RU124091U1

RU124091U1 - SEMICONDUCTOR DEVICE FOR CONDENSOR-FREE STARTING OF A THREE-PHASE SHORT-CIRCUITED ELECTRIC MOTOR FROM A SINGLE-PHASE NETWORK, WHEN THE STATOR WINDING IS CONNECTED TO A STAR

Info

Publication number: RU124091U1
Application number: RU2012124179/07U
Authority: RU
Inventors: Мая Ивановна Стальная; Сергей Юрьевич Еремочкин; Екатерина Валерьевна Горлова; Александр Юрьевич Пимонов
Priority date: 2012-06-09
Filing date: 2012-06-09
Publication date: 2013-01-10

Abstract

Полупроводниковое устройство бесконденсаторного запуска трехфазного корот-козамкнутого электродвигателя от однофазной сети при соединении обмоток статора в звезду, содержащее полупроводниковый ключ, подключенный одним выходом к выходу статорной обмотки, не соединенной с фазой и нулем питающей сети, другим выходом - к нулю питающей сети и к выходу статорной обмотки, подключенной к нулю питающей сети, при соединении статорных обмоток по схеме «звезда», отличающееся тем, что в качестве полупроводникового ключа использован полевой транзистор.A semiconductor device for the capacitorless start of a three-phase short-circuited electric motor from a single-phase network when connecting the stator windings to a star containing a semiconductor switch connected by one output to the output of the stator winding, not connected to the phase and zero of the supply network, and the other output to zero of the supply network and to the output stator winding connected to zero the mains supply, when connecting the stator windings according to the "star" scheme, characterized in that the field trans is used as a semiconductor key Sided.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам запуска трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей от однофазной сети, и может быть использована в электроприводе для питания асинхронных трехфазных электродвигателей, статорные обмотки которых соединены в звезду.The proposed utility model relates to devices for starting three-phase asynchronous short-circuited electric motors from a single-phase network, and can be used in an electric drive to power asynchronous three-phase electric motors, the stator windings of which are connected to a star.

Известно устройство конденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, содержащее конденсатор, реактор и два тиристора. Конденсатор и индуктивность имеют общий выход, который предназначен для соединения с выходом обмотки статора. Другим выходом конденсатор соединен с нулем питающей сети и с общей точкой двух тиристоров, соединенных встречно-параллельно. Другим выходом тиристоры соединены с другим выходом индуктивности. Обмотки данного электродвигателя соединены по типу звезда (Глазенко Т.А. Полупроводниковые системы импульсного асинхронного электропривода малой мощности / Т.А.Глазенко. - Ленинград: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1983. - С.61, рис.13).A device for the capacitor start of a three-phase electric motor from a single-phase network, containing a capacitor, a reactor and two thyristors. The capacitor and inductance have a common output, which is designed to connect to the output of the stator winding. Another output capacitor is connected to the zero of the supply network and to the common point of two thyristors connected counter-parallel. The thyristors are connected to the other inductance output by another output. The windings of this electric motor are connected in the form of a star (Glazenko T.A. Semiconductor systems of a pulsed asynchronous electric drive of low power / T.A. Glazenko. - Leningrad: ENERGOATOMIZDAT, 1983. - P. 61, Fig. 13).

Основными недостатками описанного устройства конденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети являются повышенные габариты вследствие необходимости использования бумажных конденсаторов большой емкости, а также низкая надежность.The main disadvantages of the described device for the capacitor starting of a three-phase electric motor from a single-phase network are increased dimensions due to the need to use paper capacitors of large capacity, as well as low reliability.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, содержащее полупроводниковые ключи, в качестве которых использованы два динистора, соединенные встречно-параллельно. Полупроводниковые ключи подключены одним общим выходом к выходу статорной обмотки, не соединенной с фазой и нулем питающей сети, другим общим выходом - к нулю питающей сети и к выходу статорной обмотки, подключенной к нулю питающей сети. Статорные обмотки соединены по схеме «звезда», (патент RU №2370877, МПК H02P 1/26 (2006.01), H02P 1/42 (2006.01)).The closest to the proposed utility model in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a non-capacitor device for starting a three-phase squirrel-cage electric motor from a single-phase network, containing semiconductor switches, which are used as two dynistors connected in counter-parallel. Semiconductor switches are connected by one common output to the output of the stator winding that is not connected to the phase and zero of the supply network, another common output to zero of the supply network and to the output of the stator winding connected to zero of the supply network. Stator windings are connected according to the "star" scheme (patent RU No. 2370877, IPC H02P 1/26 (2006.01), H02P 1/42 (2006.01)).

Основными недостатками этого устройства бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети являются пониженная надежность и большие габариты ввиду использования в качестве полупроводниковых ключей двух динисторов.The main disadvantages of this device of non-capacitor starting a three-phase squirrel-cage motor from a single-phase network are reduced reliability and large dimensions due to the use of two dynistors as semiconductor switches.

Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надежности и уменьшения габаритов устройства.The proposed utility model solves the problem of increasing reliability and reducing the size of the device.

Для решения поставленной задачи в полупроводниковом устройстве бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду, содержащем полупроводниковый ключ, подключенный одним выходом к выходу статорной обмотки, не соединенной с фазой и нулем питающей сети, другим выходом - к нулю питающей сети и к выходу статорной обмотки, подключенной к нулю питающей сети, при соединении статорных обмоток по схеме «звезда», согласно полезной модели в качестве полупроводникового ключа использован полевой транзистор.To solve the problem in a semiconductor device for non-capacitor starting a three-phase squirrel-cage motor from a single-phase network, by connecting the stator windings to a star containing a semiconductor switch connected by one output to the output of the stator winding, not connected to the phase and zero of the supply network, and the other output to zero supply network and to the output of the stator winding connected to zero of the supply network, when connecting the stator windings according to the "star" scheme, according to the utility model as a semiconductor Vågå key used FET.

Повышение надежности и уменьшение габаритов полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду, обусловлено использованием в качестве полупроводникового ключа только одного полевого транзистора, который пропускает ток в прямом и обратном направлениях без учета полярности приложенного к нему питающего напряжения.Improving reliability and reducing the dimensions of a semiconductor device for non-capacitor starting a three-phase short-circuited electric motor from a single-phase network, when connecting the stator windings to a star, is due to the use of only one field-effect transistor as a semiconductor key, which transmits current in the forward and reverse directions without taking into account the polarity of the applied voltage .

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду; на фиг.2 - векторная диаграмма вращения состоящего из четырех фиксированных положений магнитного потока поля статора; на фиг.3 показано пофазное изменение магнитного потока в обмотках статора в соответствии с векторной диаграммой, изображенной на фиг.2.The invention is illustrated by a drawing, in which Fig. 1 is a circuit diagram of a semiconductor device of a capacitorless start of a three-phase squirrel-cage motor from a single-phase network, when connecting the stator windings to a star; figure 2 is a vector diagram of rotation consisting of four fixed positions of the magnetic flux of the stator field; figure 3 shows the phase-wise change in magnetic flux in the stator windings in accordance with the vector diagram shown in figure 2.

Кроме того, на чертеже изображено следующее:In addition, the drawing shows the following:

- Ф - фаза;- f - phase;

- 0 - ноль;- 0 - zero;

- A, B, C - статорные обмотки электродвигателя;- A, B, C - stator windings of the electric motor;

- VT1 - полевой транзистор;- VT1 - field-effect transistor;

- I, II, III, IV - последовательные фиксированные положения вектора магнитного потока кругового вращающегося поля статора трехфазного электродвигателя;- I, II, III, IV - sequential fixed positions of the magnetic flux vector of a circular rotating field of the stator of a three-phase electric motor;

- дугообразная линия со стрелкой - направление вращения магнитного поля статора;- an arched line with an arrow - the direction of rotation of the stator magnetic field;

- t0-t4 - моменты времени;- t0-t4 are time instants;

- Uсети=f(t) - изменение питающего напряжения во времени.- U network = f (t) - change in supply voltage over time.

Полупроводниковое устройство бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду, содержит полупроводниковый ключ, в качестве которого использован полевой транзистор 1 (VT1), подключенный одним выходом к выходу статорной обмотки В, не соединенной с фазой и нулем питающей сети, другим выходом - к нулю питающей сети и к выходу статорной обмотки А, подключенной к нулю питающей сети. Статорная обмотка C подключена к фазе питающей сети. Статорные обмотки A, B, C соединены по схеме «звезда».A semiconductor device for non-capacitor starting a three-phase squirrel-cage motor from a single-phase network, when connecting the stator windings to a star, contains a semiconductor switch, which is used as a field effect transistor 1 (VT1), connected by one output to the output of the stator winding B, not connected to the phase and zero of the supply network , another output - to zero of the supply network and to the output of the stator winding A connected to zero of the supply network. The stator winding C is connected to the mains phase. Stator windings A, B, C are connected according to the "star" scheme.

Полупроводниковое устройство бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду, работает следующим образом. При прохождении положительной полуволны питающего напряжения в момент времени t0, сначала ток проходит по двум обмоткам A и C электродвигателя (фиг.3). Образуется первое положение вектора магнитного поля статора. В момент времени t1 открывается транзистор 1 (VT1). Ток проходит по всем трем обмоткам A, B, C электродвигателя и образуется второе положение вектора магнитного поля статора. В момент времени t2, при прохождении отрицательной полуволны питающего напряжения, транзистор 1 (VT1) закрывается, ток проходит по двум обмоткам A и C электродвигателя. Образуется третье положение вектора магнитного поля статора. В момент времени t3 транзистор 1 (VT1) открывается. Ток проходит по всем трем обмоткам A, B, C электродвигателя и образуется четвертое положение вектора магнитного поля статора. Поле статора получается эллипсоидным, пространственным, изменяющимся во времени. В момент времени t4 алгоритм работы полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети повторяется.The semiconductor device of the capacitorless start of a three-phase squirrel-cage motor from a single-phase network, when connecting the stator windings to a star, works as follows. With the passage of the positive half-wave of the supply voltage at time t0, first the current passes through two windings A and C of the electric motor (Fig. 3). The first position of the stator magnetic field vector is formed. At time t1, transistor 1 (VT1) opens. The current flows through all three windings A, B, C of the electric motor and the second position of the stator magnetic field vector is formed. At time t2, with the passage of the negative half-wave of the supply voltage, the transistor 1 (VT1) closes, the current passes through two windings A and C of the electric motor. A third position of the stator magnetic field vector is formed. At time t3, transistor 1 (VT1) opens. Current flows through all three windings A, B, C of the electric motor and the fourth position of the stator magnetic field vector is formed. The stator field is ellipsoidal, spatial, and changes in time. At time t4, the operation algorithm of the semiconductor device of the non-capacitor starting of a three-phase electric motor from a single-phase network is repeated.

Таким образом, повышается надежность и уменьшаются габариты полупроводникового устройства бесконденсаторного запуска трехфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора в звезду.Thus, the reliability is increased and the dimensions of the semiconductor device of the non-capacitor start of a three-phase squirrel-cage electric motor from a single-phase network are reduced, when the stator windings are connected to a star.

Claims

A semiconductor device for the capacitorless start of a three-phase short-circuited electric motor from a single-phase network when connecting the stator windings to a star containing a semiconductor switch connected by one output to the output of the stator winding, not connected to the phase and zero of the supply network, and the other output to zero of the supply network and to the output stator winding connected to zero the mains supply, when connecting the stator windings according to the "star" scheme, characterized in that the field trans is used as a semiconductor key Sided.