisnopeuteen verrannollista jännitettä seuraamalla.The invention relates to a device for monitoring an asynchronous motor in direct current braking, the direct current being adapted to be supplied to the two poles of the motor after switching off the AC supply, and the braking time being adapted to be determined at the third pole of the motor in proportion to the induced rotor speed.

10 Aiemmin tunnetuissa ratkaisuissa jarrutusaika perus tuu esivalintaan. Toiminta voi olla tiettyyn aikavakioon perustuva tai nk. kierrosvahdilla tapahtuva. Kaikkien näiden tunnettujen ratkaisujen epäkohtana on niiden monimutkaisuus ja kalleus sekä se, että ne eivät ota huomioon esim. 15 työstökoneiden muuttuvia nopeuksia ja massoja, jolloin jarrutus voi joissain tilanteissa olla turhaan päällä. Esimerkkinä muuttuvista massoista voidaan mainita lingot, myllyt yms. joiden täyttöaste voi vaihdella huomattavastikin.10 In previously known solutions, the braking time is based on preselection. The operation can be based on a certain time constant or on a so-called revolutionary basis. The disadvantage of all these known solutions is their complexity and high cost, as well as the fact that they do not take into account, for example, the variable speeds and masses of 15 machine tools, so that braking can be unnecessarily on in some situations. Examples of variable masses are centrifuges, mills, etc., the degree of filling of which can vary considerably.

Esimerkkeinä aiemmin tunnetuista ratkaisuista voi-20 daan mainita DE-hakemusjulkaisussa 2 035 004, DE-kuulutus-julkaisussa 1 148 320, US-patenttijulkaisussa 4 115 727 ja US-patenttijulkaisussa 3 872 363 esitetyt ratkaisut. Em. ratkaisujen epäkohtana on niiden monimutkaisuus ja se että niitä voidaan soveltaa ainoastaan tiettyihin moottoreihin.Examples of previously known solutions are those described in DE-A-2,035,004, DE-A-1,148,320, U.S. Pat. No. 4,115,727 and U.S. Pat. No. 3,872,363. Em. the disadvantages of the solutions are their complexity and the fact that they can only be applied to certain engines.

25 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laite, jolla ei ole em. tunnettujen ratkaisujen epäkohtia.The object of the invention is to provide a device which does not have the disadvantages of the above-mentioned known solutions.

Keksinnön perusideana on käyttää tasavirtajarrutuksessa automaattisesti syntyvää moottorin pyörimisen verrannollista tietoa, jolloin kalliita kierrosvahteja yms. kom-30 ponentteja ei tarvita.The basic idea of the invention is to use the proportional motor rotation information generated automatically in DC braking, in which case expensive speed monitors and the like are not required.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on täsmällisesti sanottuna tunnusomaista se, että vaihtovirran syöttöä ohjaava kytkin on avautuessaan sovitettu sulkemaan kytkimen pulssin johtamiseksi tarkkailupiirille, joka on sovitettu 35 kytkemään tasavirralla syötettävät navat vastusten kautta 71447 2 yhteen pisteessä ja joka tarkkailupiiri on sovitettu tarkkailemaan tasavirralla syötettävien napojen yhdistyspisteen ja moottorin kolmannen navan välillä kelluvaa jännitettä kytkentäpiirin avulla, joka käsittää releen ja kondensaat-5 torin, jotka on kytketty rinnan sekä niiden kanssa sarjaan kytketyn sopivan kynnysjännitteen omaavan diodin ja että tarkkailupiiri on sovitettu sulkemaan tasavirran syöttöä ohjaavan kytkimen, joka on samanaikaisesti sovitettu kytkemään moottorin navat tarkkailupiiriin ja pitämään sen sul-10 keutuneena kunnes jännite tasavirralla syötettävien napojen yhdistyspisteen ja kolmannen navan välillä on halutulla tasolla.Specifically, the device according to the invention is characterized in that, when opened, the switch controlling the AC supply is adapted to close the switch to conduct a pulse to a monitoring circuit adapted to connect the DC terminals a floating voltage between the terminals by means of a switching circuit comprising a relay and a capacitor-5 connected in parallel with a diode having a suitable threshold voltage connected in series and the monitoring circuit adapted to close the DC supply control switch simultaneously adapted to connect the motor its sul-10 boiled until the voltage between the connection point of the DC-supplied terminals and the third terminal is at the desired level.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen etuna on ennen kaikkea sen yksinkertaisuus ja soveltuvuus erilaisil-15 le moottoreille. Moottori voi nimittäin olla esim. tähti-, kolmio- tai ns. Dahlander-kytketty ja jopa useammalla käämityksellä varustettu. Lisäksi keksinnön etuna on sen joustavuus. Moottorin kierrokset voidaan pudottaa massoista ja kierrosnopeuksista riippumatta johonkin vakionopeuteen tai 20 täydelliseen pysähtymiseen asti. Jarruttava tasavirta ei keksintöä hyväksikäytettäessä voi koskaan olla turhaan kytkeytyneenä, vaan ainoastaan niin kauan kuin on tarpeellista.The advantage of the method and device according to the invention is above all its simplicity and suitability for various motors. Namely, the motor can be, for example, a star, a triangle or a so-called Dahlander-connected and even equipped with multiple windings. Another advantage of the invention is its flexibility. The engine speed can be dropped to a constant speed or 20 complete stops, regardless of the masses and speeds. When exploiting the invention, the braking DC current can never be switched on unnecessarily, but only for as long as is necessary.

Keksintöä tarkastellaan seuraavassa lähemmin liitteenä olevan piirustuksen avulla, joka esittää yhtä keksin-25 nön mukaista suoritusmuotoa.The invention will now be examined in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows one embodiment of the invention.

Piirustuksen ratkaisussa moottoria 1 käytetään normaalisti kelakytkimen k1 kautta napoihin L1, L2 ja L3 syötetyn vaihtovirran avulla. Tässä vaiheessa kytkimet k2 ja k ovat luonnollisesti avoinna. Moottoria käytettäessä em.In the solution of the drawing, the motor 1 is normally driven by the alternating current supplied to the terminals L1, L2 and L3 via the coil switch k1. At this point, switches k2 and k are naturally open. When using the engine, the above

30 tavalla varautuu kondensaattori C2 vastuksien ja R^ sekä diodien D2 ja kautta. Esimerkkiarvoina komponenteille piirustuksen esittämässä tapauksessa voidaan antaa seuraa-vat arvot, kondensaattori C2 0,47 ^u,F, vastukset R3 10k.fl ja R^j 56/1.In 30 ways, capacitor C2 is charged through resistors and R1 and diodes D2 and. As exemplary values for the components in the case shown in the drawing, the following values can be given, capacitor C2 0.47, F, resistors R3 10k.fl and Rf 56/1.

35 Siirryttäessä jarrutusvaiheeseen vaihtovirtaa syöttä vä kytkin k^ avataan, jolloin kytkin k sulkeutuu. Kytkimien 71447 3 ja k välistä yhteyttä ei ole merkitty kuvioon, mutta se voidaan toteuttaa useallakin sinänsä tunnetulla tavalla. Kytkimen k sulkeutuessa purkautuu kondensaattoriin varastoitunut energia pulssin muodossa releelle d^, joka ve-5 tää. Rele d,j on sovitettu aikaansaamaan kytkimen k-2 vetämisen (ei esitetty piirustuksessa), jolloin tasavirtalähde kytkeytyy moottorin napoihin ja L^. Tällöin moottoriin 1 syötetään tasavirtaa, jossa sinänsä tunnetulla tavalla on seurauksena pyörivän roottorin jarruuntuminen. Piirustuk-10 sessa on kuvattu juuri tämä vaihe, jolloin kytkin k1 on auki ja kytkimet k ja k2 kiinni.35 When entering the braking phase, the AC supply switch k ^ is opened, whereby the switch k is closed. The connection between switches 71447 3 and k is not indicated in the figure, but it can be implemented in several ways known per se. When the switch k is closed, the energy stored in the capacitor is discharged in the form of a pulse to the relay d 1, which drives. The relay d, j is adapted to cause the switch k-2 to be pulled (not shown in the drawing), whereby the direct current source is connected to the motor terminals and L 1. In this case, a direct current is supplied to the motor 1, which in a manner known per se results in the braking of the rotating rotor. The drawing illustrates precisely this step in which the switch k1 is open and the switches k and k2 are closed.

Roottorin pyöriessä massavoimien ansiosta ja samalla jarruuntuessa kuten edellä on todettu, indusoituu moottorin napaan roottorin pyörimiseen verrannollinen jännite.As the rotor rotates due to mass forces and at the same time braking as noted above, a voltage proportional to the rotation of the rotor is induced at the motor hub.

15 Tässä ratkaisussa on käytetty hyväksi ainoastaan jännitteen tehollisarvoa, mutta myös taajuuden seurantaan perustuva ratkaisu on luonnollisesti mahdollinen.15 In this solution only the rms value of the voltage has been utilized, but a solution based on frequency monitoring is of course also possible.

Em. jännitettä seurataan tarkkailupiirin T avulla. Esimerkin ratkaisussa tarkkailupiiri on muodostettu vastuk-20 sista R.j ja R2 , releestä d^ , diodeista , D4, ja kondensaattorista C.j , jotka on kytketty piirustuksen esittämällä tavalla. Esimerkkiarvoina komponenteille voidaan mainita jälleen seuraavat arvot: vastukset R^ ja R2 820.il ja kondensaattori C.j 100/O/F. Rele d^ on luonnollisesti tässä vai-25 heessa vetäneessä tilassa kondensaattorista Cj purkautuneen pulssin ansiosta. Em. kytkentä tuntee :stä saatavan roottorin kierrosnopeuteen verrannollisen jännitteen, joten se itse asiassa seuraa roottorin pyörimistä. Roottorin pysähtyessä jännite napojen ja L·^ yhdistyspisteessä 2 ja 30 navan välillä on nolla, jolloin rele d, ja samalla kytkin k2 avautuvat, jolloin tasavirtalähde kytkeytyy irti navoista ja L^. Tämän jälkeen voidaan moottori esim. käynnistää uudelleen sulkemalla kytkin k^, jolloin kytkin k samalla avautuu.Em. the voltage is monitored by the monitoring circuit T. In the solution of the example, the monitoring circuit is formed of resistors R.j and R2, relays d1, diodes, D4, and capacitor C.j, which are connected as shown in the drawing. As exemplary values for the components, the following values can again be mentioned: resistors R1 and R2 820.il and capacitor C.j 100 / O / F. The relay d 1 is, of course, in this pulled state at this stage due to the pulse discharged from the capacitor C 1. Em. the coupling senses a voltage proportional to the rotor speed obtained from, so it actually follows the rotation of the rotor. When the rotor stops, the voltage between the terminals and L · ^ at the connection point 2 and 30 is zero, whereby the relay d, and at the same time the switch k2 opens, whereby the DC power supply is disconnected from the terminals and L ^. After this, the motor can be restarted, for example, by closing switch k ^, whereby switch k opens at the same time.

35 Tässä yhteydessä tulee huomata, että moottoria ei luonnollisestikaan tarvitse jarruttaa pysähdyksiin asti, 71447 4 vaan jarruttaminen voidaan helposti suorittaa tiettyyn kierrosnopeuteen, jonka jälkeen jarruttava tasavirtalähde kytketään irti. Tämä johtuu siitä, että napaan indusoituva jännite on tarkasti riippuvainen roottorin kierrosno-5 peudesta, jolloin esim. rele d^ on helppo saada reagoimaan kun jännite on laskenut ennaltamäärättyyn arvoon.35 In this connection, it should be noted that, of course, the motor does not need to be braked to a standstill, 71447 4, but braking can easily be carried out at a certain speed, after which the DC power supply to be braked is disconnected. This is due to the fact that the voltage induced at the hub is precisely dependent on the speed of rotor speed 5, whereby, for example, the relay d 1 is easy to react when the voltage has dropped to a predetermined value.

Oheisessa piirustuksessa on kuvattu esimerkkinä ns. reletoteutus, mutta keksintö ei kuitenkaan rajoitu tähän. Vastaava toiminta voidaan patenttivaatimuksen määrittele-10 missä puitteissa toteuttaa esim. elektronisesti useallakin eri tavalla. Tällöin esim. kytkinten ei tarvitse olla ns. kelakytkimiä vaan mitä tahansa tunnettuja kytkimiä ja vastaavia komponentteja voidaan käyttää.In the accompanying drawing, the so-called relay implementation, but the invention is not limited thereto. Within the framework defined by the claim, the corresponding function can be implemented e.g. electronically in several different ways. In this case, for example, the switches do not have to be so-called. coil switches but any known switches and similar components can be used.

Claims

71447 Claim: Apparatus for monitoring an asynchronous motor in direct current braking, wherein the direct current is arranged to be supplied to the two poles (L2 / L3) of the motor (1) after switching off the alternating current supply, and the braking time is adapted to be determined at the third pole (L 1) monitoring the voltage induced by the rotor rotation in proportion to the rotor speed, characterized in that the switch (k1) controlling the supply of alternating current is adapted to close to switch the pulse to conduct a pulse to the monitoring circuit (T), which is adapted to connect the L ) through resistors (1 * 2, Rj) at point (2) and which monitoring circuit 15 (T) is adapted to monitor the voltage floating between the connection point (2) of the DC input terminals L3) and the third terminal (L ^) of the motor (1) by means of a relay (d 1) and a capacitor (C1) connected in parallel and in series with them 20 k a suitable threshold voltage diode (D 1) and that the monitoring circuit (T) is adapted to close the DC supply control switch (k2) »which is simultaneously adapted to connect the motor terminals (L 1, L 2) to the monitoring circuit (T) and hold it closed until the voltage 25 between the connection point (2) of the DC-supplied terminals (L2, L1) and the third terminal (L1) is at the desired level.