NO863943L - Fremgangsmaate og anordning til bremsing av en asynkronmotor. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en anordning til å

bremse en asynkronmotor ved å tilføre motorens feltviklinger en likestrøm oppnådd fra en vekselstrømkilde ved likeretting. ■

Tidligere kjente løsninger for bremsing av en asynkronmotor ved hjelp av en likestrøm tilført dennes feltviklinger er beskrevet i DE-OS 22 14 731 og 30 40 035. Ved disse løsninger blir varigheten av bremsingen basert på innstilling av bremsetiden, noe som fører til unøyaktig stans og omstilling av bremsetiden hvis motorens rotasjonshastighet og/eller den med rotoren forbundne svingmasse endres. Løsninger for å rydde de nevnte ulemper av veien er beskrevet f.eks. i

US-PS 4 392 098, DE-OS A1 31 10 841 og europeisk patentskrift A2 41 191, hvoretter styring av tilførselen av en bremsestrøm

til en burinduksjonsmotors feltviklinger utføres ved utnyttelse av frekvensen eller høyden av den i feltviklingen induserte spenning eller den i feltviklingen induserte strøm. Disse løsninger har ofte ført til forholdsvis kostbare tekniske utførelser med en flerhet av konstruksjonselementer.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en fremgangsmåte og en innretning som muliggjør regulert bremsing av asynkronmotorer uansett forandringer, i motorens rotasjonshastighet og/eller den med rotoren forbundne svingmasse, og som kan benyttes til å starte og bremse enfasede, tofasede eller flerfasede asynkronmotorer.

Oppfinnelsen er vesentligkarakterisert vedde trekk som er angitt i de medfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst ved utførelsesformer under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor

Fig. 1 viser et koblingsskjerna for en anordning til start

og bremsing av en trekantkoblet kortslutningsburmotor

som forsynes fra et trefasenett,

fig. 2 viser et koblingsskjerna for en anordning ifølge en

annen utførelsesform for oppfinnelsen til start og

bremsing av en trekantkoblet kortslutningsburmotor forsynt

fra et trefasenett,

fig. 3 viser et koblingsskjerna for en bremsestrøm-styreenhet

som inngår i anordningen ifølge fig. 2,

fig. 4 viser et koblingsskjerna for en anordning forsynt med

et sikkerhetsrelé og bestemt for tilkobling og styring av en bremsestrøm til en stjernekoblet kortslutningsburmotor forsynt fra et trefasenett,

fig. 5 viser et koblingsskjerna for en anordning til tilkobling og styring av en bremsestrøm til en kortslutningsburmotor

forsynt fra et tofasenett,

fig. 6 viser et koblingsskjerna for en anordning til tilkobling og styring av en bremsestrøm til en trekantkoblet kapasitetsmotor forsynt fra et enfasenett,

fig. 7 viser et koblingsskjerna for en anordning for tilkobling og styring av en bremsestrøm til en stjernekoblet kapasitetsmotor forsynt fra et enfasenett,

fig. 8 viser et koblingsskjerna for en anordning for tilkobling og styring av en bremsestrøm til en kapasitetsmotor

forsynt fra et enfasenett, og

fig. 9 viser kurveformen av en generatorspenning frembragt

ved utførelsen på fig. 1.

Tilsvarende komponenter har samme henvisningsbetegnelser på alle figurene.

Fig. 1 viser klemmer R, S, T, N på et trefasenett og delta-koblede feltviklinger 1, 2, 3 på en motor med burvikling.

For start av motoren blir klemmen S ved hjelp av en trykknapp-bryter 13 forbundet med klemmen N via en trykknapp-stoppbryter 14, en trykknapp-nødbryter 15, en kontakt 23 på et bremsestrøm-relé 28 og en spole 7 på et arbeidsstrømrelé 27, hvorved arbeidsstrømreléet reagerer, dets kontakt 8 åpnes og kontaktene 9, 10, 11 forbinder fasespenningene fra klemmene R, S, T med klemmene 6, 5, 4 på feltviklingene 1, 2, 3, samtidig som spolen 7 får en holdestrøm via kontaktene 14, 12, 15, 23. For bremsing av motoren blir holdekretsen for arbeidsstrømreléet 27 frakoblet med trykknapp-stoppbryteren 14 eller trykknapp-nødbryteren 15, hvorved arbeidsstrømreléet 27 blir utløst, og dets kontakter 9, 10, 11, 12 åpnet for å bryte motorens arbeidsstrøm, mens kontakten 8 sluttes for å tilkoble en vekselspenning som induseres i feltviklingene 1, 2, 3 ved hjelp av rest-magnetismen og rotasjonen av jernkjernen hos en kortslutningsrotor fra klemmene 4, 6 på to innbyrdes seriekoblede feltviklinger 1, 2 til en kapasitet 18 via en motstand 16 og en likeretter 17, samtidig som en spole 19 på bremsestrømreléet 28 er tilkoblet kapasitetens klemmer, hvorved bremsestrømreléet 28 reagerer, den klemme R på trefasenettet som tjener som bremse-strømkilde, blir via en diode 24 tilkoblet den ytre klemme 6 på de innbyrdes seriekoblede feltviklinger 1, 2 ved hjelp av en kontakt 20 samt via en diode 25 tilkoblet en annen ytterklemme 4 på de innbyrdes seriekoblede feltviklinger 1, 2,

og den felles klemme 5 for de innbyrdes seriekoblede feltviklinger 1, 2 blir ved hjelp av en kontakt 22 forbundet med bremsestrømkildens klemme N via en bremsestrøminnstiller 26.

En likestrøm som tilføres gjennom diodene 24, 25 i samme retning til motorens feltviklinger 1, 2, vedlikeholder en vekselspenning ved ytterklemmene på de innbyrdes seriekoblede feltviklinger 1, 2 under kortslutningsrotorens rotasjon, og samtidig også

en holdestrøm i bremsestrømreléet.28, en holdestrøm som kan stilles inn for forskjellige slags bremseprosesser ved hjelp av en holdestrøminnstiller 16 for holdestrømreléet 28 og/eller bremsestrøminnstilleren 26 slik at bremsestrømreléet 28 blir utløst, og dets kontakter 20, 21, 22 frakobler bremsestrømmen når rotasjonen av kortslutningsrotoren stopper eller dens rotasjonshastighet minskes til en innstilt verdi. Hvilekontakten 23 på bremsestrømreléet 28 frakobler motorens startstrømkrets i bremsetidsrommet.

På fig. 9 viser kurveformen A kortslutningsburmotorens arbeids-spenning, og kurveformen B viser den generatorspenning som frembringes av kortslutningsburmotoren etter frakobling av arbeidsspenningen i utførelsesformen på fig. 1, og som måles ved utgangsklemmene 4 og 6 på de seriekoblede feltviklinger 1 og 2. Denne generatorspenning blir frembragt under de strøm-løse halvbølger av den bremsestrøm som tilføres og halvbølge-likerettes via diodene 24 og 25. Da den samme spenning virker ved vekselstrømklemmene på likeretteren 17 under de strøm-førende halvbølger av bremsestrømmen, utvikler denne spenning ingen spenning ved likestrømklemmene på likeretteren 17. Den generatorspenning som er vist på fig. 9, blir imidlertid likerettet til likestrømsiden av likeretteren 17, som påpekt ovenfor under henvisning til fig. 1. Årsaken til det forhold at genera-torspenningsnivået holder seg forholdsvis høyt, som vist på fig. 9, er at motorens jernkjerne blir magnetisert under de strømførende halvbølger av bremsestrømmen. Nivået av restmagnetismen og dermed nivået av generatorspenningen blir derfor relativt høye under de strømløse halvbølger av bremsestrømmen, særlig så lenge motoren stadig roterer med anseelig hastighet.

Ved kontaktene på bremsestrømreléet i anordningen på fig.

1 vil der kunne opptre ugunstig gnist- og lysbuedannelse,

selv om flere kontakter er koblet i serie. Dette fører til oppvarming av kontaktene, reduserer de koblingsstrømmer som kan tillates for kontaktene, særlig ved høyere arbeidsspenn-inger, såvel som koblingshastigheten, forkorter kontaktenes og reléenes levetid og minsker påliteligheten av anordningens arbeide. Disse vanskeligheter er ryddet av veien i den annen utførelsesform for en anordning ifølge oppfinnelsen, en ut-førelse som er vist på fig. 2-8 i forbindelse med forskjellige motortyper.

Fig. 2 viser klemmer R, S, T, N på et trefasenett og trekant-koblede feltviklinger 1, 2, 3 på en motor med kortslutningsbur. For start av kortslutningsbur-motoren blir klemmen S forbundet med klemmen N ved hjelp av en startbryter 13 via en stoppbryter 14, en nødstoppbryter 15, en kontakt 23 på et bremsestrømrelé 28 og en spole 7 på et arbeidsstrømrelé 27, hvorved arbeids-strømreléet 27 reagerer, dets kontakt 8 åpnes, kontaktene 9, 10, 11 tilfører fasespenninger fra klemmene R, S, T til klemmene 6, 5, 4 på feltviklingene 1, 2, 3, og spolen 7 får en holdestrøm via en kontakt 12. For bremsing av motoren blir holdestrømkretsen for arbeidsstrømreléet 27 frakoblet av stoppbryteren 14 eller nødstoppbryteren 15, hvorved arbeidsstrøm-reléet 27 utløses, dets kontakter 9, 10, 11 åpnes og derved frakobler motorens arbeidsstrøm, kontakten 8 sluttes og dermed tilfører en generatorspenning som induseres i feltviklingene 1, 2, 3 ved hjelp av restmagnetismen i jernkjernen hos en kortslutningsrotor og rotorens roterende bevegelse, fra ytterklemmene 4, 6 på to innbyrdes sidekoblede feltviklinger 1

og 2 via en likeretter 17 til en spole 19 på et bremsestrøm-relé 28 og til en bremsestrøm-styreenhet 18, hvorved bremse-strømreléet 28 reagerer og dets kontakter 20, 21, 22 sluttes, kontakten 20 forbinder klemmen R på en bremsestrømkilde RN

via en halvleder 24 med ytterklemmen 6 på feltviklingene 1,

2, kontakten 21 forbinder klemmen R via en halvleder 25 med den annen ytterklemme på feltviklingene 1, 2, og kontakten 22 forbinder ytterklemmen N på bremsestrømkilden RN via en halvlederbryter 26 i ikke-ledende tilstand med den felles klemme 5 for feltviklingene 1, 2, hvoretter styreenheten 18 gjør halvlederbryteren 26 ledende, hvorved bremsestrømmen blir koblet på for å mate feltviklingene 1, 2 inntil styreenheten 18 gjør halvlederbryteren 26 ikke-ledende, hvoretter bremsestrømreléet 28 utløses og dets kontakter 20, 21, 22 åpnes. Da kontaktene 20, 21, 22 på bremsestrømreléet 28 er strømløse når de sluttes og åpnes, opptrer ingen gnist-eller lysbuedannelse i dem. Hvilekontakten 23 på bremsestrømreléet 28 frakobler kortslutningsburmotorens startstrømkrets under bremsetidsrommet.

Fig. 3 viser et koblingsskjerna for bremsestrømstyreenheten 18 sammen med likeretteren 17, spolen 19 på bremsestrømreléet

28 og halvlederbryteren 26 for bremsestrømmen. Styreenheten

18 omfatter en forkoblingsmotstand 29, en kapasitet 30, en zenerdiode 31, en LED-strøm-innstillingsmotstand 32 og en optokobler 33. Når kortslutningsburmotorens arbeidsstrøm kobles fra, blir en generatorspenning fra kortslutningsburmotoren tilført spolen 19 på bremsestrømreléet 28 og bremsestrømstyre-enheten 18 via kontakten 8 på arbeidsstrømreléet 27 og likeretteren 17, bremsestrømreléet 28 reagerer; mens kapasiteten 30 samtidig lades opp via forkoblingsmotstanden 29. Når ladningen når et fastlagt spenningsnivå, gjør optokobleren 33 halvlederbryteren 26, f.eks. en triac, ledende, hvorved bremsestrømmen blir tilført feltviklingene 1, 2. Zenerdioden 31 begrenser ladningen på kapasiteten 30 til et fastlagt spenningsnivå. Kortslutningsburmotorens omdreiningshastighet og generatorspenning blir minsket til null ved virkningen av bremsingen,

og spenningen på kapasiteten 30 blir likeledes minsket ved virkningen av LED-strømmen og holdestrømmen hos bremsestrøm-reléet 28, optokobleren 33 gjør halvlederbryteren 26 ikke-ledende, og bremsestrømmen blir koblet fra, men bremsestrøm-reléet 28 mottar stadig en holdestrøm fra kapasiteten 30 via forkoblingsmotstanden 29 inntil bremsestrømreléet 28 utløses idet spenningen på kapasiteten 30 synker til et fastlagt nivå. Kortslutningsburmotoren kan bremses ned fra full rotasjonshastighet til en lavere verdi ved hjelp av styreenheten 18, hvorved den levnes fritt roterende og også kan startes påny. Opto-kobleren 33 kan være en kombinasjon av en LED og en foto-motstand eller en kombinasjon av en LED og en foto-halvleder. Zenerdioden 31 kan erstattes med en tilsvarende komponent

til spenningsbegrensning og stabilisering.

Fig. 4 viser kobling og styring av en bremsekrets i en stjernekoblet kortslutningburmotor matet av et trefasenett. Bremse-strømmen er koblet for å flyte gjennom feltviklingene 1, 2,

3, men kan like godt kobles direkte til halvlederbryteren 26 fra den felles klemme 5 for feltviklingene 1, 2. Forøvrig skjer kobling og styring av bremsekretsen på tilsvarende måte som beskrevet i forbindelse med fig. 2 og 3. I anordningen på fig. 4 er en spole 36 på et forsinkelsesrelé 39 seriekoblet med en spole 7 på arbeidsstrømreléet 27. Noen tid etter at holdestrømmen til reléet 27 er frakoblet, blir også reléet 39 utløst, hvorved der åpnes en kontakt 37. Dette sikrer at bremsestrømmen blir frakoblet selv om noen av komponentene i tilknytning til bremseprosessen er skadet.

Fig. 5 anskueliggjør kobling og styring av en bremsestrøm i en kortslutningsburmotor matet av et tofasenett og forsynt med to innbyrdes like viklinger. Virkemåten av koblingsoperasjonen i utførelsen på fig. 5 er maken til den for anordningen på

fig. 2.

Fig. 6 anskueliggjør kobling og styring av en bremsestrøm i en trekantkoblet kapasitetsmotor matet av et enfasenett.

En kapasitet 34 er tilkoblet ytterklemmene 4, 6 på seriekoblede feltviklinger 1, 2. Forøvrig skjer kobling og styring av bremse-strømmen på tilsvarende måte som beskrevet i forbindelse med fig. 2 og 3.

Fig. 7 anskueliggjør kobling og styring av en bremsekrets i en stjernekoblet kapasitetsmotor matet av et enfasenett.

En kapasitet 34 er tilkoblet ytterklemmene 4, 6 på seriekoblede feltviklinger 1, 2. Bremsestrømmen flyter gjennom en tredje feltvikling 3, men kan like godt være direkte tilkoblet en halvlederbryter 26 fra en klemme 5 som er felles for feltviklingene 1, 2. Forøvrig skjer kobling og styring av bremse-strømmen på tilsvarende måte som beskrevet i forbindelse med fig. 2 og 3.

Fig. 8 anskueliggjør kobling og styring av en bremsekrets i en kapasitetsmotor matet av et enfasenett. En kapasitet 34 er tilkoblet ytterklemmene 4, 6 på seriekoblede feltviklinger 1, 2. Forøvrig skjer kobling og styring av bremsestrømmen på tilsvarende måte som beskrevet i forbindelse med fig. 2

og 3.

Fremgangsmåten og anordningene ifølge oppfinnelsen kan benyttes til kobling og styring av en bremsestrøm tilført feltviklingene hos en enfaset, tofaset eller flerfaset kortslutningsburmotor.

Bremsestrømstyreenheten 18 kan benyttes til å styre en holde-strøm for halvlederbrytere og/eller likestrømreléer også i forbindelse med andre anordninger.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til bremsing av en asynkronmotor ved tilførsel av en likestrøm oppnådd fra en vekselspenningskilde ved likeretting til motorens feltvikling,karakterisert vedat bremsestrømmen kobles på etter at arbeidsstrømmen er koblet ut, og mens rotoren stadig roterer ved hjelp av en spenning og ved hjelp av elektrisk energi generert av asynkronmotoren som virker som generator, hvilken spenning og energi oppnås fra ytterklemmene på to innbyrdes seriekoblede feltviklinger hos asynkronmotoren, og at til-førselen av bremsestrøm vedlikeholdes ved hjelp av nevnte fra feltviklingen oppnådde generatorspenning og energi under de strømløse halvbølger av den halvbølgelikerettede bremsestrøm inntil nevnte spenning og energi er minsket til en fastlagt verdi.

2. Anordning til bremsing av en asynkronmotor ved tilførsel av likestrøm oppnådd ved likeretting fra en vekselspenningskilde (RN) til motorens feltviklinger (1, 2, 3),karakterisert vedat det ene ytterklemme (6) på to innbyrdes seriekoblede feltviklinger (1, 2) er tilkoblet den ene vekselspenningsklemme på en likeretter (17) via en kontakt (8) på et arbeidsstrømrelé (27), en kontakt som sluttes når arbeidsstrømmen kobles ut, mens en annen ytterklemme (4) er tilkoblet en annen vekselspenningsklemme på likeretteren (179, at en spole (19) på bremsestrømreléet (28) og en bremsestrøm-styreenhet (18) er koblet til likestrømklemmer på likeretteren (17) for å levere en holdestrøm til bremsestrømreléet (28), at den ene klemme (R) på bremsestrømkilden (RN) er forbundet via et halvbølge-likeretterelement (24) med den annen klemme (6) på de seriekoblede feltviklinger (1, 2) og via et ytter-ligere halvbølge-likeretterelement (25) som virker i samme retning som den annen ytterklemme (4 ) t på f eltviklingene, og at bremsestrømkildens (RN) annen klemme (N) er forbundet direkte eller via en tredje feltvikling (3) med en klemme (5) som er felles for de to feltviklinger (1, 2).

3. Anordning som angitt i krav 2,karakterisertved at en bremsestrøminnstiller (26) er anordnet mellom den annen klemme (N) på bremsestrømkilden og den nevnte felles klemme (5) på feltviklingene (1, 2).

4. Anordning som angitt i krav 1,karakterisertved at bremsestrømstyreenheten omfatter en kapasitet (18).

5. Anordning som angitt i krav 1,karakterisertved at bremsestrømstyreenheten (18) omfatter en kapasitet (30), et kapasitetspennings-stabiliserende element (32) paral-lellkoblet med kapasiteten, og en optokobler (33) som styres av kapasitetens (30) spenning, og hvis utgang er koblet for å styre bremsestrøminnstillereh (26).

6. Anordning som angitt i krav 3 eller 5,karakterisert vedat bremsestrøminnstilleren er en halvlederbryter (26).