RU137694U1 - DEVICE FOR BRANDLESS OPENING OF CONTACTS OF STATOR WINDING CONTACTORS OF ASYNCHRONOUS MOTOR - Google Patents

DEVICE FOR BRANDLESS OPENING OF CONTACTS OF STATOR WINDING CONTACTORS OF ASYNCHRONOUS MOTOR Download PDF

Info

Publication number
RU137694U1
RU137694U1 RU2013105986/07U RU2013105986U RU137694U1 RU 137694 U1 RU137694 U1 RU 137694U1 RU 2013105986/07 U RU2013105986/07 U RU 2013105986/07U RU 2013105986 U RU2013105986 U RU 2013105986U RU 137694 U1 RU137694 U1 RU 137694U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
motor
thyristors
contactors
contacts
Prior art date
Application number
RU2013105986/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Ефимович Лях
Максим Феликсович Фрик
Александр Михайлович Борисов
Геннадий Иванович Драчев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет)
Общество с ограниченной ответственностью "ЧелПривод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет), Общество с ограниченной ответственностью "ЧелПривод" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет)
Priority to RU2013105986/07U priority Critical patent/RU137694U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU137694U1 publication Critical patent/RU137694U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться в электроприводах переменного тока на базе асинхронного электродвигателя, как с короткозамкнутым, так и с фазным ротором при питании, как от промышленной сети, так и от источника питания типа дизель-генератора.The utility model relates to electrical engineering and can be used in AC electric drives based on an asynchronous electric motor, both with a squirrel-cage and with a phase rotor when powered, both from an industrial network and from a power source such as a diesel generator.

Техническая задача - исключение перенапряжений, возникающих при размыкании контактов контакторов статорной цепи при отключении или реверсировании асинхронных электродвигателей, представляющих опасность для автономных источников энергии ограниченной мощности типа дизель-генераторов, а также вызывающих искрение контактов, преждевременный их износ, затраты на запчасти и ремонтные простои.The technical task is to eliminate overvoltages arising from the opening of the contacts of the stator circuit contactors when disconnecting or reversing asynchronous electric motors, which are dangerous for autonomous energy sources of limited power such as diesel generators, as well as causing sparking of the contacts, premature wear, cost of spare parts and repair downtime.

Данная задача решается тем, что звезда статорной обмотки электродвигателя разомкнута, и отключенные концы обмоток фаз статора подключаются к соединенным в треугольник тиристорам, управляющие электроды которых подключены к выходам блока логического контроллера, к соответствующим выходам которого подключены также катушки контакторов. При реверсе электродвигателя вначале запираются тиристоры, размыкающие звезду статорной цепи, прерывая протекание тока в статорной цепи, через задержку времени отключается контактор прежнего направления вращения, потом включается контактор противоположного направления вращения и затем включаются тиристоры, замыкая концы обмоток статора в звезду, происходит разгон двигателя в противоположную сторону. При отключении двигателя без реверса все происходит как при реверсе только без включения контактора противоположного направления вращения.This problem is solved by the fact that the star of the stator winding of the electric motor is open, and the disconnected ends of the stator phase windings are connected to the thyristors connected in a triangle, the control electrodes of which are connected to the outputs of the logic controller unit, the contactors coils are also connected to the corresponding outputs. When the motor is reversed, first thyristors are closed, opening the star of the stator circuit, interrupting the flow of current in the stator circuit, after a time delay the contactor of the previous direction of rotation is turned off, then the contactor of the opposite direction of rotation is turned on, and then the thyristors are turned on, closing the ends of the stator windings to the star, the motor is accelerated into the opposite side. When the motor is turned off without reverse, everything happens as with reverse only without turning on the contactor of the opposite direction of rotation.

1 ил. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться в электроприводах переменного тока как нереверсивных, так и реверсивных на базе асинхронного электродвигателя, как с короткозамкнутым, так и с фазным ротором при питании электродвигателя, как от промышленной сети, так и от автономного источника питания типа дизель-генератора ограниченной мощности, сопоставимой с мощностью питаемых от него электродвигателей, устанавливаемого на подвижном объекте, например, кране на автомобильном или гусеничном ходу.The utility model relates to electrical engineering and can be used in AC electric drives both non-reversible and reversible based on an asynchronous electric motor, both with a short-circuited and with a phase rotor when powering the electric motor, either from an industrial network or from an autonomous power source such as a diesel generator of limited power, comparable with the power of electric motors supplied from it, installed on a moving object, for example, a crane on a motor vehicle or caterpillar.

Известны устройства управления асинхронными электродвигателями (Яуре А.Г., Певзнер Е.М. Крановый электропривод. Справочник. - М.; Энергоатомиздат, 1988. - 344 с. Ил. на стр.316). В этих устройствах в статорную цепь кроме контакторов устанавливаются тиристоры, которые используются для регулирования скорости двигателя и обеспечивают бестоковое переключение контакторов статорной цепи. Регулирование скорости обеспечивается за счет изменения тиристорами напряжения на статоре двигателя, которое меняется от номинального значения и ниже. При снижении напряжения на статоре двигателя его крутящий момент снижается в квадратичной зависимости. Для поддержания заданной скорости требуется устанавливать датчик скорости двигателя (тахогенератор) и делать замкнутую систему регулирования. При регулировании скорости снижается cosφ, появляются высшие гармонические составляющие в напряжении на статоре двигателя. Поэтому такие схемы, несмотря на свою простоту, не получили широкого применения. Использовать же ее только для бестокового переключения контактов контакторов нерационально из-за большого количества требуемых тиристоров. Конечно, если представленную схему ориентировать только на бестоковое переключение контакторов, то количество требуемых тиристоров можно снизить до четырех.Known control devices for asynchronous electric motors (Yaure A.G., Pevzner E.M. Crane electric drive. Handbook. - M .; Energoatomizdat, 1988. - 344 pp. Il. On page 316). In these devices, in addition to contactors, thyristors are installed in the stator circuit, which are used to control the motor speed and provide non-current switching of the stator circuit contactors. Speed regulation is ensured by the thyristor changing the voltage on the motor stator, which varies from the nominal value and below. As the voltage across the motor stator decreases, its torque decreases in a quadratic manner. To maintain a given speed, it is required to install an engine speed sensor (tachogenerator) and make a closed regulation system. When controlling the speed, cosφ decreases, higher harmonic components appear in the voltage at the motor stator. Therefore, such schemes, despite their simplicity, are not widely used. To use it only for currentless switching of contacts of contactors is irrational due to the large number of required thyristors. Of course, if the presented circuit is oriented only at the currentless switching of contactors, then the number of required thyristors can be reduced to four.

Наиболее близким к представляемой полезной модели прототипом является устройство для управления реверсивным электродвигателем (Патент РФ №2011285 МПК 7 H02P 1/40, опубл. 15.04.1994). Устройство содержит реле задержки, тиристорные коммутаторы с замыкающими контактами реле задержки в цепях управления тиристорами, контакторы «Вперед» и «Назад» с двумя замыкающими и размыкающими контактами каждый, две кнопки «Пуск вперед» и «Пуск назад», выполненные в виде сблокированных размыкающего и замыкающего контактов каждая.The closest to the presented utility model, the prototype is a device for controlling a reversible electric motor (RF Patent No. 20111285 IPC 7 H02P 1/40, publ. 04/15/1994). The device contains delay relays, thyristor switches with make contacts, delay relays in thyristor control circuits, Forward and Back contactors with two make and break contacts each, two Start Forward and Start Back buttons, made in the form of interlocked make and make contacts each.

Недостатком данного устройства является сложность тиристорных коммутаторов и наличие контактов реле задержки в цепи управления тиристоров тиристорных коммутаторов.The disadvantage of this device is the complexity of the thyristor switches and the presence of delay relay contacts in the control circuit of the thyristor thyristor switches.

В основу заявляемого решения положена техническая задача упрощения схемы тиристорных коммутаторов и исключения контактов в цепях управления тиристорами.The claimed solution is based on the technical task of simplifying the circuit of thyristor switches and eliminating contacts in the thyristor control circuits.

Указанная техническая задача решается тем, что звезда статорной обмотки электродвигателя размыкается, и отключенные концы обмоток каждой фазы статора подключаются к соединенным в треугольник тиристорам. При подаче напряжения на управляющие электроды всех тиристоров тиристоры включаются, концы фаз обмоток статора включенными тиристорами соединяются в звезду, и двигатель работает в штатном режиме. При снятии напряжения с управляющих электродов всех тиристоров они запираются, и концы фаз обмоток статора запертыми тиристорами размыкаются, предотвращая протекание тока по фазам статора и контактам контакторов. В этом состоянии отсутствия тока возможно включение, отключение и переключение контакторов, чем обеспечивается бестоковое замыкание/размыкание контактов контакторов.The specified technical problem is solved by the fact that the star of the stator winding of the electric motor is opened, and the disconnected ends of the windings of each phase of the stator are connected to the thyristors connected into a triangle. When voltage is applied to the control electrodes of all thyristors, the thyristors are turned on, the ends of the phases of the stator windings with the connected thyristors are connected to a star, and the motor is operating normally. When voltage is removed from the control electrodes of all thyristors, they are locked, and the ends of the phases of the stator windings with the closed thyristors open, preventing current from flowing through the phases of the stator and the contacts of the contactors. In this current-free state, the contactors can be turned on, off and switched, which ensures a current-free contact closure / opening of the contactors.

Сущность полезной модели для варианта управления реверсивным электродвигателем поясняется чертежом, где представлена функциональная схема устройства.The essence of the utility model for the reversible motor control option is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of the device.

Питание асинхронного электродвигателя осуществляется от источника энергии 1. Контакторы 2 и 3 обеспечивают подключение электродвигателя соответственно для вращения вперед и назад. Переключение контакторов обеспечивает изменение чередования фаз подключения статорных обмоток A-X, B-Y, C-Z электродвигателя 4 и. как следствие, изменение направления вращения (реверс) электродвигателя. Концы X, Y и Z статорных обмоток подключаются к тиристорному блоку 5. Тиристоры 6, 7 и 8 тиристорного блока соединены последовательно друг за другом в замкнутый треугольник. Блок логического контроллера 10 управляет тиристорами 6, 7 и 8 тиристорного блока 5. Катушки 11 и 12 соответственно контакторов 2 и 3 также управляются блоком логического контроллера 10. На блок 10 подаются сигналы «Вперед» или «Назад» от блока управления электродвигателем 9 (командоаппарата или системы автоматизации управления объектом). В исходном состоянии при отсутствии команд «Вперед» и «Назад» контакторы 2 и 3 отключены, тиристоры 6, 7 и 8 заперты, обмотки статора двигателя 4 не обтекаются током, двигатель неподвижен. При подаче на блок логического контроллера 10 команды, например, «Вперед» немедленно подается напряжение на катушку 11 контактора 2. Контактор 2 замыкает свои контакты, подавая напряжение на статор электродвигателя, но двигатель не включается, так как тиристоры блока 5 заперты. Через задержку времени, превышающую время включения контактора, блок логического контроллера 10 подает напряжение на управляющие электроды тиристоров 6, 7 и 8. Тиристоры открываются, соединяя в звезду концы X, Y и Z фаз статорных обмоток, электродвигатель включается и работает в штатном режиме. При снятии команды «Вперед» блок логического контроллера 10 снимает напряжение с управляющих электродов тиристоров, тиристоры запираются, прекращается протекание тока через статорную обмотку электродвигателя и только тогда через задержку времени снимается напряжение с катушки контактора и контактор отключается при отсутствии протекания тока по его контактам (бестоковое отключение). Аналогично работает устройство при подаче и снятии команды «Назад». Если же электродвигатель вращался по команде «Вперед», но команду «Вперед» сняли и подали команду «Назад», то устройство работает следующим образом. Снимается напряжение с управляющих электродов тиристоров, тиристоры запираются и через задержку времени отключается контактор для вращения вперед, затем включается контактор для вращения назад и только тогда подается напряжение на управляющие электроды тиристоров. Таким образом, при переключении контакторов задержка времени на включение тиристоров должна быть больше суммарного времени отключения и включения контакторов.The asynchronous electric motor is powered from the energy source 1. Contactors 2 and 3 provide the connection of the electric motor, respectively, for forward and reverse rotation. Switching the contactors provides a change in the phase rotation of the stator windings A-X, B-Y, C-Z of the electric motor 4 and. as a result, a change in the direction of rotation (reverse) of the electric motor. The ends X, Y and Z of the stator windings are connected to the thyristor block 5. The thyristors 6, 7 and 8 of the thyristor block are connected in series with each other in a closed triangle. The logic controller unit 10 controls the thyristors 6, 7 and 8 of the thyristor unit 5. The coils 11 and 12 of the contactors 2 and 3, respectively, are also controlled by the logic controller unit 10. The signals “Forward” or “Back” from the control unit of the electric motor 9 (command device) are sent to block 10 or facility management automation system). In the initial state, in the absence of the “Forward” and “Backward” commands, the contactors 2 and 3 are disconnected, the thyristors 6, 7 and 8 are locked, the stator windings of the motor 4 are not flowed around by the current, the motor is stationary. When a command, for example, “Forward,” is sent to the logic controller unit 10, voltage is immediately applied to the coil 11 of contactor 2. Contactor 2 closes its contacts by supplying voltage to the stator of the electric motor, but the motor does not turn on, since the thyristors of block 5 are locked. After a time delay exceeding the turn-on time of the contactor, the logic controller unit 10 supplies voltage to the control electrodes of the thyristors 6, 7 and 8. The thyristors open by connecting the ends X, Y and Z of the phases of the stator windings to the star, the electric motor turns on and operates in normal mode. When the “Forward” command is removed, the logic controller unit 10 removes voltage from the control electrodes of the thyristors, the thyristors are locked, the current flows through the stator winding of the electric motor, and only then, after a time delay, the voltage is removed from the contactor coil and the contactor is disconnected if there is no current flow through its contacts (non-current shutdown). The device works similarly when submitting and removing the "Back" command. If the electric motor rotated by the “Forward” command, but the “Forward” command was removed and the “Back” command was issued, the device operates as follows. The voltage is removed from the control electrodes of the thyristors, the thyristors are locked and after a time delay the contactor is turned off for forward rotation, then the contactor is turned on for reverse rotation and only then is the voltage applied to the thyristor control electrodes. Thus, when switching contactors, the delay time for turning on the thyristors must be greater than the total time for switching off and on the contactors.

Вариант с нереверсивным электродвигателем отличается от представленного варианта с реверсивным электроприводом лишь тем, что отсутствует один из контакторов с его катушкой и на входе блока логического контроллера отсутствует подключение для противоположного направления вращения электродвигателя.A variant with a non-reversible electric motor differs from the presented version with a reversible electric drive only in that there is no one of the contactors with its coil and there is no connection at the input of the logic controller unit for the opposite direction of rotation of the electric motor.

Бестоковое отключение контактов исключает возникновение перенапряжений при отключении активно-индуктивной нагрузки, которой является статорная цепь асинхронного электродвигателя, так как тиристоры запираются при плавном снижении тока тиристоров до нуля. Эти перенапряжения особенно опасны для автономных источников питания с регуляторами напряжения и частоты с мощностью сопоставимой с мощностью питаемых от него двигателей. Кроме того, так как бестоковое отключение исключает искрение контактов при их отключении, то ликвидируются преждевременный износ контактов, затраты на запчасти и ремонтные простои.A currentless disconnection of the contacts eliminates the occurrence of overvoltages when the active-inductive load is disconnected, which is the stator circuit of an asynchronous electric motor, since the thyristors are locked when the thyristor current is gradually reduced to zero. These overvoltages are especially dangerous for autonomous power supplies with voltage and frequency regulators with a power comparable to the power of the motors fed from it. In addition, since currentless disconnection eliminates the sparking of contacts when they are disconnected, premature contact wear, spare parts costs and repair downtime are eliminated.

Полезной моделью решаются следующие задачи:A useful model solves the following tasks:

- минимизация количества тиристоров для бестокового отключения и переключения контакторов;- minimization of the number of thyristors for currentless switching and switching contactors;

- исключение перенапряжений при отключении активно-индуктивной нагрузки, которой является статорная цепь асинхронного электродвигателя, представляющие опасность для работающего оборудования, в частности, автономных источников энергии ограниченной мощности типа дизель-генераторов с регуляторами напряжения и частоты, питающих асинхронные электродвигатели;- elimination of overvoltage when disconnecting an active-inductive load, which is the stator circuit of an induction motor, which is dangerous for operating equipment, in particular, autonomous energy sources of limited power such as diesel generators with voltage and frequency regulators supplying asynchronous motors;

- исключение искрения контактов при их размыкании, вызывающее преждевременный износ контактов, затраты на запчасти и ремонтные простои.- the elimination of sparking of contacts when they open, causing premature wear of the contacts, the cost of spare parts and repair downtime.

Полезная модель используется для управления асинхронными электродвигателями, как с короткозамкнутым, так и с фазным ротором, у которых выведены начала и концы статорных обмоток, при питании, как от промышленной сети, так и от автономного источника питания типа дизель-генератора.The utility model is used to control asynchronous electric motors, both with a squirrel-cage and with a phase rotor, at which the beginnings and ends of the stator windings are derived, when powered from an industrial network or from an autonomous power source such as a diesel generator.

Claims (1)

Устройство для бестокового размыкания контактов контакторов статорной обмотки асинхронного электродвигателя, включающее контактор для нереверсивного или два контактора для реверсивного электродвигателя, подключенные к источнику энергии, характеризующееся тем, что звезда статорной обмотки электродвигателя разомкнута, и отключенные концы обмоток каждой фазы статора подключены к тиристорам тиристорного блока, соединенным в треугольник, управляющие электроды которых подключены к выходам блока логического контроллера, к соответствующим выходам которого подключены также катушка контактора или катушки контакторов, а входные цепи блока логического контроллера подключены к выходу блока управления электродвигателем.
Figure 00000001
A device for currentless opening of the contacts of the stator winding contactors of an asynchronous electric motor, including a contactor for a non-reversible motor or two contactors for a reversible electric motor, connected to an energy source, characterized in that the star of the stator winding of the electric motor is open, and the disconnected ends of the windings of each stator phase are connected to the thyristor unit, thyristors connected in a triangle, the control electrodes of which are connected to the outputs of the logic controller unit, to correspond conductive outputs of which are connected also the coil of the contactor or contactor coil, and the input logic controller unit circuit connected to the output of the motor control unit.
Figure 00000001
RU2013105986/07U 2013-02-12 2013-02-12 DEVICE FOR BRANDLESS OPENING OF CONTACTS OF STATOR WINDING CONTACTORS OF ASYNCHRONOUS MOTOR RU137694U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013105986/07U RU137694U1 (en) 2013-02-12 2013-02-12 DEVICE FOR BRANDLESS OPENING OF CONTACTS OF STATOR WINDING CONTACTORS OF ASYNCHRONOUS MOTOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013105986/07U RU137694U1 (en) 2013-02-12 2013-02-12 DEVICE FOR BRANDLESS OPENING OF CONTACTS OF STATOR WINDING CONTACTORS OF ASYNCHRONOUS MOTOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU137694U1 true RU137694U1 (en) 2014-02-27

Family

ID=50152321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013105986/07U RU137694U1 (en) 2013-02-12 2013-02-12 DEVICE FOR BRANDLESS OPENING OF CONTACTS OF STATOR WINDING CONTACTORS OF ASYNCHRONOUS MOTOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU137694U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5398815B2 (en) Permanent magnet synchronous motor driving device, air conditioner, ventilation fan driving device, washing machine, automobile and vehicle
CN101304234B (en) Power converters
EP2639958A2 (en) Apparatus and method for energy efficient motor drive standby operation
CN104106205B (en) AC motor system and its control method
JP2008182783A (en) Coil switching device and switching method of three-phase ac motor
JP2016524452A (en) Motor control for stability and power protection
JP5436476B2 (en) Metal extrusion machine for producing moldings from non-ferrous metals
CN107093975A (en) For the method for the three equal value voltages for controlling multi-electrical level inverter
CN105429500B (en) Inverter circuit for motor
CN111654125A (en) Multi-working-mode permanent magnet synchronous motor and control method thereof
CN111247735A (en) Motor driving device
RU2518907C1 (en) Uninterrupted and secured power supply system for crucial power consumers
US7456601B2 (en) System and method for starting a wound rotor motor
RU137694U1 (en) DEVICE FOR BRANDLESS OPENING OF CONTACTS OF STATOR WINDING CONTACTORS OF ASYNCHRONOUS MOTOR
CA2894726A1 (en) System for supplying electrical power to a load and corresponding power supply method
CN201328095Y (en) Mineral flame-proof type variable-frequency high-voltage soft start device
CN212114916U (en) Permanent magnet synchronous motor with multiple working modes
RU68205U1 (en) SOFT STARTING SYSTEM FOR TWO ENGINES
EP3255779B1 (en) Reconfigurable multi-permanent magnet generator based power generating system
RU2701169C9 (en) Small-size dc generating system
CN108336934B (en) Switching method and device for stator winding of permanent magnet synchronous motor and permanent magnet synchronous motor
Song et al. A Model Predictive Control Method for Two Induction Motor Drives Supplied by Four-leg Inverter
JP2016226151A (en) Power supply control device
JP6285290B2 (en) Power converter
JPWO2016084170A1 (en) Motor control device and control method

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140320