PL223514B1 - Układ sterowania rozruchem gwiazda-trójkąt silnika trójfazowego prądu przemiennego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania rozruchem „gwiazda-trójkąt” trójfazowego silnika prądu przemiennego asynchronicznego zwartego (klatkowego) z wykorzystaniem układów stycznikowych, za pośrednictwem mikrokontrolera.

Układ ma bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle oraz w układach napędowych maszyn. Służy on do sterownia rozruchem silnika trójfazowego prądu przemiennego. Polega na przełączeniu w odpowiednim czasie uzwojeń stojana (nieruchoma część silnika) z układu „gwiazdy” w układ „trójkąta”.

Znany jest ze zgłoszenia wynalazku P.349973 zespół łącznikowy „gwiazda-trójkąt”, umożliwiający włączanie, uruchamianie i pracę asynchronicznych silników elektrycznych o mocy przekraczającej 4 KW, zastępując dotychczasowe wersje styczników. Element łącznikowy realizuje trzy niezależne położenia, które przez elementy transmisyjne są przekazywane do sekcji stykowej, gdzie ruchomy wspornik styków elastycznych przesuwając się zamyka odpowiednie styki, najpierw powodując zasilanie silnika w układzie gwiazda (Y) a następnie, po zwrotnym przełączeniu do punktu gwiazdy i po zwłoce czasowej, zasilanie w układzie trójkąt (D) odpowiadające napięciu znamionowemu uzwojenia silnika. Przesterowanie w wymienione trzy położenia wymusza element przełączający, zawierający dwie zwory stałe z osadzonymi w specjalnych obejmach cewkami, rozdzielony płytą dystansową, która jednocześnie służy, jako prowadnica zwory łączącej i która zawiera otwory, w które wchodzi ruchomy wspornik metalowy pełniąc funkcję ogranicznika ruchu.

Podobnym wynalazkiem jest znany z opisu CN 1592071 (A) „Przełącznik rozruchu „gwiazda-trójkąt”, który umożliwia automatyczny rozruch trójfazowego silnika prądu przemiennego z wyk orzystaniem układu trzech styczników, które łączą odpowiednio uzwojenia faz stojana silnika najpierw w gwiazdę a następnie w trójkąt.

W patencie nr JP 100142268 (A) pt.: „Stycznik elekromagnetyczny sterujący rozruchem „gwiazda-trójkąt” zastosowano zespół trzech styczników (stycznika głównego, stycznika gwiazdy, stycznika trójkąta) z odpowiednio ustawionymi zwłokami czasowymi, przeznaczonymi do rozruchu trójfazowego silnika prądu przemiennego. Po załączeniu stycznika gwiazdy i po upływie czasu zwłoki t₁ uruchamiany jest stycznik główny. Po tym ma miejsce rozruch silnika tzn. styczniki: główny oraz gwiazdy są z ałączone, trwa on przez czas określony za pomocą parametru t2, po którego upływie styczniki: gwiazdy i główny zostają wyłączone. Czas przerwy pomiędzy wyłączeniem styczników: gwiazdy i głównego, a załączeniem styczników: trójkąta i głównego jest określony przez parametr t₃. Po upływie tego czasu następuje załączenie styczników: trójkąta i głównego, wtedy to silnik pracuje w układzie trójkąta. Układ kończy pracę po wyłączeniu styczników: trójkąta i głównego.

Przedmiotem patentu nr GB 681818(A) „Usprawnienie sterowania przełącznika rozruchu „gwiazda-trójkąt” jest układ pary styczników, gdzie jeden z nich jest odpowiedzialny za pracę trójfazowego silnika prądu przemiennego w układzie gwiazdy, a drugi w układzie trójkąta, wraz z mechanizmem opóźniającym załączenie stycznika trójkąta od momentu wyłączenia stycznika gwiazdy.

Według wynalazku układ sterowania rozruchem „gwiazda-trójkąt” trójfazowego silnika prądu przemiennego charakteryzuje się tym, że ma czujniki zasilania, obrotów i czasowy, które połączone są z wejściami sterownika. Wyjście sterownika jest połączone ze stycznikami: gwiazdy, zasilania i trójkąta, następnie te styczniki są połączone z silnikiem trójfazowym prądu przemiennego oraz z czujnikami: stycznika gwiazdy, stycznika zasilania, stycznika trójkąta, które wraz z silnikiem trójfazowym prądu przemiennego są połączone z sterownikiem, do którego są podłączone 4 lampki kontrolne: zasilania, gwiazdy, trójkąta i błędu.

Do zalet wynalazku należy samodiagnoza układu, polegająca na sygnalizacji stanów pracy oraz programowej blokadzie układu w przypadku prostych awarii.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje układ w schemacie blokowym.

Układ sterowania rozruchem „gwiazda-trójkąt” silnika trójfazowego prądu przemiennego charakteryzuje się tym, że ma czujniki zasilania 1, obrotów 2, czasowy 3, które połączone są z wejściami sterownika 4, natomiast wyjście sterownika 4 jest połączone z stycznikami: gwiazdy 5, zasilania 6, trójkąta 7, następnie te styczniki są połączone z silnikiem trójfazowym prądu przemiennego 8 oraz z czujnikami: stycznika gwiazdy 9, stycznika trójkąta 10, stycznika zasilania 11, które wraz z silnikiem trójfazowym prądu przemiennego 8 są połączone z sterownikiem 4, do którego są podłączone 4 lampki kontrolne: zasilania 12, gwiazdy 13, trójkąta 14, błędu 15.

PL 223 514 B1

Czujnik obrotów 2 ma za zadanie wyłączyć stycznik gwiazdy 5 po osiągnięciu przez wirnik silnika trójfazowego prądu przemiennego 8 odpowiedniej prędkości obrotowej. Czujnik czasowy 3 odmierza czas pomiędzy wyłączeniem stycznika gwiazdy 5, a załączeniem stycznika trójkąta 7 tzn. czas przerwy bezpieczeństwa. Ta przerwa opóźnia czas załączenia stycznika trójkąta 7 względem wyłączenia stycznika gwiazdy 5. Jej długość powinna wynosić 200 milisekund. Taka przerwa pozwala uniknąć zapalenia się łuku elektrycznego i ponownego przewodzenia styków stycznika gwiazdy 5 (spowodowanych przez zjonizowane powietrze). Wyjście sterownika 4 połączone jest z trzema stycznikami: zasilania 6, gwiazdy 5 i trójkąta 8. Wszystkie styczniki: zasilania 6, gwiazdy 5 i trójkąta 7 są podłączone do silnika trójfazowego prądu przemiennego 8 oraz do odpowiadającemu każdemu z nich czujników: stycznika gwiazdy 9, stycznika trójkąta 10 i stycznika zasilania 11 Czujniki: stycznika gwiazdy 9, stycznika trójkąta 10 i stycznika zasilania 11, sygnalizują działanie styczników: zasilania 6, gwiazdy 5 i trójkąta 8. Wysyłają także sterownikowi 4 sygnały o pracy styczników: zasilania 6, gwiazdy 5 i trójkąta 7. Dzięki temu sterownik może określić poprawność działania styczników: zasilania 6, gwiazdy 5 i trójkąta 7, co jest sygnalizowane za pomocą lampek kontrolnych: zasilania 12, gwiazdy 13, trójkąta 14. Uszkodzenie wykryte przez sterownik 5 jest sygnalizowane za pomocą lampki kontrolnej błędu 15.

Claims (1)

1. Układ sterowania rozruchem „gwiazda-trójkąt” silnika trójfazowego prądu przemiennego, znamienny tym, że ma czujniki zasilania (1), obrotów (2), czasowy (3), które połączone są z wejściami sterownika (4), natomiast wyjście sterownika (4) jest połączone ze stycznikami: gwiazdy (5), zasilania (6), trójkąta (7), następnie te styczniki są połączone z silnikiem trójfazowym prądu przemiennego (8) oraz z czujnikami: stycznika gwiazdy (9), stycznika zasilania (11) stycznika trójkąta (10), które wraz z silnikiem trójfazowym prądu przemiennego (8) są połączone z sterownikiem (4), do którego są podłączone 4 lampki kontrolne: zasilania (12), gwiazdy (13), trójkąta (14), błędu (15).