ITMI971562A1 - Dispositivo per l'arresto rapido di motori elettrici,in particolare azionanti macchine per la deformazione plastica - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

“DISPOSITIVO PER L’ARRESTO RAPIDO DI MOTORI ELETTRICI, IN PAR-TICOLARE AZIONANTI MACCHINE PER LA DEFORMAZIONE PLASTICA."

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione concerne un dispositivo per l’arresto rapido di motori elettrici. In particolare il dispositivo dell’invenzione può essere applicato a motori asincroni trifasi che azionano macchine da banco per lavorazioni per deformazione plastica.

E’ attualmente molto sentita la necessità di poter frenare in modo energico e preciso, motori elettrici azionanti macchine da banco che effettuano lavorazioni per deformazione plastica. In particolare, tale esigenza si manifesta nel campo delle presse ad eccentrico, azionate da motori asincroni trifase.

Per la frenatura di tali motori asincroni trifase vengono utilizzati complessi freni meccanici i quali sono poco precisi e soggetti ad usura e che pregiudicano pertanto l’affidabilità della pressa stessa.

Oltre a tali freni sono anche impiegati sistemi di frenatura elettronici, che si basano generalmente sull’inversione di due fasi del motore asincrono.

Tale tipo di frenatura essendo eccessivamente brusca non è in particolare applicabile alle macchine da banco, come ad esempio, presse ad eccentrico applicazione che viceversa, costituisce il campo di utilizzazione preferenziale, ma non esclusiva, del dispositivo della presente invenzione.

Compito della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo per l’arresto rapido di un motore asincrono trifase, in particolare azionante una macchina da banco per lavorazioni di deformazione plastica, quale ad esempio una pressa ad eccentrico, che possa essere variamente configurato per frenare il motore asincrono trifase con estrema precisione, sia per arresti non molto frequenti, sia per arresti molto frequenti.

Nell'ambito di tale compito, uno scopo principale della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo elettronico per l'arresto rapido di motori asincroni trifasi, il quale sia di realizzazione molto semplice e di grande affidabilità.

Inoltre, tale dispositivo elettronico, per l'arresto rapido di motori asincroni trifasi, può essere applicato, con operazioni di cablaggio minime, pressoché a tutti i motori asincroni trifasi esistenti.

Infine, il dispositivo elettronico in oggetto, grazie all’impiego di componenti elettronici allo stato solido, non richiede alcuna manutenzione e può essere costruito a costo competitivo, utilizzando componenti facilmente reperibili sul mercato.

Tali risultati vengono raggiunti da un dispositivo elettronico per l'arresto rapido di motori asincroni trifasi, in particolare per razionamento di presse ad eccentrico, detti motori essendo alimentati da una linea trifase mediante un contattore di comando, caratterizzato dal fatto che ai morsetti del motore asincrono trifase sono collegati mezzi circuitali pilotati dalla tensione residua del motore ed atti a cortocircuitare, ad un istante prefissato, il motore stesso così da causarne l’arresto rapido.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno più evidenti attraverso un esame della seguente descrizione, fatta a titolo illustrativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista in prospettiva di una pressa ad eccentrico, la quale costituisce un esempio di macchina per lavorazione mediante deformazione plastica alla quale può essere applicato il dispositivo dell'invenzione;

la figura 2 rappresenta lo schema circuitale di una prima possibile forma di realizzazione del dispositivo di arresto rapido secondo l’invenzione;

la figura 3 rappresenta lo schema circuitale di una seconda possibile forma di realizzazione del dispositivo di arresto rapido secondo l’invenzione; e la figura 4 rappresenta lo schema circuitale di una terza possibile forma di realizzazione del dispositivo di arresto rapido secondo l’invenzione.

Nella seguente descrizione si farà riferimento ad alcune realizzazioni preferenziali della presente invenzione, illustrate a titolo d'esempio non limitativo delle possibili varianti dell’invenzione, che rientrino nell'ambito delle rivendicazioni allegate.

In primo luogo si osservi che il campo preferenziale, ma non esclusivo, del dispositivo secondo l’invenzione è quello delle macchine da banco per lavorazioni di deformazione plastica. Un esempio di tali macchine da banco è costituito dalla pressa ad eccentrico rappresentata in prospettiva in figura 1 .

Secondo lo schema circuitale rappresentato in figura 2, si osserva che il dispositivo per l’arresto rapido 1 è collegato ai morsetti R’, S' e T di un motore asincrono trifase M . Il motore M può essere, secondo l’esempio sopra illustrato, quello azionante la pressa ad eccentrico della figura 1.

Il motore asincrono trifase M è alimentato dalle fasi di rete R, S, T attraverso un contattore RM in modo noto.

Secondo il concetto portante dell’invenzione, il motore M viene arrestato sfruttando la tensione residua del motore, ossia quella tensione sviluppata dal motore, nel momento in cui, aprendo i contatti del contattore RM viene tolta al motore stesso la tensione di alimentazione. Ciò avviene in particolar modo quando si desidera procedere alla frenatura del motore.

In tale operazione, il motore continuerà a girare per qualche istante, fino all’esaurimento dell’inerzia accumulata durante la sua marcia così da sviluppare la suddetta tensione residua.

Più specificatamente, nella realizzazione di figura 2, la tensione residua pilota un ponte raddrizzatore trifase, comprendente i diodi D1, D2, D3, D4, D5, D6 e come risulterà chiaro all’esperto del ramo, l'energica operazione di frenatura, che causa l’arresto pressoché istantaneo del motore, sarà ottenuta alla cortocircuitazione del ponte raddrizzatore trifase, tramite il contatto ausiliare RM’ del contattore RM.

Inoltre, la configurazione a ponte raddrizzatore trifase consente di cortocircuitare la tensione residua del motore M, tramite un solo contatto.

Il diodo D7 all’uscita del ponte raddrizzatore trifase serve, in modo noto, come limitatore di possibili eccessivi picchi di tensione.

La forma di realizzazione di figura 2, circuitalmente molto semplice, è specificatamente adatta per fornire, come si è detto, un’energica azione frenante, per l'arresto pressoché istantaneo, per applicazioni in cui tale azione frenante è richiesta in interventi non molto frequenti.

Un’altra forma del dispositivo frenante secondo l’invenzione è illustrata in figura 3.

La forma di realizzazione della figura 3 è analoga alla forma di realizzazione di figura 2, poiché anch’essa utilizza, collegato ai morsetti del motore, il ponte trifase: in tale forma di realizzazione, tuttavia, come elemento di cortocircuitazione viene impiegato un diodo controllato al silicio (SCR), il quale ha il proprio anodo collegato ai catodi comuni dei diodi D1, D3, D5, ed il proprio catodo collegato agli anodi comuni dei diodi D2, D4, D6 del ponte.

In questa forma di realizzazione, la tensione residua del motore M sarà cortocircuitata, tramite il diodo controllato al silicio SCR il quale viene innescato tramite il suo elettrodo di gate G, attraverso il convenzionale resistore di limitazione RG ed il contatto ausiliare di RM‘ del contattore: in questo modo, essendo l’usura del contatto ausiliario RM’ eliminata in modo statico dal diodo SCR, è possibile ottenere un numero sensibilmente elevato di frenature molto precise.

Il diodo D7 anche in questo caso ha una funzione di limitazione dei picchi di tensione eccessivi che dovessero verificarsi, come nella forma di realizzazione precedente.

Infine con riferimento alla figura 4 una ulteriore forma di realizzazione del dispositivo frenante secondo l'invenzione prevede ancora l'impiego di un ponte raddrizzatore costituito dai diodi D1, D3, D5, D2, D4, D6, a cui è applicata la tensione residua del motore che viene cortocircuitata nel seguente modo: chiudendo il contatto ausiliario RM', si alimenta, attraverso il resistore RS e il diodo Zener DZ, il relè R1, il quale, in presenza di tensione, si ecciterà permettendo tramite il contatto R1, di portare tensione di innesco all’elettrodo di gate G dell’SCR, così da cortocircuitare totalmente tutta la tensione presente ai capi del ponte raddrizzatore trifase.

In tal modo, l’intervallo di tempo che passa dalla chiusura di R1 all’innesco del diodo controllato al silicio è sufficiente per ottenere una frenatura più dolce, conferendo al circuito la proprietà di effettuare, in modo affidabile, un numero elevatissimo di interventi di arresto.

Anche in questo caso, il diodo D7 funge da limitatore di tensione come nelle forme realizzative precedenti.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo elettronico per l’arresto rapido di motori asincroni trifasi, in particolare per lazionamento di presse ad eccentrico, detti motori essendo alimentati da una linea trifase mediante un contattore di comando, caratterizzato dal fatto che ai morsetti del motore asincrono trifase sono collegati mezzi circuitali pilotati dalla tensione residua del motore ed atti a cortocircuitare, ad un istante prefissato, il motore stesso così da causarne l’arresto rapido.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i citati mezzi circuitali comprendono un ponte raddrizzatore trifase, pilotante in uscita un diodo controllato al silicio per la cortocircuitazione, innescato attraverso il contatto ausiliario del contattore.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che i citati mezzi circuitali comprendono un ponte raddrizzatore trifase, pilotante in uscita un diodo controllato al silicio per la cortocircuitazione, inseribile tramite il contatto ausiliare del contattore, essendo previsti mezzi di ritardo dell’innesco del tiristore.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi di ritardo dell’innesco comprendono un ramo circuitale, collegato in parallelo al diodo controllato al silicio ed includente un tiristore ed un diodo Zener, tra loro collegati in serie tra loro, ed un relè, collegato ai capi del diodo Zener ed avente un proprio contatto, collegato in serie all'elettrodo di gate del tiristore.
5. 5. Dispositivo elettronico di frenatura, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i citati mezzi circuitali comprendono un ponte raddrizzatore trifase, cortocircuitabile istantaneamente attraverso un contatto ausiliare del contattore.
6. 6. Dispositivo secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che all'uscita del ponte raddrizzatore trifase è collegato un diodo limitatore di tensione.