RU10020U1 - Устройство для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором - Google Patents

Abstract

Устройство для пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором, содержащее выпрямитель, подключенный входами переменного тока к выводам обмотки ротора электродвигателя, контактор, замыкающие контакты которого шунтируют обмотку ротора, пусковое сопротивление, подключенное на выход упомянутого выпрямителя и выполненное из N последовательно соединенных секций, N-1 тиристоров, N-1 генераторов импульсов управления тиристорами, N коммутаторов, блок установок переключения секций пускового сопротивления, блок сигнализации переключения секций пускового сопротивления, отличающееся тем, что выпрямитель выполнен диодным, катоды тиристоров подключены к минусовому выводу выпрямителя, а аноды подключены к узлам соединения секций пускового сопротивления по одному тиристору к каждому узлу, в цепь каждого тиристора и в минусовую цепь выпрямителя включены последовательно реле тока, по одному реле в каждую цепь, выходная цепь реле тока, включенного в минусовую цепь выпрямителя, подключена к первому входу 1-го коммутатора, который содержит две входные цепи и выполнен по схеме И, вторая входная цепь 1-го коммутатора подключена к выходной цепи блока уставок, выходная цепь 1-го коммутатора подключена к входной цепи ключа 1-го генератора импульсов включения 1-го тиристора; единичные входы последующих, от 2-го до N-1-го коммутаторов подключены к выходу блока уставок, выходные цепи указанных коммутаторов подключены к входным цепям ключей генераторов импульсов управления последующими тиристорами, от 2-го до N-1-го, выходная цепь N-го коммутатора подключена к цепи включения контактора, выходные цепи всех реле тока подключены к вх�

Description

НСТРОЙСТВО для ПУСКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для пдска асинхронных электродвигателей с фазным ротором.

К аналогам устройства относятся:

1.Авторское свидетельство 729794 МПК: Н02Р 1/34

2.Авторское свидетельство 1663727 МПК: Н02Р 1/34

3.Авторское свидетельство 1677832 МПК: Н02Р 1/26

4.З.ВЛикуть и др. Импульсный регулируемый электропривод с фазными электродвигателями,- М: Энергия 1972г, с. 14

В аналогах 1 и 2 рассматривается асинхронный электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с трехфазным ротором, трехфазный мостовой выпрямитель, входы которого подключены к трехфазному индукционному реостату, отпайки которого подключены к замыкающим контактам контактора. Выход выпрямителя подключен к двум последовательно соединенным катушкам индуктивности, одна из которых шунтирована конденсатором. Разгон двигателя происходит с моментной характеристикой, определяемой индуктивно-емкостной нагрузкой выпрямителя. В конце пуска контактор шунтирует часть индуктивного реостата. К недостатку устройства относится невозможность оперативной перестройки моментной пусковой характеристики в зависимости от характера механизма, т.к. она определяется величинами индуктивности и емкости на выходе выпрямителя.

Н02Р i/34

тиристорный коммутатор, две группы пусковых резисторов - в статорной и роторных цепях - по три резистора в каждой группе, распределитель импульсов для управлеки5г тиристорным коммутатором. Изменение моментных характеристик двигателя при пуске выполняется изменением параметров распределителя импульсов. В конце пуска роторная обмотка шунтируется контактором. К недостатку устройства относится наличие большого количества пусковых резисторов, что приводит к увеличению габаритов конструкции устройства и его усложнениш. Кроме того, тиристорные коммутаторы в роторной цепи искажают форму роторных токов, что вызывает дополнительные моменты и потери в двигателе и питающей сети.

В аналоге 4 приведено устройство для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором, Устройство содержит неуправляемый выпрямитель, подключенный входными цепями в ротору, а выходными - к пусковому реостату, разделенному на секции. Каждая секция шунтируется тиристорным кличем для осуществления ступенчатого пуска. Тиристорные ключи соединены последовательно и включены каждый параллельно секциям пускового реостата. К недостатку устройства относится наличие высокой разности потенциалов между управляющими электродами тиристоров, что приводит к усложнению цепей включения тиристоров и к повыженным требованиям к их взаимной изоляции.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому устройству является Нстройство комплектное тиристорное серии НПТФ ТУ16-536.739-83 (каталог 08.06.12-84, Информэлектро, М., 1985). Устройство предназначено для пуска асинхронных двигателей с фазным ротором, Нстройство содержит мостовой тиристорный выпрямитель, вход которого подключен к выводам трехфазной обмотки ротора двигателя. Выходные цепи выпрямителя подключены к пусковому сопротивлению, отдельные секции которого шунтированы тиристорами. Аноды шунтирующих тиристоров соединены и подключены к плюсу тиристорного выпрямителя, катоды шунтирующих тиристоров подключены к отводам от секций пускового сопротивления. Шунтирующие тиристоры включаются поочередно в процессе пуска двигателя, в результате чего шунтируются одна за другой секции пускового сопротивления. В конце последнего этапа пуска цепь ротора шунтируется контактором Недостатком прототипа является сложность устройства, связанная с использованием тиристоров в мостовом выпрямителе, что приводит к необходимости включения в состав устройства системы управления тиристорным выпрямителем. Кроме того, включение шунтирующих тиристоров по схеме с общими

- 2 секциями 31 и 32. В анодные цепи тиристоров 26..28 включены последовательно реле тока 13...15, сответственно. К управляющим электродам тиристоров 26...28 подключены, соответственно, выходные контакты ключей 20...22, например, оптоэлектронных. К входам ключей 20... 22 подключены конденсаторы 23..,25, соответственно. Общие выводы конденсаторов подключены к катодам тиристоров. Цепи управления ключами 20...22 подключены к выходам коммутаторов 16...18, соответственно. Выход коммутатора 19 подключен к цепи включения контактора 4, замыкающие контакты 33 и 34 которого шунтируют обмотку ротора двигателя 11. Входные цепи коммутаторов 17,Л9 подключены к выходной цепи блока уставок 9, две входные цепи коммутатора 16, выполненного по схеме И, подключены к выходной цепи блока уставок 9 и к замыкающему контакту 35 реле тока 12. Замыкающие контакты 35...38 всех реле тока подключены также на входы блока сигнализации 10. Размыкающие контакты 39 контактора 4 включены в цепь питания трансформатора 40, вторичная обмотка которого подключена через диоды 41...43 в цепь заряда конденсаторов 23... 25. Замыкающие контакты 44 статорного автомата 45 включены в цепь включения контактора 4.

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе пуска двигателя И пусковой ток протекает по всем секциям пускового сопротивления 2. При этом включается первое реле тока 12. В момент достижения регулирующим параметром (время, ток ротора, частота тока) первой уставки и при наличии тока в цепи реле 12, первый коммутатор 16 включает ключ 20, через который конденсатор 23 разряжается в цепь управления первого тиристора 26. Тиристор 26 включается и шунтирует первую секцию 29 пускового сопротивления 2, реле тока 12 отключается, и включается реле тока 13. В момент достижения регулирующим параметром второй уставки включается второй коммутатор 1, который включает ключ 21, через который конденсатор 24 разряжается в цепь управления второго тиристора 27. Тиристор 27 включается и шунтирует вторую секцию 30 пускового сопротивления 2, реле 13 отключается, и включается реле тока 14. На предпоследнем этапе пуска по сигналу коммутатора 18 включается ключ 22, через который конденсатор 25 разряжается в цепь управления последнего тиристора 28. Тиристор 28 включается и шунтирует предпоследнюю секцию 31 пускового сопротивления 2, реле 14 отключается, и включается реле тока 15. К этому моменту в цепи ротора остается одна секция 32 пускового сопротивления 2, остальные секции 29..,31 шунтированы тиристором 28. В момент

- 4 анодами приводит к появлению в процессе пуска высокого напряжения между катодами шунтирушщих тиристоров, обусловленного падением напряжения на секциях пускового сопротивления. Это обстоятельство приводит к необходимости гальванического разделения выходных цепей импульсных генераторов, управляющих шунтирующими тиристорами, повышенным требованиям к взаимной изоляции упомянутых цепей и к усложнению и понижении надежности конструкции импульсных генераторов в составе устройства.

Целью полезной модели является упрощение устройства и повышение его надежности. Цель достигается тем, что мостовой выпрямитель, подключенный к роторным обмоткам двигателя, выполнен диодным, неуправляемым, шунтирующие тиристоры соединены между собой катодами , в цепь каждого тиристора и в общую минусовую цепь выпрямителя включены реле тока, а в качестве генераторов импульсов для включения шунтирушщих тиристоров применены конденсаторы, число которых равно числу тиристоров, подключенные к управляющим электродам тиристоров через замыкающие контакты разрядников и общей цепью всех конденсаторов - к катодам тиристоров, причем цепи заряда конденсаторов подключены к общему источнику питания.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства

На блок-схеме приведено устройство с четырьмя секциями пускового сопротивления, хотя реально число секций может быть произвольным и отличаться от указанного. Реле тока могут быть выполнены в виде контактных приборов, например, герконных, или бесконтактными, например, на основе датчиков Холла. Выходные цепи реле на блок-схеме и в описании работы устройства обозначены в виде контактов.

Устройство содержит мостовой неуправляемый выпрямитель 1, блок последовательно соединенных пусковых сопротивлений 2, блок шунтирующих тиристоров 3, контактор 4, блок реле тока 5, генераторы импульсов управления б, блок коммутаторов 7, датчик регулирующего параметра 8, блок уставок 9, блок сигнализации 10.

Роторные цепи двигателя 11 подключены к входам переменного тока выпрямителя 1. Выходные цепи выпрямителя 1 подключены к последовательно соединенным секциям 29...32 пускового сопротивления 2, причем в минусовую цепь выпрямителя включено реле тока 12. Катоды шунтирушщих тиристоров 26...28 соединены вместе и подключены к минусовой цепи выпрямителя 1. йноды тиристоров подключены к узлам соединения секций 29...32: тиристор 26 подключен между секциями 29 и 30, тиристор 27 подключен между секциями 30 и 31, тиристор 28 подключен между

- 3 достижения регулирующим параметром последней уставки коммутатор 19 включает контактор 4 , который своими контактами 33 и 34 шунтирует роторную обмотку двигателя При этом контактом 39 контактора отключается трансформатор 40 в цепи питания блока б. Включение реле тока 12,.Л5 фиксируется блоком сигнализации 10. На этом процесс пуска заканчивается. Контактор 4 остается включенным на время работы двигателя и отключается при отключении двигателя контактами 44 статорного выключателя 45.

Настройка моментных характеристик двигателя И в зависимости от вида механизма (вентилятор, мельница, подъемник и т.п.) производится установкой уставок в блоке 9.

При выполнении любого закона управления пуском, ток в цепи ротора при шунтировании секций пускового сопротивления колеблется между максимальными и минимальными значениями, обычно превышающими номинальный ток ротора. При пуске в функции времени, в блоке 9 установлены уставки времени для каждой ступени пускового сопротивления. При пуске в функции тока ротора, датчиком тока ротора является блок 8, уставки минимальных токов для включения очередного тиристора установлены в блоке 9. При пуске в функции скорости двигателя или частоты напряжения ротора, датчиком скорости или частоты является блок 8, а значения уставок , при которых производится переключение ступеней пускового сопротивления, установлены в блоке 9. При пуске в функции тока или частоты напряжения ротора, блок 8 может быть подключен к роторным цепям двигателя, например, посредством трансформатора тока. На блок-схеме зта связь показана пунктиром.

Объединение катодов тиристоров 26...28 приводит к снижению практически до нуля разности потенциалов между цепями управления тиристорами, что позволяет объединить источник заряда конденсаторов 23...25 и снизить требования к изоляции междуэлектродных цепей блока 6. Гальваническое разделение цепей управления от блока тиристоров 3 и выпрямителя 1 выполняется ключами 20...22 и трансформатором 40. Подключение контактов 35 реле тока 12 на вход коммутатора 16 повышает надежность устройства, т. к. включение тиристоров 26... 28 и контактора 4 происходит под контролем наличия тока в начале пускового режима.

- 5 ФОРМНЛЙ

Claims (1)

1. Устройство для пуска асинхронного электродвигателя с фазным ротором, содержащее выпрямитель, подключенный входами переменного тока к выводам обмотки ротора электродвигателя, контактор, замыкающие контакты которого шунтируют обмотку ротора, пусковое сопротивление, подключенное на выход упомянутого выпрямителя и выполненное из N последовательно соединенных секций, N-1 тиристоров, N-1 генераторов импульсов управления тиристорами, N коммутаторов, блок установок переключения секций пускового сопротивления, блок сигнализации переключения секций пускового сопротивления, отличающееся тем, что выпрямитель выполнен диодным, катоды тиристоров подключены к минусовому выводу выпрямителя, а аноды подключены к узлам соединения секций пускового сопротивления по одному тиристору к каждому узлу, в цепь каждого тиристора и в минусовую цепь выпрямителя включены последовательно реле тока, по одному реле в каждую цепь, выходная цепь реле тока, включенного в минусовую цепь выпрямителя, подключена к первому входу 1-го коммутатора, который содержит две входные цепи и выполнен по схеме И, вторая входная цепь 1-го коммутатора подключена к выходной цепи блока уставок, выходная цепь 1-го коммутатора подключена к входной цепи ключа 1-го генератора импульсов включения 1-го тиристора; единичные входы последующих, от 2-го до N-1-го коммутаторов подключены к выходу блока уставок, выходные цепи указанных коммутаторов подключены к входным цепям ключей генераторов импульсов управления последующими тиристорами, от 2-го до N-1-го, выходная цепь N-го коммутатора подключена к цепи включения контактора, выходные цепи всех реле тока подключены к входу блока сигнализации, генераторы импульсов управления тиристорами выполнены каждый из конденсатора и ключа, включенного последовательно между конденсатором и управляющим электродом тиристора, причем общая цепь всех конденсаторов подключены к катодам тиристоров.